Проблема поиска внеземных цивилизаций

Министерство  образования и науки российской федерации

АЗОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА

ФИЛИАЛ ГОУ ВПО «РГЭУ (РИНХ)»

Реферат по предмету

Концепции современного естествознания

Тема: Проблема поиска внеземных цивилизаций

Студентки 1 курса

Заочной формы обучения гр. 611-зв

Новиковой Л.С.

Научный руководитель:

К. ф. н., доц. Кирсанова О.Т.

Дата сдачи  реферата:

Дата защиты:

Оценка:

                                                           г. Азов.

2011г.

План

Введение…………………………………………………………………………….3

1. История проблемы поиска внеземных цивилизаций……………………..5

2. Пути поиска внеземных цивилизаций…………………………………….10

Заключение……………………………………………………………………….15

Список использованной литературы…………………………………………16

Введение

Действительно ли существуют другие вселенные, галактики? Можно ли поверить в иные цивилизации? Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей веры в единство природы Изучением Вселенной, её происхождения и эволюции занимаются астрономы и физики. Исследованием живых существ и разума заняты биологи и психологи. А происхождение жизни волнует всех: астрономов, физиков, биологов, химиков. Уникальные явления и теории, как известно, с трудом поддаются научному исследованию. Вот если бы удалось обнаружить другие населённые планеты, тогда загадка жизни была бы решена гораздо быстрее.

Прошло лишь около 30 лет с тех  пор, как проблема внеземных цивилизаций (ВЦ) перестала рассматриваться как  почти исключительно сфера деятельности фантастов и заняла свое место  в ряду других научных проблем. Безусловно, в этом процессе сыграло важную роль проникновение земной науки во Вселенную, успехи практической космонавтики, существенно  повлиявшей на традиционно «отстраненное» понимание космоса как чего-то далекого от человеческих нужд и деяний.

Своеобразие современного состояния  проблемы внеземных цивилизаций заключается в том, что исследования ее ведутся без всяких эмпирических данных о самих внеземных цивилизациях.

Очевидно, что в условиях отсутствия информации о существовании ВЦ исследования должны быть направлены как на получение  такой информации, так и на построение некоторой теоретической модели искомого объекта (космического социума). Необходимость теоретических исследований  проблемы ВЦ, таким образом, очевидна; возможность же таких исследований  проистекает в первую очередь  из материального единства мира, и  прежде всего – из того известного обстоятельства, что в каждом явлении  наряду с единичными моментами содержатся моменты всеобщности. Земная цивилизация, к примеру, это не только земная цивилизация, но и конкретное проявление космической цивилизации. Познавая земную цивилизацию, мы тем самым познаем и космический социум в целом.

Под решением проблемы ВЦ мы понимаем не только и не столько получение эмпирического доказательства существования внеземных цивилизаций, сколько создание развитой науки о космическом социуме – науки, имеющей свои фундаментальные теоретические схемы и эмпирический базис, свою методику поиска и изучения ВЦ, позволяющую постоянно развивать эмпирические знания.

История проблемы поиска внеземных цивилизаций

Представления о том, что  разумная жизнь существует не только на нашей планете, но и широко распространена на множестве других миров, возникли в незапамятные времена, когда астрономия была еще в зачаточном состоянии. По-видимому, корни этих представлений  восходят к временам первобытных  культов, «оживляющих» окружавшие людей  предметы и явления. Туманные идеи о  множественности обитаемых миров  содержатся в буддийской религии, где  они связываются с идеалистической  идеей переселения душ. Согласно этому религиозному учению Солнце, Луна и неподвижные звезды являются теми местами, куда переселяются души умерших людей, прежде чем они  достигнут состояния Нирваны...

По мере развития астрономии идеи о множественности обитаемых  миров становились более конкретными  и научными. Большинство греческих  философов, как материалистов, так  и идеалистов, считали, что наша Земля  никоим образом не является единственным обиталищем разумной жизни. Приходится только удивляться гениальности догадок  греческих философов, если учесть уровень  развития науки тех времен.

Замечательный римский философ-материалист  Лукреций Кар был пламенным приверженцем идеи о множественности обитаемых  миров и безграничности их числа. В своей знаменитой поэме «О природе  вещей» он писал: «Весь этот видимый  мир вовсе не единственный в природе, и мы должны верить, что в других областях пространства имеются другие земли с другими людьми и другими  животными». Любопытно отметить, что  Лукреций Кар совершенно не понимал  природы звезд — он считал их светящимися земными испарениями... Поэтому свои миры, населенные разумными  существами, он помещал за пределами  видимой Вселенной...

