Инопланетяне теряются в шуме
Радиолокационная сеть Square Kilometer Array (SKA). Иллюстрация с сайта www.astrobio.net
Американскому исследователю из Мичиганского университета (University of Michigan) удалось выявить еще одну потенциальную проблему, которая, возможно, мешает нам наладить нормальную связь с внеземными цивилизациями. Физик Марк Ньюман (Mark Newman) совместно с биологом Михаэлем Лахманном (Michael Lachmann) из германского Института имени Макса Планка в Лейпциге и специалистом по компьютерам Кристофером Моором (Cristopher Moore) из Университета Нью-Мексико (University of New Mexico) в Альбукерке развил некоторые идеи, касающиеся передачи данных с помощью электромагнитных волн, высказанные еще в 40-х гг. прошлого века Клодом Шенноном (Claude Shannon). Новая работа, опубликованная в American Journal of Physics, носит наименование "The Physical Limits of Communication, or Why any sufficiently advanced technology is indistinguishable from noise" ("Физические Пределы Связи, или Почему любая достаточно развитая технология неотличима от шума").
Как показал в свое время Шеннон, если поставить своей целью передачу сообщений с наибольшей эффективностью, то для случайных наблюдателей, не знакомых с языком послания и ненароком перехвативших такую "весточку", она не будет отличаться от случайного шума в приемнике. Так, если по электронной почте передавать сообщение, состоящее из малого числа знаков - например, "AAAAA", - то оно, очевидно, будет содержать очень немного информации, потому что читатель, видя ряд повторяющихся букв, сможет легко предположить, что следующим знаком, вероятно, станет также буква "A" (новой информации он при этом - при передаче очередной буквы "A" - не получит). В этом примере текст сообщения выглядит совершенно неслучайным. С другой стороны, сообщение, начинающееся с последовательности вроде "RPLUOFQX", с теоретической точки зрения содержит "много информации", поскольку мы уже не сможем с прежней легкостью предсказать продолжение. Как это ни парадоксально, именно "абсолютный беспорядок", не содержащий с нашей точки зрения никакой внятной информации вообще, может оказаться самой концентрированной информационной передачей, и, с другой стороны, с формальной точки зрения именно непредсказуемый шум может считаться источником самой эффективной информации. Если неизвестен способ кодирования, использованный в таком сообщении, то мы никак не сможем выявить разницу между информационно богатым сообщением и случайным беспорядком в письме.
На обыгрывании этой темы было создано огромное количество художественных произведений, как в компьютерную, так и в "докомпьютерную" эру. Достаточно припомнить любую комедию с очередным Иваном Дураком или сумасшедшим, чьи случайные и (на самом деле) бессмысленные слова и поступки в глазах "перемудривших" окружающих наделялись недоступным им самим высшим смыслом. Да и в условиях нашей действительности способность "разумных существ" наделять смыслом любой случайный "событийный шум" порождает целый ряд самых разнородных явлений - от "конспирологических" теорий и кабалистических построений до толкований сновидений, нострадамусов, астрологии и наделения "харизмой" бездарных политических деятелей, совершающих исключительно бессмысленные поступки.
Классическим в этом смысле считается рассказ Раймонда Джоунса "Уровень шума", повествующий о том, как с помощью банальной мистификации и библиотеки, набитой случайным набором книг, ученых умников вынудили "изобрести заново" антигравитационный двигатель.
Ньюман и его сотрудники показали, что все вышесказанное справедливо и в случае радиоволн, посредством которых мы собираемся связываться с "братьями по разуму". Когда электромагнитные волны используются в качестве среды передачи информации, то наиболее эффективный с информационной точки зрения формат сообщений неотличим от обычной тепловой радиации - это тот же самый вид радиоволн, что испускаются разогретыми телами, подобными звездам. Другими словами, эффективно закодированное радиосообщение, приходящее к нам из космоса, неотличимо от "сигналов", непрерывно посылаемых нам любой обычной звездой (разумеется, все это справедливо в том случае, если передача не предназначена специально для нас, т.е. еще неведомых инопланетянам разумных существ, которых требуется сначала обучить коду).
