Спутники газовых гигантов

Если говорить о потенциале поддержания жизни, то луны Юпитера и Сатурна в этом плане выглядят куда перспективнее своих центральных планет. У этих газовых гигантов насчитывается по крайней мере 79 и 62 спутника соответственно. Когда-то астрономы полагали, что все луны Юпитера похожи между собой, что все они проморожены насквозь и безжизненны, как наша Луна. Поэтому ученые были поражены до глубины души, когда выяснилось, что каждая луна планеты-гиганта обладает собственными неповторимыми свойствами. Эта информация буквально перевернула их взгляды на жизнь во Вселенной.

Самым интригующим из всех спутников газовых гигантов, пожалуй, следует назвать Европу — один из первых, открытых еще Галилеем, спутников Юпитера. Европа, подобно некоторым другим лунам наших планет-гигантов, покрыта толстым слоем льда. По одной из теорий, когда-то водяной пар из вулканов на молодой Европе сконденсировался в древние океаны, которые замерзли при остывании этого спутника. Этим, возможно, объясняется тот любопытный факт, что Европа — одна из самых гладких лун Солнечной системы. Несмотря на то что она подвергалась сильной астероидной бомбардировке, ее океаны, вероятно, замерзли уже после того, как эта бомбардировка в основном закончилась, скрыв образовавшиеся на поверхности шрамы. При взгляде из космоса Европа похожа на шарик для пинг-понга: на ней почти нет поверхностных деталей — ни вулканов, ни горных цепей, ни метеоритных кратеров. Единственная видимая ее особенность — это покрывающая всю поверхность сеть трещин.

Астрономы пришли в восторг, когда выяснилось, что подо льдом на Европе может находиться океан жидкой воды. По объему океаны Европы (по оценкам) в 2–3 раза превосходят земные, ведь наши океаны лежат на поверхности планеты, тогда как на Европе они заполняют собой большую ее часть.

Если журналисты часто говорят: «Следите за деньгами», то астрономы говорят: «Следите за водой», — поскольку именно вода является фундаментом жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Мысль о том, что в царстве газовых гигантов может существовать жидкая вода, изумила ученых. Ее присутствие на Европе поставило перед астрономами загадку: откуда на этом спутнике берется тепло для растапливания льда? На первый взгляд ситуация противоречила здравому смыслу. Мы очень долго считали, что Солнце — единственный источник тепла в Солнечной системе и что планета должна обязательно лежать в так называемой «зоне Златовласки», чтобы быть пригодной для жизни, но Юпитер находится далеко за пределами этой зоны обитаемости. При этом мы забывали рассмотреть другой потенциальный источник энергии — приливные силы. Тяготение Юпитера так велико, что он может вытягивать и сжимать Европу. При движении спутника по орбите приливной горб на нем непрерывно смещается. Вытягивание и сжатие может вызывать в ядре Европы сильное трение, когда камень вжимается в камень, и тепла, выделяемого этим трением, может оказаться достаточно, чтобы расплавить значительную часть ледового покрова.

Обнаружение жидкой воды на Европе помогло астрономам понять, что существует источник энергии, способный создать условия для жизни даже в самых темных областях космического пространства.

Europa Clipper

Запуск космического аппарата Europa Clipper запланирован примерно на 2022 г. Стоимость проекта приблизительно $2 млрд, его цель — проанализировать ледовый покров Европы, а также состав и природу ее океана и проверить их на признаки наличия органических соединений.

Инженерам будет очень непросто проложить маршрут для этого космического аппарата. Европа лежит внутри окружающего Юпитер агрессивного радиационного пояса, и исследовательский зонд, размещенный на ее орбите, вполне возможно, будет «поджарен» всего за несколько месяцев. Чтобы избежать этой угрозы и продлить жизнь аппарата, авторы проекта решили, что Clipper следует вывести на такую орбиту вокруг Юпитера, которая будет располагаться преимущественно за пределами радиационного пояса. Тогда его траекторию можно будет менять таким образом, чтобы она придвинулась ближе к Юпитеру и при этом обеспечила 45 коротких пролетов мимо Европы.

