Парадокс Фе́рми (), парадокс «великого молчания» Вселенной — предполагаемое противоречие, заключающееся в отсутствии достоверных фактов наблюдений деятельности внеземных технологически развитых цивилизаций, несмотря на то, что, согласно современным научным представлениям, такие цивилизации должны существовать.
Парадокс был предложен физиком Энрико Ферми, который подверг сомнению возможность обнаружения внеземных цивилизаций. Парадокс связан с попыткой ответить на один из важнейших вопросов современности: «Является ли человечество единственной технологически развитой цивилизацией во Вселенной?». Парадокс может вести к выводу, что наше понимание природы или наши наблюдения неполны или ошибочны.
Парадокс формулируется следующим образом. Не было обнаружено и не наблюдалось никаких радио- и иных передач и никаких твёрдых доказательств (наподобие зондов, космических кораблей, астроинженерных конструкций) существования разумной внеземной жизни; нет никаких известных надёжных или воспроизводимых доказательств того, что представители внеземных цивилизаций посещали Землю или пытались связаться с людьми. Это противоречит общим наблюдениям, что во Вселенной существует очень большое количество планет, где могут существовать природные условия, пригодные для возникновения и развития жизни; наблюдается развитие и распространение земной жизни, которая заполняет все подходящие для неё ниши.
Часто парадокс Ферми формулируется более жёстко: Вселенная существует миллиарды лет, в течение которых жизнь могла возникнуть и успеть развиться до технически развитых цивилизаций, которые должны были успеть расселиться по всей нашей галактике; однако их следов не наблюдается.
Попыткой решения парадокса является уравнение Дрейка, которое оценивает возможное количество внеземных цивилизаций, способных вступить в контакт с человеческой. При некоторых значениях неизвестных параметров уравнение даёт высокую оценку шансам на такую встречу.
Различными авторами предложено большое число теоретических разрешений или объяснений парадокса Ферми. Спектр этих гипотез весьма широк: от утверждения единственности Земли как обитаемой планеты или невозможности отличить искусственные сигналы от естественных до «гипотезы зоопарка».
Среди учёных-биологов встречаются две крайние точки зрения. Одной придерживался цитолог Кристиан де Дюв, утверждавший, что жизнь является «космическим императивом», то есть неизбежно возникает в любом месте, где позволяют физические условия. Противоположная точка зрения, которой придерживался молекулярный биолог Фрэнсис Крик, один из открывателей структуры ДНК, говорит, что возникновение жизни — это очень маловероятное событие, а жизнь на Земле существует потому, что во Вселенной есть множество планет, где могли быть «поставлены» подобные естественные «эксперименты». Наука пока не выяснила, какая точка зрения верна и насколько вероятно стечение обстоятельств, которое привело к появлению жизни, но существенно продвинулась в этом направлении и показала, что для возникновения жизни не требуется сверхъестественных сил.
История
Обсуждение вопроса Циолковским
За два года до смерти К. Э. Циолковский в философской заметке, длительное время не публиковавшейся, сформулировал этот парадокс и предложил в качестве его разрешения гипотезу зоопарка.
В известной вселенной можно насчитать миллион миллиардов солнц. Стало быть, мы имеем столько же планет, сходных с Землёй. Невероятно отрицать на них жизнь. Если она зародилась на Земле, то почему же не появится при тех же условиях на сходных с Землёй планетах? Их может быть меньше числа солнц, но всё же они должны быть. Можно отрицать жизнь на 50, 70, 90 процентах всех этих планет, но на всех — это совершенно невозможно. <…>
На чём основано отрицание разумных планетных существ вселенной? <…> Нам говорят: если бы они были, то посетили бы Землю. Мой ответ: может быть, и посетят, но не настало ещё для того время. <…> Должно прийти время, когда средняя степень развития человечества окажется достаточной для посещения нас небесными жителями. <…> Не пойдём же мы в гости к волкам, ядовитым змеям или гориллам. Мы их только убиваем. Совершенные же животные небес не хотят то же делать с нами.
