В контексте многократно упоминавшегося на этом канале парадокса Ферми можно так ж задаться вопросом, все ли когда-либо возникшие цивилизации в случае достаточно длительного существования станут высокоразвитыми. Иначе говоря, может ли быть помимо возможности вымирания разумных существ до возникновения цивилизации или её гибели в результате техногенной катастрофы возможность постепенной деградации и упадка цивилизации вместо её превращения в высокоразвитую.
Как уже ранее говорилось, критерием технически развитой цивилизации, которая при неблагоприятном развитии событий может себя погубить, можно считать наличие развитых химических технологий. Под последними можно подразумевать широкое применение управляемых химических реакций и получаемых с помощью них материалов, т. е. когда их применение охватывает большую часть сфер деятельности.
Конечно, первая управляемая химическая реакция - огонь - нашла применение ещё в доисторическое время, равно как и первый материал, получаемый путём химической обработки, - керамика. Но почти до 19-го века энергия искусственных химических реакций не использовалась в качестве источника механической энергии, а кроме этого очень широко применялось дерево и ряд других материалов природного происхождения без значительной химической обработки. Для человечества вторую половину 19-го века можно считать началом времени технически развитой цивилизации, когда появилась возможность перемещать вырабатываемую энергию в виде электричества.
Одновременно этот период ознаменовался значительным ускорением технического прогресса по сравнению с предшествующим в истории человечества. Во многом с проникновением техники в большинство сфер деятельности человечества гораздо активнее стали проводиться научные исследования по совершенствованию технологий. В итоге в течение некоторого времени технический прогресс происходил примерно с равномерной скоростью в большинстве областей применения, но в некоторых сферах со временем дальнейшее развитие технологий потребовало сложных фундаментальных исследований. В итоге дальнейший технический прогресс стал происходить в виде периодических прорывов в отдельных областях.
Например, около 40 лет назад после изобретения транзисторов, интегральных микросхем и метода литографии началось быстрое развитие вычислительной техники и сопутствующих технологий. Но нынче, когда ширина транзисторов составляет лишь несколько десятков атомов, а их база - ещё меньше, возможностей развития интегральных микропроцессоров становится всё меньше, не считая сложностей самой литографии, поскольку для требуемой длины волн непрозрачным становится не только воздух, но и почти все газообразные при привычных температурах вещества.
В обозримом будущем возможен значительный прогресс в области т. н. нанотехнологий, т. е. создания более совершенных синтетических материалов, предшествующие исследования для развития вычислительной техники обеспечили перечень технологий для воздействия на вещества на атомном уровне, перспективность которых покажет практическое применение. И, скорее всего, развитие в обоих областях обеспечит новые возможности робототехники, например, для управления подвижными частями могут быть применены нанопъезоэлементы вместо прежних шаговых двигателей и пневматики.
Но достаточно туманно выглядит ближайшее будущее энергетики. По сей день основным источником энергии остаётся ископаемое топливо, немалая часть которого уже использована, в итоге дальнейшее экстенсивное развитие этого направления становится невозможным. Возможно применение возобновляемых источников энергии на основе прямого и косвенного использования энергии излучения солнца, которое для всей нашей планеты составляет около 350 ПВт, но её часть отражается, включая рассеяние в атмосфере, особенно в полярных широтах.
Если учесть ещё и некоторый допустимый уровень антропогенного воздействия на единицу площади нашей планеты, то можно предположить, что от этой энергии даже при самых совершенных технологиях можно использовать лишь доли процента, что, конечно, на 2-3 порядка больше современного уровня потребления, но даже достижение этого уровня связано с рядом сложностей. Во-первых, за исключением гидроэнергии прочие косвенные и прямой методы использования энергии солнца сталкиваются с неравномерностью её интенсивности, что требует применения технологий её хранения. Разумеется, для хранения лучше всего подходит химическая энергия, но процесс её получения из электрического вида и обратное преобразование в большинстве известных технологий сопровождаются значительными потерями. Для обратимых электрохимических реакций сложно в полной мере их приостанавливать, поэтому перспективы создания аккумуляторов без саморазряда туманны, кроме того многие такие реакции требуют особых условий и используют малораспространённые элементы, в виду чего стоимость аккумуляторов на единицу ёмкости неизбежно получается достаточно высокой.
Для хранения запасаемой энергии в химическом виде возможен синтез топлива из органических соединений, например, метилового спирта, но практическая применимость соответствующих технологий, равно как и его прямое преобразование в электрическую энергию без промежуточного механического вида, имеет весьма туманные перспективы. Принцип работы ГЭС на настоящее время обеспечивает один из наиболее эффективных способов создания запасов энергии, но её потери в этом случае всё равно достаточно велики, кроме того строительство необходимых сооружений достаточно затратно. На менее продолжительное время возможно запасать энергию в механическом виде, т. е. вращающегося маховика, возможно, развитие нанотехнологий повысит эффективность этого метода. Кроме того, может повыситься эффективность прямого хранения электрической энергии, т. е. достижение низкого тока утечки в конденсаторах.
Во-вторых, очень немногие способы косвенного использования энергии солнца эффективны, в естественных условиях большая часть энергии солнца переходит в нагрев поверхности нашей планеты, и только ветровая и гидроэнергия составляют сколь-нибудь значимую долю в применимом виде. Например, энергия волн содержит не очень значительную часть энергии ветра, в итоге применимая доля исходной солнечной энергии оказывается достаточно низкой. Ещё меньшая доля изначальной энергии солнца содержится в создаваемой растениями химической энергии.
Для прямого использования энергии солнца эффективность существующих технологий не очень высокая, для использования энергии ветра эта сложность тоже актуальна. Из прочих первичных источников энергии только геотермальная присутствует в значительном количестве, но её масштабное применение во многом даже сложнее, чем энергии солнца. Энергии других первичных источников, например, вращения нашей планеты, выделяющейся в виде приливов и отливов, сравнительно мало.
Незначительное количество химической энергии на единицу массы делает нереальной доставку в виде химического топлива полученной каким б то ни было способом энергии из-за пределов нашей планеты. Соответственно, масштабный прогресс в области энергетики возможен только с переходом на атомный и субатомный уровни. Но если для управления химическими реакциями требуется регулировать количество молекулярных веществ, температуру и прочие простые в воздействии на них факторы, то для управления атомными реакциями требуется регулировать количество элементарных частиц, а значительное воздействие электромагнитного излучения начинается с частоты порядка примерно зеттагерц, что в подавляющем большинстве случаев невозможно обеспечить современными технологиями. В итоге низкая управляемость атомных реакций препятствует их масштабному применению.
Но, возможно, несколько десятков лет значительного прогресса в области нанотехнологий создадут возможности для последующего заметного прогресса в области атомной энергетики. При этом новый уровень технологий может позволить выходить на новые уровни фундаментальных открытий. К примеру, существующие достижения в области вычислительной техники позволяют осуществлять автоматизированные сбор и обработку огромного количества данных в разных областях, что дало возможности для новых открытий.
Переходя от предисловия о техническом прогрессе человечества непосредственно к вопросу, всегда ли у существующих цивилизаций технический прогресс будет продолжаться, имеет смысл обратить внимание на вопрос, насколько в принципе может варьироваться его скорость. Очевидно, что сам по себе разум, несмотря на неизвестность его физической сущности, предполагает целенаправленные действия с учётом предыдущего опыта, что заведомо обеспечивает преимущество перед случайными изменениями, на которых основана биологическая эволюция. Скорее всего, в зависимости от особенностей среды обитания какой-либо планеты, скорость метаболизма может варьироваться и у разумных существ даже в случае углеродных форм жизни, не говоря уже о других вариантах. Но поскольку скорость работы мозга вероятнее всего будет подстраиваться под общую скорость метаболизма, соотношение скорости технического прогресса и биологической эволюции вряд ли может варьироваться значительно. Соответственно, для любой когда-либо возникающей цивилизации исторические промежутки времени будут тоже намного порядков отличаться от времени существования планеты, при том, что в более поздние периоды существования красных карликов планеты на их орбитах смогут сохранять обитаемость сотни миллиардов лет.
О том, будет ли технический прогресс человечества в частности и какой-либо цивилизации вообще далее ускоряться, предположения могут быть разными. С одной стороны внедрение тех или иных технологий и создание на их основе более совершенных требует определённого количества времени. С другой стороны всё более обширная автоматизация деятельности человечества может освобождать ресурсы на более активную разработку новых технологий, а сам процесс внедрения может всё в большей степени автоматизироваться, что может позволить его ускорять.
При этом достижение всё более совершенных технологий может постепенно снижать заинтересованность человечества в их дальнейшем совершенствовании, а значит, и в техническом прогрессе. Тем не менее, в условиях больших доступных ресурсов вряд ли абсолютно все разумные существа станут придерживаться какого-то одного образа существования, тем более, что при достаточно совершенных технологиях исчезнет ограничение пригодных для проживания территорий только одной планетой. С такого момента даже вероятность гибели соответствующей цивилизации в результате техногенной катастрофы может снизиться.
С учётом соотношения скорости технического прогресса и биологической эволюции вероятность прекращения технического прогресса в результате утраты разума всеми представителями создавшего цивилизацию вида является чрезвычайно низкой, если учесть, что с какого-то уровня технологий искусственная корректировка нежелательных биологических изменений становится вполне осуществимой.
Впрочем, если каким-то образом утрата разума произойдёт, например, по той или иной причине коррекция нежелательных генетических изменений осуществлена не будет, то через какое-то время наверняка последует вымирание прежде разумных существ. Но в то ж время достаточный уровень технологий может позволить цивилизации выжить даже если разум сохранится у обитателей очень малочисленного обособленного поселения в том случае, если остальные представители цивилизации утратят разум.
Таким образом, постепенный упадок цивилизации является чрезвычайно маловероятным для любого периода развития. Так что если какая-либо цивилизация окажется в состоянии достаточно длительное время избегать возможных техногенных катастроф, то почти наверняка достигнет очень высокого уровня развития, за исключением весьма маловероятного варианта безвозвратной утраты разума представителями вида, ранее создавшего цивилизацию. Впрочем, это не означает непременное продолжение экспансии в реальном мире, но об этом как-нибудь в другой раз.