Одна из целей этих пролетов — рассмотреть и по возможности исследовать поднимающиеся над Европой фонтаны водяного пара, которые наблюдал космический телескоп «Хаббл». Возможно, зонд даже сможет пролететь сквозь такой фонтан. Не исключено также, что Clipper попытается получить образец содержимого фонтанов, выпустив в них несколько мини-зондов. Поскольку садиться на Европу Clipper не будет, исследование выбрасываемого с нее водяного пара — наш шанс заглянуть одним глазком в океан Европы. Если эта экспедиция пройдет успешно, в дальнейшем можно будет думать о посадке зонда на Европу, чтобы пробурить ее ледяной панцирь насквозь и отправить какой-нибудь исследовательский аппарат непосредственно в океан.

Однако Европа не единственная луна газового гиганта, на которой мы ищем органические соединения и микробную жизнь. Выбросы водяных гейзеров замечены также на спутнике Сатурна Энцелад; на этом основании можно предположить, что там подо льдом также имеется океан.

Кольца Сатурна

Сейчас астрономы понимают, что наиболее важную роль в эволюции спутников планет-гигантов играют приливные силы. Поэтому важно разобраться, насколько велики эти силы и как они действуют. Возможно, они также дадут нам ответ на одну из загадок, связанных с газовыми гигантами, — на вопрос о происхождении великолепных колец Сатурна. Ученые считают, что в будущем, когда астронавты начнут посещать планеты других звездных систем, выяснится, что многие газовые гиганты имеют вокруг себя кольца, как в нашей Солнечной системе. Это, в свою очередь, поможет определить, насколько велики приливные силы и способны ли они разрывать на части целые луны.

Великолепие колец Сатурна, состоящих из частиц камня и льда, волновало воображение многих поколений художников и мечтателей. В научной фантастике сделать на космическом корабле виток вокруг колец едва ли не обязательный ритуал для каждого астронавта-стажера. Наши космические зонды обнаружили, что кольца есть у всех газовых гигантов Солнечной системы, хотя не такие большие и красивые, как те, что обращаются вокруг Сатурна.

Для объяснения возникновения колец предлагалось множество гипотез, но самая, наверное, убедительная из них связывает существование колец с приливными силами. Гравитационного притяжения Сатурна, как и притяжения Юпитера, достаточно, чтобы сделать любую луну слегка вытянутой, или овальной, как мяч для регби. Чем ближе луна подходит к Сатурну, тем сильнее она вытягивается. В конце концов, приливные силы, растягивающие луну, уравновешивают силу самотяготения, удерживающую ее от распада. Наступает переломный момент. Если луна подходит еще чуть ближе, тяготение Сатурна буквально разрывает ее на части.

Пользуясь законами Ньютона, астрономы могут рассчитать критическое расстояние, которое называют пределом Роша[1]. Исследуя кольца Сатурна и других газовых гигантов, мы обнаруживаем, что они почти всегда располагаются внутри предела Роша для соответствующей планеты. В то же время все луны газовых гигантов, которые мы наблюдаем, напротив, располагаются за пределом Роша. Эти данные свидетельствуют в пользу — хотя и не доказывают со всей определенностью — теории, согласно которой кольца Сатурна сформировались, когда какая-то луна неосторожно приблизилась к планете и была разорвана приливными силами.

В будущем, когда мы доберемся до планет, обращающихся вокруг других звезд, мы, вероятно, обнаружим кольца вокруг газовых гигантов внутри предела Роша. Изучив действие приливных сил, потенциально способных разрывать на части целые луны, можно начинать рассчитывать величину приливных сил, действующих на таких лунах, как Европа.

Дом на Титане?

Титан — один из спутников Сатурна — также является кандидатом на освоение человечеством, хотя численность населения Титана, вероятно, будет заметно уступать численности населения Марса. Титан — второй по величине спутник Солнечной системы, уступающий только юпитерианскому Ганимеду, и это единственный спутник, который обладает плотной атмосферой. В отличие от разреженных атмосфер других лун, атмосфера там настолько плотная, что на ранних фотографиях Титан выглядел весьма непрезентабельно: он походил на мохнатый теннисный мячик без каких-либо деталей на поверхности.

Автоматическая орбитальная станция «Кассини» (Cassini), работавшая на орбите Сатурна и в конце концов рухнувшая на эту планету в 2017 г., раскрыла истинную природу Титана. При помощи радара «Кассини» проникла под облачный покров спутника и составила карту его поверхности. Кроме того, она посадила в 2005 г. на Титан зонд «Гюйгенс» (Guygens), который передал первые подробные фотографии ландшафта далекого спутника. На них видны признаки сложной сети морей, озер, покровного льда и выходов грунта.