У этой версии есть и обратная сторона. Представьте, что какие-нибудь инопланетяне решили собрать доказательства того, что на Земле появилась техногенная цивилизация. Чтобы подобное начинание имело успех, им нужно было бы поторопиться - ведь время с начала радиовещания с Земли и до того момента, как наши радио- и телевизионные сигналы станут повсеместно и эффективно кодироваться, чтобы зря не засорять эфир (и мы сами тогда "превратимся в звезду"), по космическим масштабам ничтожно мало. И только в этот ничтожно малый период наша техногенная деятельность будет легко различима с других звезд.
В конце концов, говорит Ньюман, в 12-миллиарднолетней истории Вселенной велика вероятность того, что внеземные цивилизации - если они существуют в достаточном количестве - уже длительное время поддерживают связь друг с другом, уж во всяком случае гораздо дольше, чем наша несерьезная 80-летняя история радиовещания. В таком случае они наверняка приучились не растрачивать попусту энергию и кодировать свои передачи достаточно эффективным образом, сжимая данные. А для нас эти передачи все равно, что не существуют.
По этому поводу можно заметить, что никакая сколь угодно эффективно закодированная передача не обходится без "служебных пометок". И в этой "сопроводительной записке" полагается по крайней мере указать, какой именно "продвинутый кодек" был использован в данном конкретном случае и кому сей "мессидж" в результате предназначался (а иначе, при "абсолютном кодировании", применив произвольный "абсолютный кодек" из некоего заранее заготовленного набора, из любого шума можно будет получить какое-нибудь произвольное, насыщенное абсолютно новой информацией послание). К тому же цивилизация, привыкшая "считать килобайты", наверняка и не "выкручивает" мощность своих передатчиков свыше необходимого для более-менее эффективной передачи предела. А в этом случае им нужно будет подстраховаться еще и некоторым количеством избыточной информации, необходимой для того, чтобы адресат смог в случае чего успешно восстановить утерянные в звездных теснинах куски "немного подпорченного" послания. Возможно, именно на поисках такого рода "служебной информации", выпадающей из модели обычного шума, и следует сосредоточиться будущим исследователям внеземного разума.
Согласно еще одной идее, в которой наукой уже и не пахнет, цивилизация, научившаяся создавать "абсолютные кодеки", ни в каких "братьях по разуму" уже попросту не нуждается. Действительно, им достаточно будет применить к первому попавшемуся шуму (хотя бы от тех же звезд) любой свой "суперкодек" - и тем самым не только породить новое знание, но и как бы "сгенерировать", вызвать из небытия новую, неведомую доселе цивилизацию со своим языком и культурой. Среди этих фантомов немудрено и потерять действительно реально существующих "чужих".
Тем временем один из самых известных американских специалистов по проблеме SETI (поискам внеземных цивилизаций) Сет Шостак (Seth Shostak) всерьез задумался над тем, что именно мы должны посылать инопланетянам в том случае, если хотим выйти с ними на контакт.
Дело в том, что со времен первых кодированных радиопосланий (210 байтов данных с радиотелескопа в Аресибо в сторону шарового звездного скопления М-13 в созвездии Геркулеса в 1974 году) и золотых табличек "Пионеров" (пластинка с 16 2/3 оборотами в минуту и механической иглой) технологии прошли уже изрядный путь. На ширину полосы пропускания для межзвездной передачи сообщений не налагается уже столь жестких требований, как прежде. В микроволновых радиочастотах речь уже может идти о мегабайтах в секунду. В инфракрасных длинах волн - до гигабайта в секунду на длинные дистанции и в сто раз больше - на короткие (менее 1000 световых лет). Эти скорости передачи в значительной степени ограничиваются дисперсионными эффектами разогретого газа, которым заполнено межзвездное пространство, и немного варьируются в зависимости от направления и длины волны. Но никакой потребности строго дозировать информацию, которую мы передаем нашим космическим слушателям, по мнению Шостака, уже нет. Передающие каналы достаточно "толстые".
