Тензорный шовинизм

Поиск внеземной жизни стал главной темой недели. В понедельник стало известно о желании Юрия Мильнера совместно со Стивеном Хокингом заняться «слушанием» звезд на предмет сигналов разумных цивилизаций. Буквально вчера NASA объявила об обнаружении «двойника Земли»  в каких-то полутора тысячах световых лет от нас, что подняло в сети еще больший ажиотаж и острое желание «паковать чемоданы». Ну и вишенкой на этом торте стали слова представителя Роскосмоса Игоря Буренкова, высказавшегося в том духе, что Россия тоже не лыком шита и тоже занимается поиском внеземных цивилизаций, «хотя в нашей стране такое направление не является приоритетным».

Всё это прекрасные новости. В том смысле, что они доносят какие-то элементы научной повестки до тех читателей, которые о науке вспоминают очень редко, если вспоминают вообще. Но во всех остальных известных мне смыслах серьезное обсуждение внеземной жизни (уточню: жизни вне Солнечной системы) не кажется мне такой уж блестящей идеей. Особенно тогда, когда оно ведется не обывателями, а вполне себе академическими учеными. Именно в этом случае. И вот почему.

Возьмем Breakthrough Listen, в который Юрий Мильнер обещает вложить в ближайшие десять лет аж 100 миллионов долларов. В рамках проекта научная группа под руководством Френсиса Дрейка будет покупать наблюдательное время на американском телескопе Green Bank и австралийском Parks, а собранные данные собираются анализировать в Университете Беркли (ну и, конечно, на компьютерах частных энтузиастов проекта SETI@home). Анализ предполагает поиск необычных паттернов в радиоизлучении звезд нашей галактики, которые могли бы оставить разумные цивилизации, желающие сообщить о себе всему галактическому сообществу. Предполагается, что они должны будут это сделать где-то в диапазоне от 1 до 10 гигагерц — именно в этом диапазоне и собираются слушать звезды в рамках Breakthrough Listen.

Если отбросить новое название, сходное до степени смешения с одноименной премией Мильнера, то новый проект — это все тот же проект SETI, только на этот раз не перебивающийся полумиллионом частных пожертвований в год, а получивший ровно 20 раз больше. Примерно в такой же пропорции должно увеличиться доступное для энтузиастов наблюдательное время на телескопах и объем получаемых данных. Вычислительные мощности для обработки этих данных, видимо, вырастут еще больше, но подробностей на эту тему пока мало.

Breakthrough Prize, которую придумал и частично профинансировал Юрий Мильнер, – без шуток одна из лучших научных премий (и дело не в рекордной сумме, а в том, как и кому она выдается). Разумно полагать, что ее основатель не будет тратить деньги на ерунду. Инициативу поддержал и первооткрыватель экзопланет Джефри Марси и суперзвезда физики Стивен Хокинг. Уже и на Green Bank сдержанно поддержали проект, отметив, что он позволит частично решить финансовые проблемы обсерватории. А подоспевшие вовремя новые открытия «Кеплера» говорят о том, что планет, схожих с Землей, может быть на порядок больше, чем казалось еще 10 лет назад. Отличный же проект, правда?

Я не буду повторять претензии, которые предъявляются к проекту SETI на протяжении почти полувека его существования. Об этом написаны груды статей, а буквально недавно их отлично суммировал астрофизик Сергей Попов. Я о другом.

Идея радионаблюдений за другими цивилизациями возникла, — что вполне логично, — в среде радиоастрономов. И главными ее пропонентами как были, так и остаются астрономы и физики: прежде всего Карл Саган (он умер в 1996), тот самый Френсис Дрейк, а теперь вот еще и Хокинг. Ни одного известного мне биолога среди сторонников проекта нет (может быть я чего-то не знаю). А ведь, согласитесь, для поиска жизни неплохо было бы узнать мнение тех, кто этой жизнью занимается профессионально.