Опираясь на данные, переданные станцией «Кассини–Гюйгенс», ученые составили картину, скрытую плотным покровом облаков над Титаном. Атмосфера этого спутника, как и атмосфера Земли, состоит в основном из азота. Удивительно, но его поверхность покрыта озерами из этана и метана. Поскольку метан вспыхивает от малейшей искры, можно было бы предположить, что эта луна может легко вспыхнуть. Но, поскольку в атмосфере нет кислорода и к тому же там очень холодно (–180 °C), взрыв невозможен. Эти данные намекают на соблазнительную возможность: астронавты будущего могли бы собрать на Титане немного льда, получить из него кислород и водород, а затем соединить кислород с метаном и получить почти неистощимый источник энергии — предположительно, ее хватит для освещения и обогрева первых человеческих поселений.

Хотя с энергией на Титане, может быть, не будет проблем, о его терраформировании, скорее всего, речи не пойдет. Создать самоподдерживающийся парниковый эффект на таком огромном расстоянии от Солнца, вероятно, невозможно. А поскольку метана в атмосфере и так много, добавлять его туда для запуска парникового эффекта было бы бесполезно.

Возникает вопрос: можно ли колонизировать Титан? С одной стороны, это единственная луна со сколько-нибудь значимой атмосферой, давление которой на 45% превышает давление атмосферы Земли. Это одно из очень немногих известных нам мест в космосе, где астронавт не умер бы вскоре после того, как снял с себя скафандр. Без кислородной маски там все равно не обойтись, но кровь в жилах все же не закипит и давлением человека не раздавит.

С другой стороны, на Титане всегда холодно и темно. Астронавт на его поверхности получал бы 0, 1% от того солнечного света, что освещает Землю. Солнечный свет в качестве источника энергии там неэффективен, поэтому все освещение и отопление будет зависеть от непрерывно работающих генераторов. К тому же поверхность Титана сильно проморожена, а в атмосфере нет кислорода и углекислого газа в количествах, необходимых для поддержания растительной и животной жизни. Сельское хозяйство там будет чрезвычайно трудным делом, а хоть какой-нибудь урожай можно будет вырастить только в закрытом помещении или под землей. Следовательно, запасы пищи на Титане всегда будут ограниченны — а с ними и число колонистов, которые смогут там выжить.

Поддерживать связь с родной планетой будет очень неудобно, поскольку радиосигнал с Титана достигает Земли через много часов. А поскольку тяготение на Титане составляет всего лишь около 15% от земного, колонистам придется непрерывно тренироваться, чтобы избежать потери мышечной и костной массы. Со временем им, возможно, придется отказаться от возвращения на Землю, где они будут выглядеть очень слабыми. Не исключено, что когда-нибудь поселенцы на Титане почувствуют себя эмоционально и физически чуждыми Земле и землянам и предпочтут разорвать все социальные связи с родной когда-то планетой.

Так что постоянно жить на Титане, вероятно, и можно, но неудобно. У проекта по созданию там постоянной колонии много недостатков. Поэтому многочисленного постоянного населения на этой луне, скорее всего, никогда не будет. Однако Титан может быть использован как заправочная станция и хранилище запасов. Его метан можно было бы собирать и отправлять на Марс, чтобы ускорить терраформирование Красной планеты, или использовать для производства неограниченного количества ракетного топлива для экспедиций в глубокий космос. Лед Титана можно очищать до питьевой воды или получать из него кислород — а можно перерабатывать все в то же ракетное топливо. Слабое тяготение могло бы сделать полеты на Титан и с Титана относительно несложными и эффективными. В общем, Титан мог бы стать важным форпостом и заправочной станцией в космосе.

Чтобы колония на Титане могла развиваться автономно, стоило бы подумать о добыче ценных минералов и руд. Пока наши космические аппараты добыли недостаточно информации о минеральном составе Титана, но, как и многие астероиды, он может содержать ценные металлы, без которых сделать из него станцию заправки и снабжения будет невозможно. Однако доставлять руды с Титана на Землю, скорее всего, непрактично из-за громадного расстояния и стоимости космических путешествий. Зато добытое сырье можно было бы использовать на месте для создания инфраструктуры.