На недавнем Международном конгрессе астронавтики (International Astronautics Congress) Шостак представил эти вычисления и поделился с научным сообществом несколькими предложениями касательно характера посылаемых "материалов". Так, цивилизация, обладающая оборудованием с инфракрасным лазером достаточной мощи, могла бы посылать эквивалент энциклопедии Britannica к миллиону целей в Солнечной системе через день. Этим способом, любознательная цивилизация могла бы "прозвонить" большое число миров, таким образом не только увеличивая вероятность вступления в контакт с ВЦ, но и поднимая общий культурный уровень попавшей под луч какой-нибудь "мыслящей плесени".
Шостак также призывает забыть о нудной посылке каких-либо математических закономерностей, формул и констант вроде значения "пи" или ряда Фибоначчи, а также "навеянной" фантастическим фильмом Стивена Спилберга "Близкие контакты третьего рода" мысли засылать в адрес ВЦ "универсальные" музыкальные арпеджио. Уж лучше (и поучительнее притом) "кормить" наши передатчики результатами работы какого-нибудь интернет-поисковика типа Google или даже засылать инопланетянам содержание всей Всемирной паутины без разбора. Шостак уверяет, что потребуется всего лишь полгода или даже меньше, чтобы передать все это в микроволновом диапазоне, а использование инфракрасных лазеров сокращает время радиопередачи до двух дней.
Веб, несомненно, содержит много избыточной информации (и много сомнительных материалов; однако, в конце концов, подобная шелуха - такая же неотъемлемая часть человеческой цивилизации, как и великие произведения искусства и научные достижения). Все это как раз и хорошо - для вдумчивых и мудрых существ многоязычное "столпотворение" Интернета может сослужить службу своеобразного Розеттского камня (черной базальтовой плиты начала второго столетия н.э.), найденного в 1799 году в Египте солдатами Наполеона и позволившего впервые дешифровать древнеегипетские иероглифы, сличая их с помещенными там же греческими письменами.
Источники:
Hello, hello, Earth? - U of M News Service
What Do You Say to An Extraterrestrial? - Space.com
Ссылки:
Уровень шума - рассказ Раймонда Джоунса в Библиотеке Мошкова
Умер Клод Элвуд Шеннон, основоположник современной теории информации - "Нетоскоп"
Who We Are. An Invitation From... - проект канадского специалиста по SETI Аллена Тофа, предложившего инопланетянам вступить в контакт посредством Интернета
Радиопослания внеземным цивилизациям
SETI Institute
Astrobiology Magazine
Обсудить
Дословно
Александр Зайцев
Действительно, при оптимальном кодировании сигналы шумоподобны, и их невозможно отличить от естественного шума.
Но, к примеру, все наши межзвездные радиопослания построены на принципах антикриптографии - то есть сделаны максимально раскодированными с нашей, земной точки зрения, в предположении, что они примерно так же изучают природу, изобрели радио и т. п.
Подробнее об одном из методов максимально раскодированного подхода можно прочитать в статье "Язык радиопосланий к другим цивилизациям".
Статьи по теме
Инопланетяне теряются в шуме
Американскому исследователю из Мичиганского университета удалось выявить еще одну потенциальную проблему, которая, возможно, мешает нам наладить нормальную связь с внеземными цивилизациями. Новая работа, опубликованная в American Journal of Physics, носит наименование "Физические Пределы Связи, или Почему любая достаточно развитая технология неотличима от шума".
Первый контакт с ВЦ произойдет в ближайшие 20 лет
Если разумная жизнь помимо Земли существует где-то еще в пределах нашей Галактики, то прогресс в области компьютерных вычислений и развитие технологий радиотелескопов неизбежно приведет к тому, что мы обнаружим ее радиопередачи в течение двух ближайших десятилетий. Такое предсказание сделал Сет Шостак, ведущий астроном из калифорнийского Института поиска внеземных цивилизаций.
В атмосфере Марса нашли признаки жизни
Новые свидетельства возможного существования жизни на Марсе были получены учеными NASA и Европейского космического агентства (ESA). Две независимые группы ученых нашли следы метана в марсианской атмосфере. Метан - то есть обычные отходы жизнедеятельности обитающих на Земле организмов - может оказаться побочным продуктом жизнедеятельности и инопланетных микробов, живущих под поверхностью Красной планеты.
Вездеходы на Марсе открыли сезон охоты за окаменелостями
Псевдоцветная панорама кратера Бонневиль, составленная из последовательного набора фотографий, сделанных камерой Spirit, была получена во время 68-го рабочего дня этого марсохода. Теперь колеса вездеходов служат роль дополнительных "научных инструментов". Изучены "Дюна Змея", "Зуб Акулы" и камень "Карусель". Недавно обнаруженные марсоходом Opportunity очень высокие концентрации серы в разломах горных пород на плато Меридиана, возможно, предвещают наличие биологических окаменелостей.
У марсиан хватает своих шариков
Тысячи крошечных частиц округлой формы были обнаружены на темном грунте в месте посадки второго американского марсохода Opportunity. Частицы, своим видом напоминающие бусины, были замечены на изображениях, снятых с высоким разрешением панорамной камерой аппарата, а два таких "шарика" удалось рассмотреть с помощью смонтированного на марсоходе микроскопа, способного делать и отправлять на Землю полученные фотоснимки.
Радиация слишком опасна для участников экспедиции на Марс
Новые данные, полученные с межпланетной космической лаборатории "Марс Одиссей", находящейся в настоящее время на марсианской орбите, подтверждают подозрения ученых по поводу радиации на Марсе: она столь интенсивна, что это неизбежно подвергнет опасности жизни астронавтов, посланных для исследования Красной планеты.
Межзвездный шпионаж: в то время как мы смотрим на Марс, кто-то может смотреть на нас
Роботы-эмиссары, отправленные к нам из других миров, издавна могут контролировать нашу планету, наблюдая медленное развитие жизни и сообщая все подробности своим инопланетным хозяевам. Такой сценарий часто появлялся в литературе, посвященной проблемам внеземных цивилизаций, и теперь Ален Тоф из Университета Торонто постарался изучить эту идею достаточно серьезно для того, чтобы начать осмысленный поиск этих инопланетных "жучков". Мы могли бы уже найти их останки, если бы точно знали, где искать.
Один маленький шаг для человека
Ровно тридцать пять лет назад свыше миллиарда людей на всем земном шаре с замиранием сердца следило за посадкой "Аполлона-11" на Луну и за тем, как астронавт Нил Армстронг первым из землян ступил на лунную поверхность. Это достижение остается вершиной земного технического прогресса, его по праву называют самым ярким моментом человеческой истории XX столетия.
На Европе американцев ждет вместо жизни рассол из серной кислоты
Одна из крупнейших юпитерианских лун - покрытая ледяным панцирем Европа, которую астробиологи и научные фантасты уже не один десяток лет прочили в первые кандидаты на поиск внеземной жизни в Солнечной системе, - может оказаться "царством коррозии", местом, пропитанным кислотой и перекисью водорода. В таком случае условия для жизни на ней будут весьма неблагоприятными. Такое заключение сделали специалисты, проводившие на прошлой неделе совещание по планам подготовки миссии Jupiter Icy Moons Orbiter - аппарата NASA для исследования с орбиты ледяных спутников Юпитера.
В марсианском метеорите нашли чей-то окаменевший навоз
Некоторые микроскопические особенности строения метеоритов, которые одно время считались ископаемыми останками примитивных бактерий, на самом деле представляют собой окаменевшие комки безжизненного белка, считают двое американских ученых.
