Инопланетяне не могут установить контакт с землянами из-за шума [ Редагувати ]

Американскому исследователю из Мичиганского университета удалось выявить еще одну потенциальную проблему, которая, вероятно, 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"
 
Как показали исследования, 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, 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 нужно 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 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 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.