Первые телескопические  наблюдения Галилея, открывшие новую  эпоху в астрономии, поражали воображение  современников. Стало ясно, что планеты  — это небесные тела, во многих отношениях похожие на Землю. Естественно возникал вопрос: если на Луне есть горы и долины, почему бы не считать, что там есть и города, населенные разумными существами? И почему бы не считать, что наше Солнце не является единственным светилом, окруженным сотней планет?

Эти смелые идеи в ясной  и недвусмысленной форме высказывал великий итальянский мыслитель  шестнадцатого века Джордано Бруно. Он писал: «...Существуют бесчисленные солнца, бесчисленные земли, которые  кружатся вокруг своих солнц, подобно  тому, как наши семь планет кружатся вокруг нашего Солнца... На этих мирах обитают живые существа». Католическая церковь жестоко расправилась с Джордано Бруно. Судом святейшей инквизиции он был признан неисправимым еретиком и сожжен заживо в Риме на площади Цветов 17 февраля 1600 г. Это преступление церкви против науки было далеко не последним.

Вплоть до конца XVII в. католическая (а также протестантская) церковь  оказывала яростное сопротивление  новой, гелиоцентрической системе  мира. Постепенно, однако, безнадежность  открытой борьбы церкви против нового мировоззрения становилась ясной  даже самим церковникам. Они стали  приспосабливаться к новым условиям. И сейчас богословы уже признают возможность существования мыслящих существ на других планетах, считая, что это не противоречит основным догмам религии...

Во второй половине XVII и  в XVIII в. рядом ученых, философов и  писателей было написано много книг, посвященных проблеме множественности  обитаемых миров.  Назовем имена  Сирано де Бержерака, Фонтенеля, Гюйгенса, Вольтера. Эти сочинения, иногда блестящие  по форме и содержащие глубокие мысли (особенно это относится к Вольтеру), были совершенно умозрительными.

Гениальный русский ученый М. В. Ломоносов был убежденным сторонником  идеи о множественности обитаемых  миров. Тех же взглядов придерживались такие великие философы и ученые, как Кант, Лаплас, Гершель. Можно  сказать, что эта идея получила повсеместное распространение, и почти не было ученых или мыслителей, которые выступали бы против нее. Лишь отдельные голоса предостерегали против представления, что жизнь, в том числе разумная, распространена на всех планетах.

Укажем, например, на книгу  английского ученого Уэйвелла, вышедшую в 1853 г. Уэйвелл довольно смело для того времени (как меняются времена!) высказал утверждение, что далеко не все планеты могут служить прибежищем жизни. Например, он указывает, что большие планеты Солнечной системы состоят из «воды, газов и паров» и поэтому непригодны для жизни. В равной степени непригодны для жизни планеты, слишком близко расположенные к Солнцу, «потому что благодаря большому количеству теплоты вода не может удержаться на их поверхности». Он доказывает, что на Луне не может быть никакой жизни — идея, которая весьма медленно входила в сознание людей.

Даже в конце XIX в. известный  астроном В. Пикеринг убежденно доказывал, что на поверхности Луны наблюдаются  массовые миграции насекомых, объясняющие  наблюдаемую изменчивость отдельных  деталей лунного ландшафта...

До какой степени общеприняты  были в XVIII в. и первой половине XIX в. представления о повсеместном распространении  разумной жизни, видно, на следующем  примере. Знаменитый английский астроном В. Гершель считал, что Солнце обитаемо, а солнечные пятна — это  просветы в ослепительно ярких облаках, окутывающих темную поверхность  нашего светила. Через эти «просветы» воображаемые жители Солнца могут любоваться звездным небом... Кстати, укажем, что  великий Ньютон также считал Солнце обитаемым.

Во второй половине XIX в. большую  популярность приобрела книга Фламмариона  «О множественности обитаемых миров». Достаточно сказать, что за 20 лет  она выдержала во Франции 30 изданий! Эта книга была переведена на ряд  иностранных языков. В этом произведении, а также в других своих сочинениях Фламмарион стоит на идеалистических  позициях, считая, что жизнь —  цель образования планет. Книги Фламмариона, написанные очень темпераментно, живым, несколько вычурным языком, производили  большое впечатление на современников. Очень странное ощущение возникает, когда их читаешь теперь, в наши дни. Поражает не соответствие между мизерным количеством знаний о природе небесных светил (что определялось тогдашним уровнем только начинавшей развиваться астрофизики) и категоричностью суждений о множественности обитаемых миров... Фламмарион больше апеллирует к эмоциям читателей, чем к их логическому мышлению. В конце XIX в. и в XX в. большое распространение получили различные модификации старой гипотезы панспермии. Согласно этой концепции жизнь во Вселенной существует извечно. Живая субстанция не возникает каким-нибудь закономерным образом из неживой, а переносится тем или иным способом от одной планеты к другой.