Что же думают о жизни физики? Дрейк, научный руководитель нового проекта, приобрел известность как автор уравнения, с помощью которого можно рассчитать число цивилизаций в галактике, которые готовы вступить в контакт с человечеством. Выглядит оно так:

В целом это просто вполне разумное (на грани тривиальности) перемножение вероятностей. Само по себе оно и ничего не утверждает, и ничего не значит. А вот оценки этих параметров выдвигались идеологами поиска внеземной жизни неоднократно. Причем обсуждение (ожидаемо) концентрировалось вокруг таких вещей как количество в галактике звезд, среднее количество экзопланет и так далее. А вот с параметром f_l вышла забавная загвоздка. Подробно разбирать ее оценки никто не брался (это же не физика), так что ее значение почти везде принималось за некую константную величину. Знаете, чему она, согласно Дрейку равна? Единице.

Но то были 60-е, скажете вы, чего только не было в 60-е. Отвечу: геномики не было. Молекулярной биологии (почти) не было. Но вот на дворе 2015 год, и мы вновь слышим о проекте по поиску внеземных цивилизаций. Что же думают о вероятности возникновения жизни биологи сейчас?

Сразу оговорюсь, такие вопросы, — вопросы вероятности, — биологи перед собой не ставят почти никогда. Абсолютно вся известная нам жизнь возникла лишь однажды и имеет одного общего предка (зовут его LUCA, сейчас всё чаще говорят о предковом состоянии LUCAS, чего-то типа «живой сети», но это детали). Так что говорить о вероятностях в условиях единичного события очень трудно.

Однако иногда смельчаки все-таки находятся. Я имею ввиду нашего бывшего соотечественника, крупнейшего специалиста по молекулярной эволюции Евгения Кунина. В 2007 году он выпустил статью, в которой попытался очень и очень приблизительно (что он постоянно подчеркивает) рассчитать вероятность неких молекулярных явлений в наблюдаемой части Вселенной. Речь идет о появлении самовоспроизводящегося РНК-репликатора и самой примитивной из всех возможных системы трансляции, то есть синтеза белка. Чтобы не путать: это два разных события, которые имеют принципиально разные вероятности — один репликатор, понятно, гораздо проще чем самая простая система трансляции.

Я очень рекомендую читателю самостоятельно ознакомиться с этой статьей, тем более что она опубликована вместе с отзывами независимых рецензентов, что особенно ценно. Но для целей понимания осмысленности проекта SETI будет достаточно привести всего две цифры. Во-первых, Кунин оценивает, что в наблюдаемой Вселенной (O-Universe) за все время ее существования мог возникнуть хотя бы один работающий уникальный репликатор только в том случае, если его длина не сильно превышает 102 нуклеотида. Самые короткие искусственные РНК-репликазы примерно вдвое больше. Вероятность случайного возникновения в наблюдаемой Вселенной системы трансляции Кунин оценивает величиной около 10^-1081. Как мы знаем на своем примере, один раз такая система в наблюдаемой Вселенной уже возникла. Формула для перемножения независимых вероятностей, я полагаю, всем известна.

В 1973 году один из самых влиятельных сторонников поиска внеземной жизни, Карл Саган, придумал забавно звучащую концепцию «углеродного шовинизма», который, как утверждается, не дает нам, углеродным существам, представить жизнь на основе каких-либо иных химических элементов. За время (пока) безрезультатного поиска внеземной жизни физиками-сторонниками Сагана было придумало еще много интересных концепций: принцип Ферми, принцип заурядности, Великий фильтр, сфера Дайсона и многое другое. Со своей стороны могу добавить в эту копилку еще одну. Назовем ее, скажем, «принцип тензорного шовинизма», который не дает людям, владеющим этим исчислением, читать статьи «мокрых» наук, которые этим исчислением не пользуются. Ну вроде молекулярной биологии или геномики. Не знаю, будет ли он полезен для поиска внеземной жизни, но деньги, кажется, должен сэкономить.