Кометное облако Оорта

Помимо газовых гигантов, на окраинах Солнечной системы располагается еще одно царство — мир, возможно насчитывающий триллионы комет[2]. Они могут стать для нас ступенькой к звездам.

Расстояние до звезд может показаться непреодолимо огромным. По мнению физика Фримена Дайсона из Принстона, чтобы достичь звезд, нам полезно было бы поучиться у древних полинезийцев, совершавших свои путешествия тысячи лет назад. Вместо того чтобы плыть сразу через Тихий океан — а такое предприятие, скорее всего, закончилось бы катастрофой, — они «прыгали» с острова на остров, преодолевая промежутки между этими клочками суши по одному и постепенно распространяясь в бассейне Тихого океана. Всякий раз, добравшись до очередного острова, они основывали там постоянное поселение, а затем перебирались на следующий остров. Дайсон утверждает, что мы могли бы аналогичным образом создавать в дальнем космосе промежуточные колонии. Ключом к такой стратегии стали бы кометы. Именно кометами, а также бродячими планетами, по каким-то причинам выброшенными из своих солнечных систем, возможно, усеян путь к звездам.

На протяжении многих тысяч лет кометы побуждали людей строить догадки, творить мифы и испытывать страх. В отличие от метеоров, которые прочерчивают свой яркий след по ночному небу и исчезают за несколько мгновений, кометы могут висеть у нас над головой продолжительное время. Когда-то они считались предвестниками несчастий и даже влияли иногда на судьбу государств и народов. В 1066 г. комета появилась над Англией и была интерпретирована как знак того, что войска короля Гарольда будут побеждены в битве при Гастингсе вторгнувшимся войском Вильгельма Нормандского, который станет основателем новой династии. Великолепный гобелен из Байё, на котором изображены эти события, показывает нам охваченных ужасом крестьян и солдат, которые подняли головы и рассматривают комету.

Более 600 лет спустя, в 1682 г., эта же комета вновь проплыла над Англией. Все, от бродяг до императоров, были заворожены этим явлением, а Исаак Ньютон решил разобраться в древней загадке. Он тогда только что изобрел более мощный тип телескопа, который собирал звездный свет при помощи зеркала. Вооружившись новым телескопом-рефлектором, он тщательно замерил траектории нескольких комет и сравнил их с расчетами, сделанными им на основании также недавно разработанной теории всемирного тяготения. Движение комет идеально совпало с расчетами.

Учитывая склонность Ньютона к секретности, можно предположить, что это его важнейшее открытие, вполне вероятно, кануло в Лету, если бы не богатый астроном-любитель Эдмунд Галлей. Галлей приехал в Кембридж, чтобы встретиться с Ньютоном, и был ошеломлен тем, что Ньютон не только отслеживает кометы, но и может предсказать их будущее движение, чего никто и никогда до него не делал. Ньютон свел одно из самых загадочных явлений в астрономии, не одну тысячу лет завораживавшее и ставившее в тупик человеческую цивилизацию, к серии математических формул.

Галлей сразу же понял, что перед ним одно из фундаментальных открытий в истории науки. Он великодушно предложил полностью оплатить издание труда, которому суждено было стать одним из величайших научных трудов всех времен, — трактата «Математические начала натуральной философии» (Principia Mathematica). В этом шедевре Ньютон проработал небесную механику. При помощи придуманного им математического метода — дифференциального исчисления — он мог в точности определять движение планет и комет в Солнечной системе. Ньютон открыл, что кометы способны летать по эллиптическим траекториям, и в этом случае они, возможно, возвращаются. Галлей, вооружившись методами Ньютона, рассчитал, что комета, маячившая над Лондоном в 1682 г., должна возвращаться к Солнцу каждые 76 лет. Мало того, он сверился с историческими свидетельствами и указал, что эта комета уже не раз навещала Землю, причем появлялась строго по расписанию. Наконец, Галлей дерзко предсказал, что комета вернется в 1758 г., когда он будет давно уже мертв. Появление кометы в предсказанном году в день Рождества помогло навсегда вписать имя Галлея в историю.