Так, например, согласно Сванте Аррениусу частицы живого вещества — споры или бактерии, осевшие  на малых пылинках, под силой светового  давления переносятся с одной  планеты на другую, сохраняя свою жизнеспособность. Если на какой-нибудь планете условия  оказываются подходящими, попавшие туда споры прорастают и дают начало эволюции жизни на ней. Хотя возможность  переноса жизнеспособных спор с одной  планеты на другую в принципе нельзя считать исключенной, трудно сейчас серьезно говорить о таком механизме  переноса жизни от одной звездной системы к другой.

Аррениус считал, например, что под влиянием светового давления пылинки могут передвигаться  с огромной скоростью. Однако наши современные  знания о природе межзвездной  среды, скорее всего, исключают такую возможность. Наконец, сам по себе вывод об извечности жизни во Вселенной решительно противоречит существующим сейчас представлениям об эволюции звезд и галактик. Согласно этим представлениям, достаточно надежно обоснованным большим количеством наблюдений, в прошлом Вселенная была чисто водородной или водородно-гелиевой плазмой. По мере эволюции Вселенной происходит непрерывное ее «обогащение» тяжелыми элементами, которые совершенно необходимы для всех мыслимых форм живой материи. Далее, из наблюдаемого «реликтового» излучения Вселенной следует, что в прошлом (15 — 20 млрд. лет назад) условия во Вселенной были таковы, что существование жизни было невозможно. Все это означает, что жизнь могла появиться в определенных, благоприятных для ее развития областях Вселенной лишь на некотором этапе эволюции последней.

Тем самым основное предположение  гипотезы панспермии оказывается неправильным. Пламенным сторонником идеи о  множественности миров, населенных разумными существами, был замечательный  русский ученый, основатель астронавтики К. Э. Циолковский. Приведем только несколько  его высказываний по этому вопросу: «Вероятно ли, чтобы Европа была населена, а другая часть света  нет? Может ли быть один остров с  жителями, а другие — без них...?»  И далее: «...Все фазы развития живых  существ можно видеть на разных планетах. Чем было человечество несколько  тысяч лет тому назад, и чем оно будет по истечении нескольких миллионов лет — все можно отыскать в планетном мире...» Если первая цитата Циолковского, по существу, повторяет высказывания античных философов, то во второй содержится новая важная мысль, получившая впоследствии развитие. Мыслители и писатели прошлых веков представляли себе цивилизации на других планетах в социальном и научно-техническом отношениях вполне подобными современной им земной цивилизации. Циолковский справедливо указал на огромную разницу уровней цивилизации на разных мирах. Все же следует заметить, что высказывания нашего замечательного ученого по этому вопросу не могли тогда еще (да и сейчас...) быть подкреплены выводами науки. Развитие представлений о множественности обитаемых миров неразрывно связано с развитием космогонических гипотез.

Так, например, в первой трети XX столетия, когда господствовала космогоническая  гипотеза Джинса, согласно которой  планетная система Солнца образовалась в результате маловероятной космической  катастрофы («почти столкновение» двух звезд), большинство ученых считало, что жизнь во Вселенной — редчайшее  явление. Представлялось крайне маловероятным, чтобы в нашей звездной системе — Галактике, насчитывающей свыше 150 млрд. звезд, хотя бы у одной (помимо нашего Солнца) была семья планет. Крушение космогонической гипотезы Джинса в тридцатых годах этого столетия и бурное развитие астрофизики подвели нас вплотную к выводу, что планетных систем в Галактике огромное количество, а наша Солнечная система может быть не столько исключением, сколько правилом в мире звезд. Все же это весьма вероятное предположение пока еще строго не доказано.

Развитие звездной космогонии также имело и имеет решающее значение для проблемы возникновения  и развития жизни во Вселенной. Уже  теперь мы знаем, какие звезды молодые, какие старые, как долго звезды излучают на том почти постоянном уровне, который необходим для  поддержания жизни на обращающихся вокруг них планетах. Наконец, звездная космогония дает далекий прогноз  будущего нашего Солнца, что имеет, конечно, решающее значение для судеб  жизни на Земле. Таким образом, достижения астрофизики за последние 20 — 30 лет  сделали возможным научный подход к проблеме множественности обитаемых  миров.

Другое важнейшее направление  в этой проблеме — биологические и биохимические исследования. Проблема жизни — в значительной степени химическая проблема. На протяжении последних десятилетий биохимики существенно продвинули вперед эту проблему. Здесь они прежде всего опираются на результаты лабораторных экспериментов.

