•Важной особенностью земной цивилизации в современную эпоху является ее экстенсивное развитие. Причем рост важнейших показателей - народонаселение, энергопотребление, накопление продуктов промышленного производства, рост научной информации - происходит экспоненциально или даже быстрее, чем экспоненциально.
Поскольку такое развитие сопряжено с расходованием энергии и других ресурсов, ясно, что со временем они должны истощиться. Вопрос в том, когда это произойдет?
Даже самые простые расчеты "по формуле экспоненты" показывают, что при современных темпах роста народонаселения, энергопотребления и промышленной переработки земного вещества очень скоро достигаются пределы развития, за которыми дальнейший рост становится невозможным. Более строгое рассмотрение требует учета многочисленных взаимосвязанных факторов, определяющих эволюцию современного технологического общества. С 70-х годов XX века прогнозирование будущего развития земной цивилизации исследуется с помощью строгих математических моделей. Главные результаты этих исследований состоят в следующем. Если современные тенденции развития нашей цивилизации сохранятся, то уже в первых десятилетиях XXI века наступит критическая ситуация, вызванная истощением ресурсов, падением промышленного производства, резким сокращением количества пищи на душу населения при одновременном сильном загрязнении окружающей среды. Это означает, что современная техническая цивилизация перестанет существовать. Мы не затрагиваем здесь кризиса культуры. По-видимому, одно связано с другим: современное "потребительское" общество быстро идет к краху. Озабоченные повседневными проблемами люди не вполне осознают это. Развитые страны благоденствуют, переживают период относительной стабильности, изобилия товаров, роста производства при высоком уровне жизни населения. Это создает иллюзию благополучия. Но оно основано на необходимости поддерживать современные темпы роста производства, а именно такой рост неуклонно ведет нашу цивилизацию к кризису. Бедные страны прилагают огромные усилия, чтобы достичь уровня передовых и тем самым лишь приближают трагическую развязку.
Острога ситуации состоит в том, что коллапс должен наступить очень скоро, в первых десятилетиях XXI века. Поэтому, если бы даже человечество знало, как "повернуть" (или хотя бы приостановить) этот процесс, обладало бы средствами и волей для того, чтобы осуществить поворот уже сегодня, - у него просто не хватило бы времени, так как все негативные процессы обладают определенной инерцией, в силу которой их невозможно немедленно остановить. Вот почему некоторые "благоприятные" модели Римского клуба и других научных коллективов, направленные на предотвращение катастрофы, практически не могут реализоваться. Например, одна из моделей предполагала прекращение роста промышленного производства с 1985 года. Эти сроки давно прошли, а тенденции развития (если брать мир в целом) остаются прежними.
•Казалось бы, очевидный выход из положения - освоение космического пространства с его "неисчерпаемыми" ресурсами, размещение в нем энергетических установок, производства и населения (такие проекты, как известно, разрабатываются). Это могло бы если не снять, то хотя бы отодвинуть кризис на несколько столетий. По беда (а может быть, судьба человечества) в том, что на такой рывок в Космос у нас уже не хватает времени. Экономика Земли похожа на тяжело груженный транспорт, который на большой скорости мчится по бездорожью прямо к бездне. Видно, мы уже проскочили точку, где надо было свернуть, чтобы вписаться в "траекторию поворота", И затормозить тоже не успеваем. Положение усугубляется тем, что никто не знает, где находятся руль и тормоз. Тем не менее и экипаж, и пассажиры настроены весьма благодушно, наивно полагая, что, "когда понадобится", они разберутся в устройстве транспорта и смогут совершить необходимый маневр. Не думаю, что нарисованная картина означает непременную гибель человечества, хотя тяжкие испытания для нас, видимо, неизбежны. Если человечество сможет пройти через эти испытания, то характер развития должен коренным образом измениться.
•В какой мере все сказанное справедливо для других цивилизаций? Нас интересуют, прежде всего, планетные цивилизации, как возможные колыбели разумной жизни во Вселенной. Величина энергии, которую получает от своей звезды планета, находящаяся в ее "зоне жизни", не может изменяться в очень широких пределах. Поэтому для любой планетной цивилизации расход энергии должен быть ограничен (вероятно, величиной порядка 1014-1017 Вт). Численность населения также ограничена допустимой плотностью при заданной площади планеты и величиной энергопотребления на душу населения. Следовательно, развивающаяся цивилизация (особенно если вступит в экспоненциальную фазу) должна столкнуться со сходными проблемами. Если она (в отличие от нас) вовремя осознает эти проблемы, сумеет найти пути их решения, сумеет выработать соответствующие регулирующие механизмы, то ей, возможно, удастся стабилизировать численность населения своей планеты, ограничить на ней рост производства, энергопотребления и тем самым избежать катаклизмов, о которых говорилось выше.
В этом случае возможны два сценария дальнейшей эволюции: 1) переход на интенсивное развитие и стабилизация; 2) продолжение экстенсивного развития за счет освоения окружающего космического пространства. Надежда на возможность длительного экспоненциального развития часто связывается именно с выходом цивилизаций в Космос. Надо со всей определенностью сказать, что такая надежда совершенно неосновательна. Как бы ни была велика сфера деятельности цивилизации, если она пространственно ограничена, то при экспоненциальном росте ресурсы ее быстро исчерпаются. Если же сфера деятельности цивилизации непрерывно расширяется, то. поскольку речь идет о трехмерном физическом пространстве, вступают в действие ограничения, связанные со скоростью экспансии, которая не может превышать скорость света, а практически ограничена некоторой предельной величиной Vпред меньшей (вероятно, гораздо меньше!) скорости света. При постоянной скорости расширения радиус освоенной сферы будет расти пропорционально времени t, а объем сферы - пропорционально t3. Соответственно, пропорционально t3 будут возрастать масса и энергия, вовлеченные в сферу технологической деятельности цивилизации. Значит, экспоненциальное развитие ее станет невозможным. В этом случае, как показывают расчеты, даже при относительно скромных темпах роста предельное значение скорости достигается достаточно быстро и экспоненциальная стадия заканчивается при небольшом размере сферы.
Проиллюстрируем сказанное. Пусть показатели развития цивилизации (потребляемая энергия, масса и т.д.) возрастают экспоненциально с относительным годовым приростом . Тогда время с момента начала экспансии до достижения предельной скорости (критическое время) будет равно:
tкр = 3 / ln ( 3Vпред / R 0),
где R 0 - начальный радиус, с которого начинается экспансия. За это время сфера деятельности цивилизации возрастет от значения R 0 до предельного значения:
R пред = 3 V пред /
Примем для удобства вычисления, что предельная скорость равна одной трети скорости света ( V пред = с / 3 ). Будем выражать время в годах, а расстояние в световых годах. В этих единицах с = 1, и вышеприведенные формулы примут вид:
R пред = 1/ ; tкр =3 ln ( 1 / R 0 ).
Полагая, что начальный радиус равен 1 (астрономической единице), получим значения предельного радиуса и времени его достижения, приведенные ниже:
| Относительный | 0,01 | 0.02 | 0,03 | 0,05 | 0,10 |
| годовой прирост | |||||
| Предельный | 100 | 50 | 33 | 20 | 10 |
| радиус R пред, | |||||
| св.лет | |||||
| Критическое | 4700 | 2200 | 1450 | 843 | 400 |
| время tкр, лет |
Как видим, даже при относительно малых темпах роста "предельное значение скорости достигается достаточно быстро, и экспоненциальная стадия заканчивается при небольшом размере сферы. Так, при годовом приросте больше 1% длительность экспоненциальной стадии не превышает нескольких тысяч лет — срок совершенно ничтожный по сравнению с космологическим масштабом времени, а предельный радиус составляет не более 100 св.лет. Следовательно» ограничения, препятствующие экспоненциальному росту цивилизаций, начинают сказываться очень скоро после наступления экспоненциальной стадии.
Конечно, ограниченность экспоненциальной фазы вовсе не означает, что должен наступить конец развития или упадок цивилизации. Просто сама эта стадия — явление временное, и по окончании ее должен измениться характер развития.
•Помимо физических ограничений надо принимать во внимание и другие факторы. Если допустить, что в Галактике одновременно существует множество цивилизаций и каждая из них развивается по рассматриваемому сценарию, то, чтобы избежать столкновений, они вынуждены будут поделить Галактику на "сферы влияния". Это также устанавливает предел, или границы экспансии цивилизаций в космическое пространство.
Сценарий развития, связанный с экспансией, вызывает возражения и по другим причинам. Так, Н. Кардашев, подчеркивая, что цивилизация III типа должна быть очень компактным объектом (ибо только в этом случае может быть обеспечен быстрый и эффективный обмен информацией между отдельными частями цивилизации), считает, что молодые развивающиеся цивилизации должны стремиться к объединению с более развитыми. Он полагает, что увеличение объема кибернетически невыгодно. Вместо экспансии должен протекать противоположный процесс -объединение цивилизаций в компактную систему [11, 12].