Разумная жизнь во Вселенной

Мизун Юрий Гаврилович

Преимущество таких сигналов состоит и в том, что современные радиотехнические устройства позволяют их выделить на фоне шумов, которые во много раз выше уровня сигнала. Для этого надо использовать частотный детектор, на выход которого подключена система автоматической подстройки по частоте. Предлагается использовать не только частотную, но и периодическую фазовую модуляцию. Наибольшей помехозащищенностью обладают сигналы, фазы которых отличаются на 180° (поэтому такие сигналы называют противоположными). Поскольку для условий космической среды следует применять только относительную фазовую модуляцию (манипуляцию), то периодическая модуляция не будет означать изменения фазы на 180°. Так было бы при абсолютной фазовой модуляции. В данном случае фазу на передаче надо менять с периодом того периодического процесса, который наложен на несущую частоту. Так можно достигнуть практически полной, предельно возможной помехозащищенности. При этом предполагается, что разность фаз любых двух соседних посылок остается неизменной при распространении сигналов через космическую среду. Это накладывает ограничения на величину периода. Показано, что длительность периода должна быть выбрана

в пределах между 5·10–4 и 5·10–3 секунд. Это соответствует диапазону частот между 200 и 2000 Гц. В этот диапазон попадает частота 1420 Гц, соответствующая длине волны 21 сантиметр, предлагаемой как природный стандарт для связи внеземных цивилизаций друг с другом и с нами. Поэтому автор разработки предлагает сделать этот природный стандарт двойным, то есть использовать частоту 1420 Гц как несущую для связи с внеземными цивилизациями и эту же частоту использовать для периодического процесса. Можно также выбрать частоту периодического процесса в 10, 100 и 1000 раз меньшую, то есть равную 142, 14,2 и 1,42 Гц. Последние две частоты можно использовать при частотной манипуляции или модуляции. Применяя периодическую модуляцию (частотно-фазовую), можно сформировать сигналы, которые будут сохранять свою периодичность и при передаче информации в виде отдельных импульсов, то есть дискретной, например двоичной, информации. Если использовать одновременно абсолютный метод для периодической модуляции частоты и относительный метод для модуляции фазы, то можно сформировать радиосигнал с четко выраженной периодической составляющей, позволяющей в то же время переносить дискретную информацию (например, в двоичном коде). Периодическая составляющая такого универсального сигнала может быть выделена путем накопления при любом уровне сигнала относительно уровня шумов, а постоянная составляющая может быть зарегистрирована в том случае, если уровень сигнала выше уровня шумов. Уровень сигнала, при котором возможно такое выделение, во многом определяется степенью совершенства приемной техники.

Ясно, что первым шагом в осуществлении радиосвязи с внеземными цивилизациями является их обнаружение путем приема от них радиосигналов. Если эти сигналы будут сформированы так, как описано выше, то есть будут содержать в себе периодические изменения, то обнаружить их будет значительно легче. Это станет возможным даже в том случае, если этот сигнал очень слабый, то есть его уровень находится ниже уровня шумов. Мы не можем знать, какой периодической функцией будет манипулирован сигнал от внеземных цивилизаций, поэтому в приемнике, ведущем поиск сигналов, надо предусмотреть амплитудный, частотный и относительно-фазовый детекторы. На выходе этих устройств должны быть подключены блоки, позволяющие обнаруживать периодические процессы.

ЯЗЫК ДЛЯ СВЯЗИ С ИНОПЛАНЕТЯНАМИ

Допустим, что мы уже решили все основные технические вопросы: создали необходимую антенну и радиоприемную аппаратуру, выбрали правильно направление и время радиосвязи, а также рабочую частоту. То есть мы готовы посылать в космос радиосигналы. Дальше необходимо решить вопрос, как на эти сигналы нагрузить полезную информацию, причем нагрузить не как угодно, а так, чтобы на том конце радиолинии, где радиосигналы будут приняты, эта информация была воспринята, понята. Технику на-гружения информации мы также знаем. Поэтому нерешенным остается вопрос языка.