2. Пути поиска внеземных цивилизаций

Любая связь предполагает обмен информацией посредством, каких- либо посредников. При непосредственном контакте более менее ясно как общаться, а вот при связи на некотором удалении возникают проблемы. Так, например, когда мы разговариваем по телефону информация передается за счет изменяемого значения электрического напряжения определенным образом оговоренного заранее. Аналогичное происходит, когда мы слушаем радио или смотрим телевизор, только носителем информации тут выступают радиоволны. Хотя на первый взгляд все просто, снял трубку, набрал номер и говори, но при этом мы забываем, что существует множество телефонных станций, операторов и т.д. Вся система связи была кем-то заранее разработана, принята определенная система кодирования сигналов, которая должна быть одинакова у всех абонентов, иначе не будет связи. Кстати в разных странах системы различны, поэтому если вы купите телефонный аппарат, предназначенный для другой страны, то он может и не работать у нас и наоборот. При этом не следует думать, что какая-то система связи лучше, а какая-то хуже, они просто разные.

Если мы попытаемся связаться  с внеземными цивилизациями, например по радио, то даже если мы настроимся на одну волну, то можем не понять друг друга из-за разного типа модуляции сигналов. Ведь у нас нет возможности заранее договориться о типе связи. Да еще неизвестно на какой волне надо вести связь, или вообще не по радио. Поэтому возникает два основных вопроса: каким будет носитель связи (радио, свет); тип модуляции сигнала (иными словами способ передачи информации). Вообще-то эти два вопроса довольно тесно связаны между собой, и не всегда их можно рассматривать по отдельности.

Для начала рассмотрим традиционную радиосвязь. Для этого потребуется  большая мощность радиопередатчика. Большие радиотелескопы, существующие на сегодняшний день позволяют посылать направленный сигнал такой мощности, что если на близлежащих звездах имеется технически развитая цивилизация, то она сможет принять эти сигналы и распознать их искусственное происхождение. Итак, передатчик подходящей мощности вроде имеется. Каков же должен быть сигнал? Видимо, первый сигнал должен быть такой, чтобы инопланетная цивилизация при получении этого сигнала однозначно могла определить его искусственное происхождение. При этом необходимо, чтобы этот сигнал вообще был обнаружен, то есть он должен обладать каким-либо качеством, которое заставит обратить на него внимание. Например, можно использовать периодический сигнал, то есть какое-то время ведется излучение простого немодулированного сигнала на выбранной частоте, затем перерыв, потом опять излучение и т.д.

Для того, чтобы связь  была установлена необходимо, во-первых: чтобы уровень развития внеземной цивилизации был не ниже нашего; во-вторых: чтобы во время прихода сигнала инопланетяне осуществляли радио прослушивание нашей солнечной системы, да еще на той частоте на которой мы ведем передачу; в-третьих, невозможно вести длительную передачу сигналов, так как из-за высокой мощности передатчика это опасно для окружающих и требует больших энергозатрат, а, следовательно, и больших финансовых вложений; в-четвертых: абсолютно непонятно в направлении на какую звезду надо осуществлять передачу, а ведение передачи одновременно по нескольким направлениям пока технически невозможно (из-за недостаточной мощности передатчика).

При этом следует иметь  в виду, что длительность даже самого короткого сигнала должна быть не менее нескольких часов, иначе сама попытка не имеет смысла. Это связано  с особенностью обнаружения и  приема сигнала на больших расстояниях  в условиях сильных помех. Помехи для радиосвязи и не только обусловлены  во-первых: мощным излучением нашего солнца; а во-вторых: электромагнитными полями в межзвездном пространстве.

Вдобавок абсолютно неизвестно на какой волне нужно вести  передачу, чтобы ее наверняка можно  было обнаружить. Технически наиболее приемлема одна частота, а логически  есть смысл использовать другие частоты (например, частоту спектра водорода 21см), однако эти частоты неприемлемы практически. Если вести передачу в широкой полосе частот, то это потребует больших энергозатрат.

Поэтому нам пока остается только вести радио прослушивание, в надежде обнаружить сигнал от других цивилизаций. Следует отметить, что  подобные эксперименты по радио прослушиванию  ставились уже 30 лет назад и  пока не увенчались успехом.

Другой способ связи это  использование сверхмощных лазеров. Тут трудностей еще больше: такой  сигнал труднее обнаружить на фоне излучения звезды; необходимо точная направленность даже не на звезду, а  на планету, а ведь еще не удалось  обнаружить не одной планеты в  других солнечных системах (по техническим  причинам); необходима установка лазеров  за пределами атмосферы; требуются высокомощные источники излучения. Технически этот способ на сегодняшний день еще менее приемлем, чем радиосвязь.