Дискуссия летом 1950 года
Незадолго до начала Второй мировой войны Энрико Ферми эмигрировал в США. 2 января 1939 года вместе со своей семьёй он поселился в Нью-Йорке. Сначала он преподавал в Колумбийском университете вместе со своим коллегой Лео Силардом. После они вместе отправились в Чикагский университет для работы над проектом «Чикагская поленница» — первым ядерным реактором. 2 декабря 1942 года они смогли провести первую управляемую цепную ядерную реакцию. После этого Ферми стал участником Манхэттенского проекта и стал работать в Лос-Аламосской национальной лаборатории, где пробыл до окончания войны. После — в 1945 году — в награду за свою работу над атомной бомбой он получил гражданство США.
Знаменитый вопрос «Являемся ли мы единственной разумной и технологически продвинутой цивилизацией во Вселенной?» Ферми задал летом 1950 года в кафетерии Лос-Аламосской лаборатории в ходе неформальной беседы с тремя своими коллегами. Точное содержание беседы по-разному описывается в воспоминаниях её свидетелей. Беседа между Ферми и тремя его коллегами — Эдвардом Теллером, Эмилем Конопинским и Гербертом Йорком — совершенно не предназначалась для записи. Согласно Карлу Сагану, сам факт этого разговора был выдуман, однако расследование Эрика М. Джонса, опубликованное в 1985 году, свидетельствует о том, что подобная беседа действительно имела место. Свидетельства троих участвовавших в ней учёных, а также тех, кто был рядом, представляют собой единственный источник информации об этой беседе. Сам Ферми, по-видимому, впоследствии не высказывался по этому вопросу. Джонс восстановил обстоятельства той встречи, связавшись по почте с коллегами Ферми, а также со всеми, кто мог присутствовать в тот момент в «Коттедже Фуллера» () — столовой персонала лаборатории, где происходила беседа. Наиболее надёжным свидетельством считаются показания Ханса Марка, хотя тот и не принимал непосредственного участия в разговоре. Герберт Йорк отметил, что беседа состоялась летом 1950 года, во всяком случае, после публикации карикатуры , датированной 20 мая 1950 года.
Эмиль Конопинский в переписке с Джонсом смог очень ясно вспомнить разговор, который в общем был посвящён инопланетянам. Итальянский физик в то время говорил о карикатуре, опубликованной в журнале The New Yorker 20 мая 1950 года. Её автор Алан Данн, чтобы объяснить произошедшие незадолго до этого в Нью-Йорке таинственные исчезновения уличных урн, изобразил инопланетян, выгружающих на своей планете из летающей тарелки земные мусорные урны. Это стало толчком к увлечённой беседе между сидящими за столом мужчинами о возможности существования внеземной жизни и доказательствах такой возможности. Конопински добавил, что с этого рисунка разговор перешёл на более серьёзную тему. В частности обсуждался факт того, что мы не наблюдаем никаких следов, ни визуальных, ни радио. Ферми спросил: «Если инопланетяне существуют, где же они?». Конопинский вспоминал, что вопрос Ферми прозвучал, скорее, так: «Вы не задумывались над тем, где все?». Согласно Ферми, могли бы быть три вида доказательств: наличие зондов, кораблей или радиопередач. Однако ничто из этого человечество не обнаружило. Согласно Мишелю Мишо, в тот момент Ферми предложил раннюю неформальную версию Уравнения Дрейка, сформулированного более ясно Фрэнком Дональдом Дрейком несколько лет спустя.