Американский ученый Дрейк на Бюраканской международной конференции по проблеме связи с внеземными цивилизациями (сентябрь 1971 года) сказал: «Предложение нацепить записку, послание на конец такого длинного шеста, чтобы он достал до ближайших звезд, вряд ли будет использовано в качестве средства связи, даже с учетом того, что такой шест станет самоподдерживающимся, когда он вытянется на 35 тысяч километров от Земли». Это шутка, но проблему тем не менее надо решать.

По-видимому, проще всего передавать в космос картинки, нарисованные крестиками и ноликами, как это делают в детской игре. Чтобы передать такую картинку корреспонденту в космосе, надо прочитать всю картину, изображенную крестиками на листке в клетку, построчно слева направо и сверху вниз. Тогда каждой клетке листа будет соответствовать либо нолик, либо крестик, то есть получится длинная последовательность ноликов и крестиков. Нолики можно передавать в космос одними сигналами, а крестики — другими. В этом случае имеется только одна закавыка: принявший на том конце радиолинии наше сообщение должен будет сообразить сам, без нашей и чьей-либо помощи, что это не одна длинная строка, а текст, состоящий из строчек. То есть он должен будет суметь правильно поделить все длинное сообщение на отдельные строки. Сделав это, он должен затем каждый принятый сигнал изобразить на бумаге или ноликом, или крестиком. Конечно, если он вместо нолика будет использовать любой другой знак (практически какой угодно), то ничего не изменится, картина все равно получится. Вместо крестика он также может использовать любой значок. Если он таким путем нанесет на картинку эти значки, то получит некоторое изображение, образ. Для того чтобы корреспонденту было легче установить длину строчки (число знаков в ней), можно первые картинки передавать простые. Тогда, пробуя разные длины строчек, корреспондент легко убедится в том, какой вариант является правильным. Можно, например, в качестве первой картинки выбрать круг. Тогда любое нарушение длины строчек корреспондент заметит сразу, так как части круга окажутся смещенными, а круг — деформированным. Можно выбрать и другую простую и четкую фигуру. Так мы научим нашего космического корреспондента определять длину строк и их число в нашем «телевизионном» кадре. Мы не оговорились, сказав «телевизионном», поскольку кадр на экране телевизора формируется именно таким способом.

Описанная выше идея очень проста. Она позволяет без знания языка и без всяких особых замысловатых хитростей передать изображение практически любого предмета или символа. То есть таким путем можно начать общаться.

На землянах такой способ передачи информации

уже был испробован. Они оказались очень догадливыми и быстро сообразили, чему равна длина строк и что собой представляет передаваемая картинка. Это испытание провел тот же Дрейк на радиоастрономической конференции в Грин Бэнк (США). Он предложил участникам конференции последовательность ноликов-крестиков (вместо крестика была взята единица). Эта последовательность («космическое послание») показана на рисунке 47. Надо было понять, какая информация в ней содержится. Весьма быстро большинство участников конференции раскусили метод шифровки информации. Всего в послании был 1271 знак (нулей и единиц). Они их разбили на отдельные строки длиной по 41 знаку. Таких полных строк оказалось 31. Можно сказать, что был получен кадр телевизионного изображения, состоящий из 31 строки; каждая из 31 строки состояла из 41 элемента. Если нули на кадре не изображать (оставлять пустое место), а единицы изображать не крестиками, а черными кружками (это абсолютно не принципиально), то получится картинка, показанная на рисунке 48. Видимо, такую достаточно сложную картинку можно будет посылать уже тогда, когда наши радиокорреспонденты научатся расшифровывать более простые или, во всяком случае, научатся правильно определять длину строк.

Но раз «космическое послание» есть, то давайте попробуем понять, что в нем содержится, что изображено на картинке. Прежде всего мы без труда выделяем на картинке семью: папа слева, а мама справа от их ребенка (дочери!). Значит, те, кто нам послал это послание, живут семьями и размножаются таким же способом, как и мы. Справа от семьи находится «метка роста», по которой можно определить рост, если знать масштаб. Масштаб также можно определить по этой картинке. Будем считать, что сигналы этой последовательности передавались на волне длиной 21 сантиметр. Посередине «метки роста» изображена цифра 11. Значит, вся длина «метки роста» равна 11·21=231 см. Цифра 11 изображена в двоичной системе. Напомним, что в двоичной системе любое число n представляется суммой степеней 2 следующим образом : n=а02° + а121 + а222 +… Здесь коэффициенты а могут принимать только одно из двух значений (либо 1, либо 0). Любой может убедиться, что число 11 в этой системе представляется так: 11 = 1·23 + 1·21 + 2°. Если коэффициент а равен 1, то ставится точка, если же а равен 0, то оставляется пропуск. Таким образом, 11 в двоичной системе изображается тремя точками.

Рис. 47. Учебное послание внеземным цивилизациям, представленное Дрейком для расшифровки участникам семинара

Рис. 48. Расшифровка послания, показанного на рисунке 47.

На этой же картинке изображено Солнце (окружность в верхнем левом углу) и планеты (показаны точками сверху вниз). Здесь же в двоичной системе показан порядковый номер данной планеты. Обратите внимание, что на четвертую планету от Солнца указывает своей правой рукой мужчина — глава семейства. Это значит, что живые разумные существа, показанные на картинке, проживают на этой планете.

Против третьей планеты (если считать сверху) показана волнистая линия. Она должна навести корреспондента на мысль, что поверхность планеты покрыта жидкостью (водой). Под волнистой линией показано рыбообразное существо. Если жители четвертой планеты знают условия на третьей планете, то они способны совершать межпланетные перелеты.

В этом послании содержится и другая информация. В самой верхней части картинки слева направо показаны схематически атомы водорода, углерода и кислорода.

Мы описали это «игровое» космическое послание достаточно подробно для того, чтобы показать, что путем передачи изображений, не требующих какого-либо сложного языка, можно сообщить корреспондентам большой объем информации. Конечно, отнюдь не обязательно в одно-единственное сообщение загонять всю возможную информацию: и о себе, и о химических элементах. В реальных случаях это можно делать более осторожно, более надежно.

Ясно одно, что этот путь — путь передачи изображений очень многообещающий. На конференции в Бюракане в 1971 году обсуждалась даже возможность передать таким путем инопланетянам проект вычислительной машины и программы, по которой они смогли бы воспроизвести заложенные нами в программе сведения. Эти сведения могли бы быть самыми разнообразными. Еще раньше такую идею высказал видный ученый-астрофизик Ф. Хойл в своем научно-фантастическом романе «Андромеда». Если действительно сделать так, то необходимые сообщения инопланетянам будет выдавать созданная ими по нашему проекту ЭВМ, если они воспользуются посланной нами программой. Но в программе должны быть заложены эти возможности.

Ни у кого не вызывает сомнения, что человечество за свою жизнь накопило огромное, практически бесконечное количество информации, содержащейся в его опыте, технологиях и т. д. Не вся эта информация изложена в книгах, хотя именно в них содержится значительная ее часть. Было подсчитано, что человечество за всю свою историю создало около 100 миллионов книг. Если считать, что средний объем книги равен 10 авторским листам (то есть 400 тысяч печатных знаков), то можно определить, что всю информацию, содержащуюся во всех 100 миллионах книг, можно передать в космос за время, которое только немного больше одних суток. Конечно, этого не сделать, если посадить у микрофона диктора и воспроизводить текст этих книг. Но если каждый знак закодировать в двоичной системе, то это, как ни странно, станет возможным. Конечно, этого делать никто не будет, это бессмысленная работа для нас и вредная для принимающих эту информацию инопланетян.