На основе интенсивности дециметрового и декаметрового излучения астрономы также вычислили, какие могут быть энергии и потоки электронов и протонов в магнитосфере Юпитера.
Это очень широкий ряд выводов. Но все они теоретические. Вся эта тщательно продуманная суперсистема была протестирована 3 декабря 1973 г., когда космический зонд «Пионер-10» пролетел через магнитосферу Юпитера. На борту были размещены магнитометры, которые измеряли силу и направление магнитного поля в разных точках магнитосферы, и различные детекторы заряженных частиц, которые измеряли энергии и потоки захваченных электронов и протонов. Поразительно, но факт, что практически каждый вывод, сделанный на основе радиоастрономических методов исследования, был в общем и целом подтвержден «Пионером-10» и его преемником «Пионером-11». Экваториальное магнитное поле на поверхности Юпитера составляет около 6 Гс и больше на полюсах. Наклон магнитной оси к оси вращения составляет около 10°. Положение магнитной оси можно описать как явно смещенное на четверть радиуса Юпитера от центра планеты. На расстоянии от Юпитера, большем чем три его радиуса, магнитное поле планеты приблизительно совпадает с магнитным полем диполя; ближе к Юпитеру оно гораздо сложнее, чем оценивалось.
Поток заряженных частиц, уловленный «Пионером-10» вдоль его траектории сквозь магнитосферу, был значительно больше, чем ожидалось, но не настолько, чтобы вывести из строя космический аппарат. «Пионер-10» и «Пионер-11» успешно прошли через магнитосферу Юпитера благодаря везению и точным инженерным расчетам, а не точности магнитосферных теорий, существовавших до запуска «Пионеров».
В общем, синхротронная теория дециметрового излучения Юпитера подтверждена. Все те радиоастрономы знали, что они делают. Сейчас мы можем доверять с гораздо большей уверенностью, чем прежде, выводам, сделанным на основе синхротронной физики и примененным к другим, более далеким и менее доступным космическим объектам, таким как пульсары, квазары или остатки сверхновых. На самом деле, эти теории сейчас можно перепроверить и увеличить их точность. Теоретическая радиоастрономия впервые была проверена экспериментальным путем и успешно прошла эту проверку. Из многих важных открытий, сделанных «Пионером-10» и «Пионером-11», я считаю, это его величайший триумф: оно подтвердило наше понимание важной области космической физики.
Мы все еще многого не понимаем о магнитосфере и радиоизлучениях Юпитера. Свойства декаметровых волн все еще представляют собой загадку. Почему на Юпитере существуют локализованные источники декаметрового излучения, вероятно, размером менее 100 км? Что это за источники излучения? Почему области декаметрового излучения вращаются вокруг планеты с высокой временно́й точностью – до семи значащих цифр, – но не синхронно с периодами вращения видимых объектов в облаках Юпитера? Почему декаметровые вспышки имеют очень сложную (субмиллисекундную) структуру? Почему декаметровые источники коллимированные, то есть не излучают одинаково во всех направлениях? Почему декаметровые источники прерывистые, то есть не «включены» все время?
Эти загадочные свойства декаметрового излучения Юпитера напоминают свойства пульсаров. У типичных пульсаров магнитные поля в триллион раз больше, чем у Юпитера, они вращаются в 100 000 раз быстрее, они в 1000 раз моложе, они в 1000 раз крупнее. Граница магнитосферы Юпитера движется со скоростью менее одной тысячной скорости конуса света пульсара. Тем не менее вполне возможно, что Юпитер – это не до конца образовавшийся пульсар, локальная и довольно невзрачная модель быстро вращающихся нейтронных звезд, которые являются одним из конечных продуктов звездной эволюции. Ответы на все еще сложные вопросы о механизмах излучения пульсара и геометрии магнитосферы может дать космическое наблюдение декаметрового излучения Юпитера вблизи: например, в ходе миссий «Вояджера» и «Галилео» НАСА.
Экспериментальная астрофизика развивается быстрыми темпами. Самое позднее через несколько десятилетий мы должны увидеть непосредственное экспериментальное исследование межзвездной среды: гелиопауза – граница между областью, в которой преобладает солнечный ветер, и областью, где преобладает межзвездная плазма, – по оценкам ученых, располагается на расстоянии не более 100 астрономических единиц (15 млрд км) от Земли. (Если бы там по соседству с Солнечной системой находились квазар и черная дыра – ничего фантастического, вы понимаете, только малыши, – мы могли бы путем измерений in situ с помощью космических аппаратов проверить важнейшие теории современной астрофизики.)
Если мы можем судить по прошлому опыту, каждый будущий астрофизический эксперимент с помощью космических аппаратов покажет, что (а) важнейшие представления астрофизиков были верными; (б) никто не знал наверняка, какие именно представления окажутся верными, пока не были получены результаты исследований, проведенных с космических аппаратов; и (в) эти результаты позволили обнаружить целый ряд новых, еще более интригующих и фундаментальных проблем.