Сегодня мы знаем, что кометы прилетают к нам в основном из двух мест. Первое из них — пояс Койпера, область за Нептуном, лежащая в той же плоскости, что и орбиты планет. Кометы пояса Койпера, в число которых входит и комета Галлея, обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Иногда их называют короткопериодическими кометами, поскольку их орбитальные периоды — время, за которое они совершают полный оборот вокруг Солнца, — измеряются десятилетиями или столетиями. Их периоды известны или могут быть рассчитаны, поэтому эти кометы предсказуемы и, следовательно, не особенно опасны.

Намного дальше от центра Солнечной системы располагается облако Оорта — кометная сфера, окружающая нашу Солнечную систему целиком. Многие из этих комет настолько далеки от Солнца — расстояние до них может составлять несколько световых лет, — что почти не движутся в пространстве. Время от времени проходящая мимо звезда или случайное столкновение забрасывает эти кометы внутрь Солнечной системы. Это так называемые долгопериодические кометы, их орбитальные периоды могут измеряться десятками тысяч и даже сотнями тысяч лет, а некоторые из них вообще не возвращаются. Их появление вблизи Земли почти невозможно предсказать, поэтому они потенциально более опасны для нас, чем короткопериодические кометы.

Открытия, имеющие отношение к поясу Койпера и облаку Оорта, делаются каждый год. В 2016 г. было объявлено, что где-то в глубинах пояса Койпера может располагаться девятая планета Солнечной системы размером примерно с Нептун. Этот объект был предсказан не посредством прямых наблюдений в телескоп, а при решении Ньютоновых уравнений при помощи компьютеров. Хотя существование девятой планеты до сих пор не подтверждено, многие астрономы считают имеющиеся данные очень убедительными. Кроме того, нам известны прецеденты. В XIX в. астрономы обнаружили, что планета Уран слегка отклоняется от предсказанного ей законами Ньютона маршрута. Получалось, что либо Ньютон ошибался, либо на Уран действует какое-то другое удаленное тело. Ученые вычислили положение этой гипотетической планеты и в 1846 г., всего за несколько часов наблюдений, сумели обнаружить ее. Планету назвали Нептуном. (В другом случае астрономы заметили, что Меркурий тоже отклоняется от предсказанной траектории. Возникла теория о существовании внутри орбиты Меркурия планеты, которую окрестили Вулканом. Однако, несмотря на все усилия, никакого Вулкана обнаружить не удалось. Альберт Эйнштейн признал, что законы Ньютона, возможно, не идеальны и орбита Меркурия может объясняться совершенно новым эффектом — искривлением пространства-времени в соответствии с разработанной им теорией относительности.) Сегодня высокоскоростные компьютеры с учетом этих законов могут обнаружить в поясе Койпера и облаке Оорта еще немало обитателей.

Астрономы подозревают, что облако Оорта может тянуться ни много ни мало на три световых года от Солнечной системы. Это больше половины пути до ближайшей к нам тройной звездной системы альфы Центавра, расстояние до которой составляет немногим больше четырех световых лет. Если считать, что система альфы Центавра тоже окружена сферой комет, то не исключено, что с Землей ее соединяет непрерывная кометная тропа. Также не исключено, что когда-нибудь можно будет организовать на большом межзвездном шоссе серию заправок, форпостов и станций связи. Вместо того чтобы попытаться допрыгнуть сразу до соседней звезды, мы могли бы подумать о реализации более скромной цели — «допрыгать по кометам» до альфы Центавра. Эта магистраль могла бы стать первым космическим шоссе.

Создание кометного шоссе не настолько далекая задача, как может показаться на первый взгляд. Астрономам удалось довольно много узнать о размерах, структуре и составе комет. Когда в 1986 г. мимо проплыла комета Галлея, исследователи отправили целую флотилию космических аппаратов, которые должны были сфотографировать и изучить ее. На полученных изображениях видно крохотное ядро около 16 км в поперечнике, по форме напоминающее гантель (это означает, что в какой-то момент в будущем ядро развалится на две части и комета Галлея превратится в две кометы). Более того, ученым удалось провести космические аппараты сквозь хвосты комет, а автоматическая межпланетная станция Rosetta даже посадила на одну из комет небольшой зонд. Анализ некоторых исследованных комет показывает наличие у них твердого каменного или ледяного ядра, которое может оказаться достаточно прочным, чтобы установить на нем роботизированный ретранслятор.

Быть может, однажды роботы опустятся на далекую комету в облаке Оорта и вбурятся в ее поверхность. Минералы и металлы из ядра можно будет использовать для отделки космической станции, а лед — расплавить и превратить в питьевую воду, ракетное топливо и кислород для астронавтов.

Что мы обнаружим, если нам удастся выйти за пределы Солнечной системы? В настоящий момент мы испытываем очередной сдвиг парадигмы в наших представлениях о Вселенной. Мы то и дело открываем в других звездных системах землеподобные планеты, способные, возможно, поддерживать какую-то форму жизни. Сможем ли мы когда-нибудь побывать на этих планетах? Сможем ли построить космические корабли, способные открыть Вселенную для человеческой цивилизации? И каким образом?

 

Часть II.

 

Путь к звездам

Поэтому следует ожидать, что на каком-то этапе машины возьмут управление на себя.

Алан Тьюринг

 

Я был бы очень удивлен, если бы что-то хотя бы отдаленно похожее произошло в ближайшее столетие или два.

Дуглас Хофштадтер

 

7

Роботы в космосе

На дворе 2084 г. Арнольд Шварценеггер — простой строительный рабочий, которого мучают повторяющиеся сны о Марсе. Он решает, что должен отправиться на эту планету и выяснить происхождение этих снов. На Марсе он видит большие города, сверкающие здания под стеклянными куполами и многочисленные шахты, на которых добывают полезные ископаемые. Сложная инфраструктура труб, кабелей и генераторов обеспечивает энергией и кислородом тысячи постоянных обитателей Красной планеты.

Снятый в 1990 г. фильм «Вспомнить все» демонстрирует нам убедительный образ того, как может выглядеть город на Марсе: порядок, чистота и высокие технологии. Однако есть одна маленькая проблема. Конечно, из воображаемых марсианских городов получаются великолепные декорации для Голливуда, но строительство чего-то подобного при наших нынешних технологиях оказалось бы непосильной ношей для бюджета любой программы НАСА. Не забывайте, что сначала каждый молоток, каждую бумажку и каждую канцелярскую скрепку придется доставить на Марс с Земли, а расстояние между двумя планетами составляет десятки миллионов километров. А если отправиться за пределы Солнечной системы к ближайшим звездам, где быстрая связь с Землей невозможна, проблемы только умножатся. Вместо того чтобы полагаться на доставку всего необходимого с Земли, мы должны искать способ обеспечить свое присутствие в космосе и при этом не разорить вконец свою страну.

Выход здесь, возможно, кроется в использовании технологий четвертой волны. Нанотехнологии и искусственный интеллект (ИИ) могут кардинальным образом изменить правила игры.

К концу XXI в. развитие нанотехнологий должно, по идее, дать нам возможность производить в больших количествах графен и углеродные нанотрубки — сверхлегкие материалы, которые произведут настоящую революцию в строительстве. Графен представляет собой единственный молекулярный слой атомов углерода, тесно связанных между собой и образующих ультратонкое и ультрадолговечное полотно. Это полотно почти прозрачно и практически ничего не весит, но является при этом самым прочным материалом из всех известных науке. Оно в 299 раз прочнее стали, прочнее даже алмазов. В принципе, вы могли бы взять слона, поставить его на карандаш, а карандаш — на графеновое полотно, и полотно при этом не порвалось бы. К тому же графен проводит электричество. Ученым уже удалось вырезать на листах графена транзисторы. Не исключено, что именно из них будут сделаны компьютеры будущего.

Углеродные нанотрубки представляют собой листы графена, свернутые в длинные трубки. Они практически неразрушимы и почти невидимы. Если сделать подвесы для Бруклинского моста из углеродных нанотрубок, мост будет словно бы парить в воздухе.

Если графен и нанотрубки — такие чудесные материалы, тогда почему мы не используем их для строительства домов, мостов и дорог? Пока получить большое количество чистого графена чрезвычайно сложно. Малейшее загрязнение или несовершенство на молекулярном уровне может погубить все чудесные физические свойства. Трудно получить лист графена размером больше почтовой марки.

Но химики надеются, что к началу следующего столетия они, возможно, сумеют наладить массовое производство графена, что резко снизило бы стоимость строительства в открытом космосе. Благодаря малому весу графен можно было бы эффективно доставлять в отдаленные внеземные поселения; мало того, его возможно производить даже на других планетах. В марсианской пустыне могли бы вырасти целые города, построенные из этого углеродного материала. Здания там, вероятно, выглядели бы частично прозрачными. Скафандры стали бы ультратонкими и обтягивающими, автомобили — сверхэнергоэффективными, поскольку весили бы очень мало. Приход нанотехнологий позволил бы вывернуть законы архитектуры практически наизнанку.

Но даже при всех этих достижениях кто делал бы все тяжелую и грязную работу по сборке наших поселений на Марсе, наших шахт в поясе астероидов и наших баз на Титане и экзопланетах? Решением, возможно, мог бы стать искусственный интеллект.

ИИ: новорожденная наука

В 2016 г. все, кто интересуется наукой об искусственном интеллекте, с большим интересом встретили новость о том, что программа AlphaGo компании DeepMind одержала победу над Ли Седолем, чемпионом мира по древней японской игре го. Многие считали, что такого достижения нам придется ждать еще не один десяток лет. Сразу же появились передовицы, в которых утверждалось, что это событие — приговор роду человеческому. Машины наконец-то перешли Рубикон и скоро захватят власть. Пути назад нет.

AlphaGo — самая передовая игровая программа, когда-либо созданная человеком. Если у шахматиста в любой момент в среднем имеется 20–30 вариантов очередного хода, то у играющего в го таких вариантов около 250. Мало того, полное число конфигураций в этой игре превосходит общее число атомов во Вселенной. Когда-то считалось, что эта игра слишком сложна для компьютера — он не сможет учесть все возможные ходы. Поэтому когда программа AlphaGo сумела выиграть у Ли Седоля, это событие сразу стало сенсацией.

Однако вскоре стало ясно, что AlphaGo, какой бы хитроумной ни была, представляет собой программу узкоспециального назначения. Единственное, что она умеет делать, — выигрывать в го. Как сказал исполнительный директор Алленовского института искусственного интеллекта Орен Этциони: «AlphaGo не может даже играть в шахматы. Она не может поговорить об игре. Мой шестилетний сын умнее, чем AlphaGo»[1]. Каким бы мощным ни было оборудование, невозможно подойти к машине, хлопнуть ее по спине, поздравить с победой над человеком — и ожидать от нее вразумительной реакции. Машина не сознает, что только что одержала историческую победу и вошла в историю науки. Машина не знает даже, что она машина. Мы часто забываем, что нынешние роботы — это расхваленные на все лады арифмометры, не обладающие ни самосознанием, ни творческим началом, ни здравым смыслом, ни эмоциями. Они могут показывать великолепные результаты в конкретных повторяющихся узких задачах, но пасуют перед более сложными заданиями, требующими общих знаний.

Хотя в области искусственного интеллекта сейчас совершаются поистине революционные открытия и прорывы, необходимо рассматривать этот прогресс в перспективе. Если сравнить эволюцию роботов с эволюцией ракетной техники, станет понятно, что робототехника уже прошла «этап Циолковского» — этап рассуждений и теоретизирования. Мы уже достигли стадии, на которую вывел нас Годдард, и строим реальные прототипы, примитивные, но способные продемонстрировать правильность базовых принципов. Однако нам еще только предстоит перейти на следующий этап — во владения фон Брауна, где новаторские мощные роботы сойдут со сборочных линий и будут строить города на далеких планетах.

Пока что роботы прекрасно справляются с ролью машин с дистанционным управлением. За космическими аппаратами «Вояджер», пролетевшими мимо Юпитера и Сатурна, за посадочными аппаратами «Викинг», коснувшимися поверхности Марса, за аппаратами «Галилео» и «Кассини», работавшими на орбитах газовых гигантов, — за всей этой сложной космической техникой стоял коллектив преданных делу людей, которые отдавали команды. Подобно дронам, эти роботы просто выполняли инструкции своих водителей — людей, находившихся в Центре управления полетами в Пасадене. Все «роботы», которых мы видим в кино, — это либо марионетки, либо компьютерная анимация, либо машины с дистанционным управлением. (Мой любимый робот из научной фантастики — Робби из фильма «Запретная планета». Выглядит он футуристически, но внутри его во время съемок скрывался человек.)

И все же, поскольку мощность компьютеров вот уже несколько десятилетий удваивается каждые полтора года, чего мы можем ожидать от роботов в будущем?

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: