А.О. Штокал, к.т.н., ведущий конструктор
Филиала АО «НПО Лавочкина» в г. Калуга
Люди всегда интересовались окружающим миром. Первые свидетельства этого мы находим в местах обитания древних палеолитических сообществ – петроглифы наскальной первобытной живописи. Существует много различных версий их назначения – эстетическая, познавательная, магическая, обрядовая. Большая часть рисунков понятны и очевидны – это изображения окружающей природы, животных, сцен охоты и даже вооружённых конфликтов. Но некоторые рисунки не так просто детерминировать. Вероятно, они свидетельствуют о зарождении первых проторелигиозных концепций, проведении обрядов и ритуалов, иллюстрируют первые мифологические сказания. Можно распознать на рисунках также объекты, доступные наблюдению на небе невооружённым глазом – Солнце, Луну, звёзды и кометы. Уже на данном этапе развития можно констатировать, что люди интересовались как непосредственно бытовыми вопросами и реалиями, так и задумывались о небесных объектах, происходящих с ними изменениях, пытались осмыслить себя и своё место в окружающем мире.
Формирование первых государств (Египет, Шумер и Аккад, цивилизация долины Инда) привело к упорядочиванию собираемых знаний. Появились системы мировоззрения. Но они носили прежде всего мистический и религиозный характер. Их появление и формирование связано с образованием жреческого класса, что стало возможно как результат появления разделения труда (повысившаяся производительность труда позволила тем обществам выделить «свободные руки», не занятые непосредственно производством продуктов и ремесленных изделий).
Первые светская система знаний появилась в Древней Греции
в VI в. до н.э. в эпоху формирования первых полисов. Цивилизация, основанная в первую очередь на торговле, а не на использовании трудо- и ресурсоёмкого ирригационного земледелия, отличалась отсутствием единой политической структуры и впервые предложила демократическую модель управления обществом. Древние греки тогда же и сформировали понятие «космос», но трактовался этот термин немного иначе, чем сейчас – «гармоническая, эстетическая и упорядоченная окружающая среда», а не только космического пространство за пределами атмосферы Земли. К сожалению, до открытия телескопа в начале XVII века, люди имели возможность изучать и фиксировать только наблюдаемые невооружённым глазом небесные объекты и явления. Контактное же изучение космического пространства стало возможно лишь во второй половине XX века с развитием космонавтики. А в те далёкие времена и Земля оставалась по большей части неисследованной. Античные представления о географии и известные (хотя бы по сообщениям) земли (называемые тогда Ойкуменой) можно наблюдать на карте Клавдия Птолемея, составленной около 150 г. н.э. При этом, уже тогда бытовало представление о шарообразной Земле, и была сформирована геоцентрическая система мира, в которой для увязки наблюдаемого движения планет и кругового их представления была введена система эпициклов. Античная наука была невероятно высокоразвитой для того времени, но при этом её развитие было ограничено двумя особенностями тогдашнего общества:
- отсутствием увязки теоретических формулировок и практических познаний, теоретические положения была зачастую спекулятивны, построены на понятиях идеального, умозрительными, присущими высшим слоям общества; практические навыки нарабатывались ремесленниками, скульпторами, торговцами и моряками, были часто недоступны и малоинтересны генераторам теоретических идей; понятие о верифицируемости научных положений и необходимости проверки выдвинутых гипотез практическими результатами, сделавшее науку саморазвивающейся и самофильтрующей динамической системой, придёт много позже;
- отсутствием экономической мотивации механизации и автоматизации ручного труда; массовое внедрение научно-технических изысканий тормозилось крайней дешевизной ручного труда в виду наличия масштабного института рабовладения.