Еще одна идея - использовать в качестве передатчика наше Солнце. Например, сбросить на Солнце многие миллионы тонн какого-либо редкого вещества горение, которого изменит спектр Солнца. Или построить вокруг Солнца сплошную сферу из вещества с переменной прозрачностью. Меняя прозрачность можно изменить мощность и спектр излучения в межзвездное пространство. Таким образом, можно даже вести кодированную передачу информации. На сегодняшний день эти идеи практически невыполнимы, но у них есть очень интересная особенность - передача информации будет происходить сразу по всем направлениям и на довольно большое расстояние. Кстати спектры излучения некоторых звезд совпадает со спектром, который имело бы наше Солнце при реализации этих идей.

Другая идея - это общение при помощи космических зондов. Запущенный с Земли такой зонд спустя несколько десятков или сотен лет способен достигнуть близлежащих звезд, там он должен выйти на постоянную орбиту вокруг звезды и проинформировать о своем присутствии: например, подачей радиосигналов, или по более сложной программе. Зонд ведет радио прослушивание планет (если конечно он сможет их обнаружить), и все принятые радиосигналы (кроме помех и явно естественного происхождения) отсылает обратно на планету. Таким образом, на планете при радиосвязи будет наблюдаться явление эха, что сигнализирует жителям планеты о нахождении в их системе инопланетного объекта искусственного происхождения. Впоследствии зонд либо сам передаст информацию на планету о том, откуда он прилетел и о землянах, либо инопланетяне сами достигнут этого зонда на своих космических кораблях и получат информацию о нашей Солнечной системе.

Следует заметить, что все  космические аппараты, запущенные с  Земли имеют на своем борту  информацию о нашей солнечной  системе и жителях Земли. Кстати иногда при дальней радиосвязи на Земле наблюдается эффект эха, источник и причины которого пока неясны.

Рассмотрим, какую информацию можно получить из сигнала полученного нами от инопланетной цивилизации.

Сделав предположение, что  источник сигнала находится на поверхности  планеты можно узнать довольно много  о самой планете. Так как сигнал будет иметь два периодически меняющихся доплеровых смещения: за счет вращения планеты вокруг солнца и  своей оси. Вычислив это смещение и его период можно рассчитать орбиту планеты, ее диаметр, массу, периоды  вращения и все это можно получить из простого немодулированного сигнала.

Наиболее информативна передача информации в виде изображения. Довольно несложно передавать статистические изображения  пользуюсь простейшей модуляцией сигнала  описанной выше. Картинка представляет собой кадр черно-белого телевизионного сигнала, в котором количество строк и столбцов равно какому либо натуральному числу. Используется только два цвета: белый и черный без полутонов. Не следует думать, что такой кадр несет в себе очень мало информации, правильно составленный он может содержать огромное количество информации о звездной системе отправителя и жителях планет. Хороший пример такого кадра приводится в книге И.С.Шкловского «Вселенная, жизнь, разум».

Заключение

Только в последние  годы появилась возможность подойти  к вопросу о происхождении  жизни на Земле, а, следовательно, и  на других планетах. Только сейчас начинает приоткрываться завеса над «святая  святых» живой субстанции — наследственностью. Выдающиеся успехи генетики и прежде всего выяснение «кибернетического  смысла» дезоксирибонуклеиновой и  рибонуклеиновой кислот настоятельно требуют нового определения самого основного понятия «жизнь». Все  более ясным становится положение, что проблема происхождения жизни  в значительной степени проблема генетическая. Огромные успехи молекулярной биологии позволяют надеяться, что  эта важнейшая проблема естествознания будет решена в обозримом будущем.

Вопрос о жизни на других мирах, бывший до недавнего времени  чисто абстрактным, сейчас приобретает  реальное практическое значение. В  ближайшие годы он будет, если говорить о планетах Солнечной системы, окончательно решен экспериментально. Специальные  приборы — индикаторы жизни —  посылались и будут посылаться на поверхности планет и дадут уверенный  ответ: есть ли там жизнь и если есть, то какая.

Список использованной литературы

1. Ефремов Ю.Н. «В глубины вселенной»  1984 г.
2. Зигель Ф.Ю. «Астрономия в её развитии»  1988 г.
3. Троицкий В.С. Земля и Вселенная, 1981 г., № 1

4.  Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. Москва:1980 г.

5.  Шкловский И.С. «Проблема внеземных цивилизаций и ее философские аспекты», 1973г.