Планеты Веги - как бульдоги под ковром
Астрономы из эдинбургской Королевской обсерватории доказали, что Вега, одна из самых ярких и известных звезд на нашем небе, имеет планетную систему. При этом утверждается, что система Веги очень похожа на нашу собственную Солнечную систему - во всяком случае больше, чем какая-либо другая из всех, обнаруженных до сих пор. Правда наши "родные" планеты старше на несколько миллиардов лет...
Магическое число научит летать и плавать
Одно-единственное "магическое" число описывает движения летающих и плавающих живых организмов, начиная от какой-нибудь моли и кончая дельфинами. Изучение его значения проливает свет на "летные навыки" давно исчезнувших с лица земли созданий и может помочь военным инженерам проектировать крошечных крылатых шпионов, которые могли бы обследовать занятые врагом здания, не привлекая к себе лишнего внимания.
Первые звезды не были одиноки: астрономы нашли небывало древнюю планету
Астрономы нашли самую древнюю и самую далекую из всех известных на сегодняшний момент планет. Она движется по орбите вокруг двойной квазизвездной системы в созвездии Скорпиона на расстоянии 5 600 световых лет от Земли. Новое открытие дарит нам надежду, что и в нашей Галактике формирование планет, возможно, началось гораздо раньше, чем о том говорят современные теории, а своими планетными системами при этом обладают едва ли не все звезды.
Замаскированная квантовая почта может объяснить молчание внеземных цивилизаций
Если внеземные цивилизации действительно существуют и при этом не являются исключительной редкостью, то почему мы так и не смогли до сих пор получить от них никаких сигналов? Два физика объясняют эту ситуацию исключительной осторожностью инопланетян. При этом они считают, что есть возможность отправлять сигналы, не открывая своего местоположения.
Первые экзопланеты земного типа найдены около пульсара
До настоящего времени поиск планет вне Солнечной системы приводил, к немалому разочарованию ученых, к обнаружению лишь огромных газовых гигантов, близких по размеру к Юпитеру и Сатурну, а внутренние планеты, подобные Земле и Марсу, были недоступны современной технике. Но вот теперь астрономы впервые однозначно идентифицировали планеты, масса которых только в 4,3 и 3,0 превышает массу Земли. Еще идет речь о третьей планете, масса которой составляет две лунные массы.
Шмон у писателей-фантастов: ищут средство связи с иными цивилизациями
В прошлую пятницу состоялся обыск в квартире известного писателя-фантаста Евгения Лукина. Иррациональные обстоятельства этого инцидента заставляют вспомнить не менее иррациональную историю 30-летней давности, связанную с прахом Ивана Ефремова...
Вторжение возвратителей душ
На московские экраны выходят "Знаки" Найта М. Шьямалана, автора "Шестого чувства" и "Неуязвимого". С виду это фильм про вторжение инопланетян на Землю, но по сути он об отношениях человека с Богом. Критик Сергей Кузнецов придумал за режиссера такую концовку картины, при которой эта главная тема выявляется особенно ярко. Возможно, Шьямалан хотел бы закончить фильм именно таким образом.
Звезда-гигант Бетельгейзе рассыпается в пыль
Группа американских астрономов сообщила о проводимых с помощью космического телескопа "Хаббл" наблюдениях процессов, протекающих в атмосфере близкой к нам гигантской звезды Бетельгейзе. Удалось непосредственно разглядеть раскаленный газ, исторгаемый из бурлящей звездной атмосферы на расстояния гораздо большие, чем в случае любой другой известной астрофизикам звезды. С этим исторгнутым из звезды и остывающим горячим газом связаны довольно сложные процессы, протекающие во вздутых верхних слоях атмосферы Бетельгейзе.