При этом отдельные попытки исследования неизвестного окружающего пространства предпринимались и тогда:
1. Около 600 г. до н.э. египетский фараон Нехо II отправил флотилию состоящих на египетской службе финикийцев в плавание на юг вдоль Красного моря с целью узнать, окружена ли Ливия (Африка) морем. Финикийцы потратили на плавание два года (они периодически приставали к берегу, организовывали посевы и только после жатвы продолжали плавание), и на третий вошли через Геракловы Столпы (совр. Гибралтар) в Средиземное море. Кстати, больше всего удивило сообщившего нам об этом плавании Геродота то, что когда они оплывали Ливию, солнце было у них на северной стороне. Для нас это наилучшее подтверждение реальности совершённого плавания.
2. Примерно 100 лет спустя плавание вдоль западных берегов Африки совершил карфагенянин Ганнон. Африку на этот раз не обогнул, но забрался очень далеко на юг, примерно до Гвинейского залива и вулкана Камерун. Оставил обширные описания своего путешествия, известного ныне как «перипл Ганнона».
3. Около 325 г. до н.э. житель греческой колонии Массалия Пифей совершил плавание вдоль Европы на север, посетил берега современных Испании, Франции, Германии, убедился, что Великобритания – это остров, и даже достиг легендарного острова Туле (по одному из предположений, он соответствует современной Исландии).
Существует такая иллюзия, что научные знания, будучи однажды собранными и сведёнными в единую систему, остаются с нами навсегда, приумножаясь и усложняясь по мере развития. На самом деле, наука – лишь один из аспектов существования цивилизации, причём очень уязвимый. Деградационные процессы в общественно-политической системе в первую очередь приводят к «вымыванию» и забытию научно-технических знаний и достижений. Лучшая иллюстрация этого – падение Римской империи и гибель Античного мира. Причины этого комплексны – это и климатические изменения, и нашествие гуннов и варварских народов с северо-востока, и общий кризис рабовладельческой системы, и ресурсный кризис (экстенсивное развитие очень быстро вымывает доступные ресурсы, без интенсифицирующих мероприятий кризис становится неизбежным), и сокращение населения наиболее крупных городов Средиземноморья вследствие экономических неурядиц и эпидемий. Римская империя с «комплексным вызовом истории» совладать не смогла. В итоге, научно-технические, астрономические, инженерные, географические знания, добытые сотнями лет изысканий античных учёных, были практически забыты в Средневековой Европе (частично сохранились лишь в арабском мире). В нарождающемся после Средневековья Возрождении очень многое пришлось изобретать заново.
При этом и в Средневековье осуществлялись спорадические мероприятия по исследованию неизученных земель. Наиболее известны походы викингов на рубеже I и II тысячелетий н.э. Драккары викингов позволили открыть и заселить Исландию, Гренландию, впервые ступить на землю Северной Америки (упоминаемая в сагах «земля винограда» – Винланд), поучаствовать в основании Древнерусского государства, побыть элитной стражей в Константинополе («варанги»). Арабские и персидские мореплаватели чуть ранее исследовали восточноафриканский берег «суахили» практически до территории современного Мозамбика. Выдающийся арабский путешественник ибн Баттута в XIV в. н.э. посетил почти все известные страны исламского мира от Западной Африки до Индокитая. Венецианский купец Марко Поло чуть ранее (во второй половине
XIII в. н.э.) дошёл через всю Азию до Китая.
Может показаться, что лишь европейские и ближневосточные государства отправляли дальние экспедиции в неизведанное. Но это не так. Существуют сведения о плаваниях китайского адмирала династии Мин в самом начале XV в. н.э. с дружественным визитом вдоль всех стран, омываемых Индийским океаном. Также существуют отрывочные сведения из другой части света. В начале XIV века благодаря добыче золота в верховьях реки Нигер и открытия маршрутов транссахарской торговли в Западной Африке возвышается империя Мали. В 1310 г. её правитель Абубакар II посылает флот из 200 судов для исследования пределов морей, которые являлись западной границей империи. Логика Абубакара проста – если у Нигера, главной и величайшей реки империи, есть два берега, то противоположный берег должен быть и у океана. Миссия оказалась безрезультатной, и информация пришла лишь от капитана одного судна, отказавшейся плыть за другими судами, когда они достигли места впадения реки в море и водоворота. Но Абубакар был неудержим, он повторно отправил ещё больший флот, сам став в его главе, и отрёкся от престола с формулировкой «для исследования океанских просторов». Больше достоверной информации о нём не имеется. Достигли ли малийцы американских берегов – вопрос дискуссионный.
Перечисленные выше экспедиции обладают одним важным
свойством – они были спонтанные, несистематические. Больше похожие на случайные флуктуации. И практически не оказали влияния ни на общее развитие цивилизации, ни даже на судьбу конкретной организовавшей их страны. Возможно, сведения о многих из них просто не дошли до нас. Как бы там не было, даже их суммарное влияние на историю минимально.
Первым и единственным разом, когда данное влияние стало определяющим, была эпоха Великих географических открытий. Первое отличие данной эпохи – систематичность. Плавания организовывались раз за разом, даже если предыдущее не достигло своей цели. Практически отсутствует частная инициатива – почти все исследования организованы государством. Была у данной эпохи определённая социально-географическая подоплёка.
После падения Римской империи через несколько веков экономическое и цивилизационное развитие Западной Европы начало постепенно восстанавливаться, но уже на новой базе – на основе феодальных отношений. Европа в те времена испытала даже небольшой расцвет, связанный с государством Карла Великого (империя Франков). Постепенно, общество развивалось и усложнялось. Что-то переоткрывалось на месте, что-то заимствовалось у находящихся в зените могущества мусульман. Примерно ко времени становления классического Средневековья наступает переломный момент – ресурсы Европы не бесконечны, многие истощены ещё во времена римлян. Климат нестабилен, континент уже перенаселён (для того уровня производительности труда). Попытки экспансии на Восток (Крестовые походы) проваливаются, окончательно разбиваясь о набирающую мощь Османскую империю. Продвижение вдоль Африки на юг сопряжено с большой протяжённостью коммуникаций, высоким сопротивлением местного населения, крайне непривычным европейцам климатом. Примерно в эту эпоху Европу постигает череда потрясений – холодает климат, что приводит к неурожаям и голоду, перенаселённый континент накрывает сначала эпидемия проказы, а потом и Чёрной смерти, принесённой по торговым путям из Восточных степей. Вся человеческая история обозначает важный постулат – нельзя бесконечно развиваться экстенсивно. Рано или поздно, но для дальнейшего развития понадобятся либо новые территории, либо интенсификация развития. На которую нужно ещё изыскать немалые средства. Если проблема не будет решена, развитие примет циклический характер с саморегулированием, примерно как саморегулируется численность животных в биосистеме. Примерно по таким историческим циклам (развитие – предел – кризис – деградация – упадок – новое развитие) существовал многие тысячелетия Китай, цивилизации Мезоамерики и Южной Америки. В рамках такого же цикла существовала и Средиземноморская цивилизация (если учесть, что падению Римской империи примерно на полторы тысячи лет предшествовала катастрофа Бронзового века). В конце XV века европейцы «нащупали» единственный возможный путь развития – экспансию туда, где никаких серьёзных преград нет. Кроме океана. Открытие земель за которым (их тогда называли «Новый Свет») сильно увеличило возможности развития для европейской цивилизации (тут следует привести и «колумбов обмен» – появление в Европе ранее неизвестных сельскохозяйственных культур – подсолнечника, томатов, картофеля, кукурузы, тыквы, что резко увеличило урожайность и позволило нарастить численность населения городов; также из Нового Света доставляли дефицитные металлы, что резко увеличило платёжеспособность и самых проводящих экспансию государств, и всей европейской цивилизации в целом (здесь стоит вспомнить, какие трудности испытывали древние римляне в торговле с народами Индостана)). Но самое важное, что европейцы «перенесли» свою цивилизацию на новые земли, подарили свои научно-технические достижения другим народам, хотя процесс взаимодействия в целом был весьма болезненным и принёс немало бед аборигенам открытых земель. Уже к началу XX века (за 400 лет экспансии), практически весь мир был поделён между передовыми европейскими государствами. И в процессе экспансии выявился немаловажный факт – рост шёл не только экстенсивно, многие процессы запустили целую череду интенсификации развития. Здесь проявляется немаловажная характеристика её системы – эмерджентность. Любая система больше, чем просто сумма компонентов. По мере её формирования появляются новые свойства и черты, которые отсутствовали у формирующих компонентов. И чем сложнее система, тем больше проявляются такие непредсказуемые изначально характеристики. (Наиболее понятный пример – в природе не существует разумных клеток, но человек, являясь по сути системой клеток, обладает разумностью.) Открытие и освоение новых земель повлекло взрывной рост научно-технического прогресса. Так как этому способствовал ряд задач, имеющих первоначально чисто практическое воплощение. Один из наиболее очевидных примеров – бурный прогресс кораблестроения по сравнению с предыдущими веками и даже тысячелетиями. Усложнение технических требований к кораблям повлекло развитие математики, прикладной физики, открытия новых материалов, механизацию труда, бурный рост мануфактурной промышленности деревообработки, металлургии, бумажного производства и лёгкой промышленности. Необходимость ориентироваться в открытом море подстегнула интерес к астрономии, использование компаса – к исследованию электричества. Навигационные требования также способствовали развитию оптики (подзорные трубы) и точной механики для определения долготы. Логистические требования заложили предпосылки для освоения энергии пара. Именно данные процессы позволили к началу XX века сформировать такую западную цивилизацию, которую мы знаем. Все континенты были связаны в единую систему, человеческая цивилизация впервые в своей истории стала глобальной.
XX век ознаменовался главными движущими причинами научно-технического прогресса – двумя Мировыми войнами и длительной борьбой капиталистической и социалистической систем. Высокая конкуренция ускоряла научно-технический прогресс. Ситуация, описанная выше с кораблестроением, произошла практически со всеми видами машин, техники и аппаратуры. Появились вновь авиация, ядерная промышленность, получила бурное развитие электронно-вычислительная техника. И если ещё на заре XX века великий русский учёный Константин Эдуардович Циолковский теоретически рассуждал о возможности преодоления земной гравитации и выхода в космическое пространство, то всего через несколько десятилетий после его смерти данные выдающие достижения были осуществлены Советским Союзом. Также человечество впервые ступило на поверхность другого небесного тела благодаря астронавтам США. Было запущено большое количество автоматических межпланетных станций и орбитальных спутников.
Ключевое отличие данного времени выражается в сугубо теоретико-научном познании дальнего космоса, гораздо больше служащего для удовлетворения любопытства, чем для решения практических задач. Практическое и экономически эффективное (коммерческое) освоение на настоящий момент затронуло лишь ближайшее околоземное пространство, и направлено на решение следующих задач:
- навигация,
- дистанционное зондирование Земли,
- связь и телекоммуникация,
- обеспечение выполнения научных экспериментов и наблюдений.
Во многом это напоминает ситуацию с освоением водных территорий древними до конца XV в. н.э. – активно развитое каботажное плавание в торговых целях на небольшие расстояния и редкие отдельные спорадические экспедиции за пределы известного мира в первую очередь с познавательными целями. Лишь тогда, когда экспансия будет поставлена на поток и взята под контроль глобальных и государственных структур, возможен резкий скачок научно-технического развития с накопление системной сложности общественно-политических и производственных структур. А пока ситуация в мире крайне схожа с Западной Европой времён излёта классического Средневековья – конечность и ограниченность доступных ресурсов, отсутствие находящихся поблизости перспективных зон экспансии, очень высокая населённость в отдельных локациях с повышенной нагрузкой на окружающую среду, высокая конкуренция субъектов за ресурсы и рынки сбыта, необходимость высоких затрат для «рывка вовне» с туманными перспективами их окупаемости.
Настанет ли эпоха новой масштабной внешней экспансии в ближайшие десятилетия? Смогут ли по её результатам выстроиться новые гиперглобальные структуры и балансы? Приведёт ли всё это к очередному научно-техническому интенсивному прогрессу? Сложно выдвинуть какие-либо гарантии, но сходность процессов современного и полутысячелетней давности кажется весьма очевидной.
Отчасти познание устройства и исследование космического пространства связано с поисками ответа на извечный вопрос человечества: «Одиноки ли мы во Вселенной?» И по мере накопления знаний о телах Солнечной системы всё больше было уверенности, что вероятность встретить развитую цивилизацию «поблизости» в космических масштабах весьма высока. Такие ожидания оставили глубокий след в нашей культуре рубежа XIX и XX веков. И кто знает, какие тайные мысли двигали советскими учёными и конструкторами середины XX века, готовящими «прорыв в космос», выросшими на сочинениях К.Э. Циолковского и экранизации «Аэлиты» Я.А. Протазановым? Ведь если следовать положениям марксизма, то по мере развития общества и повышения производительности труда капиталистическая формация должна уступить место коммунистической. И, весьма вероятно, что более развитая инопланетная цивилизация уже в ней существует. Неужели она не поделится своими достижениями со своими земными «товарищами»?
Но по мере исследования Солнечной системы выяснилось, что разумная жизнь на её небесных телах вряд ли возможна. Слишком непригодные для неё условия на Венере, Луне и Марсе (которые находятся в зоне гипотетического обитания). Максимум, что возможно – это простейшие одноклеточные существа, которые до настоящего времени так и не обнаружены.
Остаётся вглядываться в дальний космос, за пределы Солнечной системы. На заре космической эры американским учёным Фрэнком Дрейком была предложена формула, позволяющая рассчитать число доступных для обнаружения внеземных цивилизаций в нашей Галактике. И по мере развития астрономических знаний нам становятся доступны оценочные значения предложенных коэффициентов. В частности, уже на нашей памяти было открыто и доказано существование экзопланет, вращающихся вокруг других звёзд нашей Галактики. Причём даже тех, которые расположены в обитаемой зоне. В настоящее время их существование предсказано теоретически на основе анализа изменения яркости звёзд и их гравитационного колебания. В ближайшем будущем запланирован запуск космического телескопа имени Джеймса Уэбба с диаметром главного зеркала 6,5 м. Возможностей телескопа будет достаточно не только для того, чтобы обнаруживать сами экзопланеты, но даже спутники и спектральные линии этих планет. Однако возможностей телескопа будет недостаточно для получения изображений найденных экзопланет. Такая возможность появится не раньше середины 2030-ых годов, когда будет запущен телескоп-наследник «Джеймса Уэбба» – LUVOIR с диаметром главного зеркала 8 м или даже 15 м (в настоящее время рассматриваются обе компоновки).
А пока, несмотря на продолжающийся и даже ускоряющийся научно-технический прогресс, в вопросе поиска внеземной разумной жизни мы сталкиваемся с парадоксом имени выдающегося итальянского физика Энрико Ферми – почему несмотря на огромное количество звёзд в нашей Галактике, уже доказанное существование вокруг них экзопланет, в том числе и в обитаемой зоне, мы не обнаруживаем никаких следов существования и деятельности внеземных цивилизаций? Похоже, какие-то фундаментальные закономерности или ограничения нам по-прежнему неизвестны. Или мы появились слишком рано?
Эти вопросы, а также определение перспективных путей развития и совершенствования нашей цивилизации и будут вдохновлять нашу науку в течение ближайших десятилетий. Причём как на уровне теоретических изысканий, так и при решении сугубо прикладных вопросов и задач.