Основные положения
Уравнение Дрейка
Сторонники предложенных Карлом Саганом более оптимистических оценок параметров уравнения Дрейка утверждают, что разумная жизнь является распространённым явлением во Вселенной. Некоторые из них считают, что, приняв обоснованные, по их мнению, параметры уравнения Дрейка, мы приходим к выводу, что наличие большого количества внеземных цивилизаций не только возможно, но «практически гарантировано». Тем не менее сторонники принципа Ферми считают, что в связи с отсутствием доказательств в пользу обратного, человечество — единственная технологически развитая цивилизация как минимум в нашей части Млечного Пути.
Другим объяснением отсутствия сигналов служит предположение, что цивилизация становится технологически развитой одновременно с возможностью неизбежного самоуничтожения — например, из-за ядерной войны или экологической катастрофы. Таким образом, у цивилизации или очень мало времени, чтобы её заметили, или его нет вовсе.
Великий фильтр
В 1996 году британский экономист и футуролог предположил, что для возникновения межзвёздной цивилизации должен исполниться ряд эволюционных шагов:
Возникновение звёздной системы с планетами, на которых возможно появление жизни. Появление на одной из планет самовоспроизводящихся молекул (например, РНК). Появление простой одноклеточной жизни (прокариоты). Появление сложной одноклеточной жизни (эукариоты). Возникновение полового размножения. Появление многоклеточных организмов. Возникновение животных с развитым мозгом, которые используют орудия труда. Достижение текущего состояния человечества. Распространение цивилизации через процесс колонизации космоса.
Согласно гипотезе Великого фильтра, по крайней мере один из этих шагов — если список полон — должен быть маловероятным, то есть в какой-то точке эволюции существует некая преграда, преодолеть которую крайне маловероятно или вообще невозможно. Она может выражаться в совокупности природных факторов, которые не дают жизни возникать и достаточно развиваться, либо в гибели разумной жизни в результате собственных действий или деятельности других цивилизаций.
Объясняющие гипотезы
Гипотеза уникальной Земли
Одна из современных гипотез, названная «гипотезой уникальной Земли», утверждает, что многоклеточная жизнь может быть чрезвычайно редкой из-за возможной исключительности и редкости планет земного типа. В ней утверждается, что целый ряд невероятных совпадений сделал возможным возникновение сложных форм жизни на Земле. Несколько примеров таких совпадений приведены ниже.
В спиральных витках Галактики часто вспыхивают сверхновые звёзды, радиация которых, как считается авторами гипотезы, делает развитие высших форм жизни невозможным. По мнению авторов гипотезы, наша Солнечная система находится на особенной галактической орбите внутри Млечного Пути: она является почти правильной окружностью такого радиуса, который позволяет ей двигаться с такой же скоростью, как и гравитационные ударные волны, формирующие спиральные рукава Галактики. Земля пребывала между спиральными рукавами Галактики на протяжении многих сотен миллионов лет, или три полных галактических года, — то есть практически всё время, пока на Земле существуют высшие формы жизни.
Другой необходимый элемент — Луна. Популярная гипотеза гигантского столкновения заявляет, что Луна сформировалась вследствие редкого столкновения молодой Земли с планетой размером с Марс примерно 4,45 миллиарда лет назад. Столкновение, приведшее к образованию Луны, должно было произойти лишь под определённым углом, — прямой угол разрушил бы Землю, более пологий угол привёл бы к тому, что столкнувшаяся с Землёй планета просто рикошетом отлетела бы от Земли. Приливы, вызванные Луной, стабилизировали земную ось — без влияния Луны прецессия земной оси была бы намного больше и спровоцировала бы неблагоприятные изменения климата, которые могли бы регулярно уничтожать развивающуюся жизнь и откатывать её назад к простым формам. , которое должно быть расплавленным, чтобы порождать магнитное поле, существенно ослабляющее влияние солнечного ветра (гипотеза магнитного динамо).
Сторонники противоположной точки зрения настаивают, что требование наличия земных условий для существования жизни свидетельствует о так называемом углеродном шовинизме — чрезмерно узком видении природы жизни, исключающем из рассмотрения формы жизни, основанные на иной биохимии.
Гипотеза перворождённых