Жизни на новой планете с неприличным названием, к счастью, нет
Хуйа (Huya), бог дождя из мифов индейцев Венесуэлы вскоре займет подобающее ему место возле своих небесных собратьев - Юпитера, Марса, Венеры... Такой подарок всему человечеству сделали венесуэльские астрономы. Они уверены, что придумали очень подходящее название для открытой ими в марте 2000 года замороженной планеты, которая пока носит безликое обозначение 2000 EB173.
Уютный Плутон станет последним оазисом жизни
Когда-нибудь Земля неизбежно погибнет, поглощенная раздувшимся Солнцем. Возможно внешняя часть Солнечной системы все же сохранится и станет последним уютным оазисом. Компьютерное моделирование показывает, что условия в поясе Койпера могут к тому времени стать даже более благоприятными для возникновения и развития жизни, чем на заре нашей планеты.
В ранней Вселенной все звезды были лишены планет
Новые исследования показали, что первые звезды солнечного типа были всего лишь одинокими плазменными шарами, двигающимися по Вселенной, лишенной планет и уж тем более жизни. Эти звезды рождались, развивались и погибали в условиях бесплодной, безжизненной изоляции, однако со временем они помогли Вселенной измениться, они ответственны за синтез тяжелых элементов вроде углерода и кислорода, которые в конечном счете и привели к появлению первых планет, подобных нашей Земле.
Основу для земной жизни дал редкий тип звезд
Группа астрономов из Университета Толедо обнаружила спектральные подписи самых сложных молекул из всех, найденных к настоящему времени в космическом пространстве. Это открытие дало ученым указание, где нужно искать возможную "фабрику" органического вещества. Происхождение стандартных блоков жизни связывают теперь с редким типом углеродных звезд.
Ближайшая к Солнцу звезда оказалась экзотом
Для звезд с малой массой, подобных Проксиме Центавра, становятся чрезвычайно важными квантовые эффекты, а их звездное вещество "вырождается". Масса и диаметр Проксимы Центавра составляют около 1/7 массы и диаметра Солнца. Эта звезда в 150 раз массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Положение на границе между звездами, коричневыми карликами и планетами делает нашего соседа объектом, очень интересным для астрофизиков.
Выяснилось, что наша Земля относится к числу наименее пригодных для жизни планет
B научной фантастике довольно распространены сюжеты, по ходу развития которых какая-нибудь ужасная сила меняет ось вращения Земли, и тогда смерть грозит всем ее обитателям. В действительности, если бы наклон оси был бы даже гораздо больше нынешнего, жизнь все равно была бы возможна и на Земле, и на любых других подобных ей планетах.
Немецкие астрономы нашли "горячий Юпитер" с рекордно низкой орбитой
Эта экзопланета на сегодняшний день имеет самый короткий период обращения из всех найденных планет, она находится на расстоянии всего лишь 3,5 млн км от своей звезды, это на порядок ближе, чем Меркурий к Солнцу. Ее полушарие, которое обращено к родительской звезде, разогрето до 2 000°C, и планета при этом стремительно теряет свою атмосферу.
Королевский астроном, известный фантаст и принц пугают нас приближающимся апокалипсисом
Выдающийся британский ученый считает, что в настоящее время шансы близкого всемирного апокалипсиса стремительно возросли и составляют примерно 50 на 50. Впрочем, как-то сомнительно, что этот довольно пессимистический взгляд на окружающую нас действительность станет основой для букмекерских ставок.
И НЛО - пророк его
Ходят слухи, кстати, что в мире существует страшный Орден Двух: они врываются к нефтяным магнатам в масках Хусейна и Шарона, фломастером пишут у жертвы на лбу слово "хуй" и потом долго и обидно смеются.
Всех нас клонировали инопланетяне
Теперь, когда человек научился манипуляциям с генами, его создатели могут наконец общаться с ним без эвфемизмов, рациональным языком науки. Поэтому посланец внеземного разума обратился к Раэлю с просьбой учредить на Земле посольство своей планеты, посредством которого инопланетяне вскоре вступят в официальный контакт с потомками созданных ими гомункулов.
Новости по теме