Глава 20В защиту роботов
Твой образ так загадочен, что я к тебе взываю…[162]
Слово «робот», которое впервые использовал чешский писатель Карел Чапек, имеет славянские корни, так как произошло от чешского слова robota, которое используется для обозначения тяжелого труда. Но оно обозначает скорее машину, а не человека. О роботах, особенно роботах в космосе, в прессе часто писали уничижительные отзывы. Мы читали, что только с помощью человека «Аполлон-11» мог совершить посадку, иначе первый пилотируемый полет на Луну закончился бы катастрофой, что мобильный робот на марсианской поверхности никогда не смог бы так хорошо, как астронавты, собрать нужные образцы для исследования на Земле и что машины никогда не смогли бы, как люди, отремонтировать теплозащитный экран «Скайлэба», необходимый для продолжения ее миссии.
Но все эти заключения, естественно, написали люди. Мне интересно, не закралась ли в эти суждения доля самодовольства, оттенок человеческого шовинизма. Так же как белые могут иногда проявлять расизм, а мужчины – сексизм, не можем ли мы здесь страдать от какой-нибудь сравнимой болезни человеческого духа – болезни, у которой пока нет названия. Слово «антропоцентризм» сюда не подходит. Слово «гуманизм» уже используется в другой, более благовидной деятельности рода человеческого. По аналогии с сексизмом и расизмом, я предполагаю, название этой болезни должно быть «видизм» – предрассудок, что нет существ таких же прекрасных, таких же способных, таких же надежных, как люди.
Это предрассудок, потому что это по меньшей мере предубеждение, вывод, сделанный прежде, чем известны все факты. Такими являются сравнения людей и машин в космосе как умных людей и тупых машин. Мы не спрашивали, какие машины можно было бы сконструировать за 30 млрд долларов, в которые обошлись миссии «Аполлон» и «Скайлэб».
Каждый человек является прекрасно сконструированным, удивительно скомпонованным, самоходным компьютером, способным на независимое принятие решений и настоящий контроль над своей окружающей средой. И, как гласит старая шутка, чтобы создавать такие компьютеры, специальных знаний не требуется. Но есть серьезные ограничения для использования человеческого труда в определенной окружающей среде. Без хорошей защиты люди не смогут выжить на океанском дне, на поверхности Венеры, в глубоких внутренних слоях Юпитера или даже в длительных космических миссиях. Возможно, единственные интересные результаты «Скайлэба», которые не могли бы получить машины, – то, что у людей, проводящих в космосе несколько месяцев, происходит серьезная потеря кальция и фосфора в костях, то есть люди могут утратить трудоспособность в условиях невесомости в миссиях длительностью 6–9 и более месяцев. Но обычное время минимального межпланетного путешествия – год или два. Поскольку человеческая жизнь ценится высоко, мы нехотя посылаем людей в очень рискованные миссии. Если мы все же посылаем людей в экзотическую среду, их также нужно снабдить подходящей едой, воздухом, водой, развлечениями, обеспечить утилизацию отходов и компанию. Для сравнения: машины не требуют детально разработанной системы жизнеобеспечения, развлечений, компании, и мы пока не ощущаем этический запрет на то, чтобы посылать машины в невозвратные или самоубийственные миссии.
Безусловно, в простых миссиях машины проявляли себя неоднократно. Автоматические устройства сделали первую фотографию Земли из космоса и обратной стороны Луны, первыми опустились на Луну, Марс и Венеру и первыми облетели вокруг другой планеты в ходе миссий «Маринера-9» и «Викинга» на Марс. Здесь, на Земле, высокотехнологичное производство (например, на химических и фармацевтических заводах) осуществляется частично или полностью с помощью использования компьютеризированных систем управления. В подобной деятельности машины в какой-то степени способны находить ошибки, исправлять их, предупреждать находящихся на большом расстоянии операторов об обнаруженных проблемах.
Мощные способности вычислительных машин делать арифметические вычисления в сотни миллионов раз быстрее, чем человеческий мозг, хорошо известны. Но что насчет действительно сложных дел? Могут ли машины в любом смысле этого слова обдумывать новую проблему? Могут ли они анализировать разветвленную схему вариантов, которая, как мы считаем, характерна именно для человеческого мышления? (То есть я задаю вопрос 1, если ответ А, я задаю вопрос 2, но, если ответ В, я задаю вопрос 3 и так далее.) Несколько десятилетий назад английский математик А. Тьюринг описал, что ему необходимо, чтобы поверить в машинный разум. Условие заключалось просто в том, чтобы он мог общаться с машиной посредством телетайпа и не мог определить, что это не человек. Тьюринг сочинил воображаемый разговор между человеком и машиной: