Журнал далеко идущего

Об интеллекте гораздо легче говорить, чем давать ему точное определение, так многие называют интеллект силой удовлетворения любой, в особенности новой ранее никогда не встречаемой, ситуации, сопровождаемой корректировкой поведения в соответствии с той или иной ситуацией; а также способность воспринимать взаимосвязи представленных фактов таким образом. Очевидно, что понятие интеллекта не имеет настолько чёткого определения как такие более ощутимые термины, как рост, вес или артериальное давление, являясь достаточно субъективным и внешним понятием. То есть, чтобы применить это определение, сторонний наблюдатель должен иметь возможность наблюдать за действиями рассматриваемого существа и посмотреть, даёт ли его поведение право называться “разумным”. Очевидно, что не существует абсолютно точного способа измерения интеллекта таким же образом, как врач может измерить кровяное давление или базальную скорость метаболизма, поскольку даже тест IQ работает только в пределах поставленных отклонений ваших способностей, насколько вы далеки от среднего значения группы, для которой был разработан тест, что означает, что средний IQ всегда будет равен ста баллам, поскольку именно так он и определяется. Текущие сертифицированные тесты IQ точны только для плюс-минус двух стандартных отклонений, находящихся в пределах 70 - 130 баллов. Все, что выходит за пределы этого диапазона, означает, что тест IQ не подходит для точного измерения когнитивных возможностей субъекта. Также стоит упомянуть что словарное определение " интеллекта " ставит перед собой наличие трёх определённых критериев для определения того, является ли то или иное существо разумным. Так существо должно обладать самоосознанием ( пониманием ), иметь возможность приспосабливаться к окружению и распознавать определённые наборы сенсорных впечатлений, соотнося их между собой и соответствующим образом корректируя ( подстраивая ) своё поведение. Так разница между разумным человеком и неразумной амебой заключается в степени понимания, приспособления и взаимосвязи. В частности, было сказано что наиболее ярким и точным проявлением интеллекта является способность к абстрактному мышлению. Так, в психологическом плане, большинство известных нам животных живут в настоящем, реагируя на непосредственные чувственные впечатления ( для них прошлое не имеет практически никакого смысла, за исключением пользы опыта при столкновение с похожими или идентичными ситуациями, а будущее воспринимается смутно, если вообще воспринимается ), в то время как люди живут в континууме прошлого, настоящего и будущего. По всей видимости, человек является единственным существом на Земле, которое может сознательно представить себе ситуации которые ещё не происходили ( сделать прогноз той или иной ситуации или просто задуматься об будущем ) или вовсе не могут произойти в реальности, используя своё воображение. Самец гиббона может издать звук, означающий: “Держись подальше от моей женщины!”, несущий повелительно, немедленное значение, в то время как человек может сказать: “Если ты не будешь держаться подальше от моей жены, я застрелю тебя”, что будет нести более сложное сообщение об сознательном действие, которое при определённых обстоятельствах будет иметь место в будущем. Таким образом, интеллект — это относительное понятие, о котором можно судить качественно, но которая не поддаётся количественному измерению. Всё это подводит нас к эмпирическому тесту на интеллект: так если определенный биологический или иной вид существ будет обладать способностью к передаче информации, общаясь между собой, так чтобы один индивид данного вида мог поделиться запасом накопленных им или другими субъектами знаний, то мы сможем сказать, что вид данных существ будет полностью разумен. Этот тест несёт в себе последствия абстрактного мышления и общения, способность понимать, приспосабливаться и взаимодействовать. Более того, это означает, что вид по-настоящему разумных существ будет постоянно пополнять запас накопленных ими знаний по мере того, как новые индивидуумы будут получать и передавать новую информацию между собой. Действительно ли человек является единственным разумным видом на нашей планете? Так многие общественные насекомые достигли замечательных успехов и существуют на Земле во много сотен раз дольше, чем представители нашего вида. Некоторые крупные морские млекопитающие, такие как дельфины и косатки, обладают достаточно большим и высокоорганизованным головным мозгом и имеют набор передающих ту или иную информацию лингвистических звуков, а некоторые другие приматы, в особенности шимпанзе, при рождении проявляют более яркие признаки интеллекта, чем человеческие дети того же возраста. Такие социальные насекомые как муравьи, являются хорошим примером того, насколько сложной может быть проблема интеллекта. Так один единственный муравей способен запомнить выход из небольшого лабиринта, но не способны запомнить его на достаточно большой промежуток времени, вскоре забывая о нём и его интеллект значительно меньше того что можно было бы увидеть у маленьких пресмыкающихся, не говоря уже об скромных интеллектуальных способностях мышей, которые не имеют даже намёка на самосознание. И тем не менее колонии муравьев способны вести достаточно сложную и высокоорганизованную деятельность. Так ими используются принципы разделения труда, инженерия, приспособленная для поддержания определённых условий архитектура, разведка и обмен информации между собой ( общение ). Понятие группового интеллекта часто поднимается в связи с муравьями и другими социальными насекомыми, приведя к вопросу о том можно ли считать муравьиную колонию разумным, чувствующим существом, состоящим из множества неразумных индивидуумов? Так непредвзятый наблюдатель может отметить, что человек является разумным, чувствующим существом, сознание которого поддерживается нервной системой, состоящей из множества неразумных клеток ( так по отдельности одна нервная клетка неразумна, но работая с достаточно большим количеством других нервных клеток они образуют вас ). Если применить вышеперечисленный эмпирический тест к муравьям, сделав небольшую ментальную корректировку, которая позволяет нам рассматривать и индивидуума, и колонию как единое существо то при вопросе на то смогут ли муравьи не только общаться между собой, но и передавать накопленную информацию последующим поколениям колоний, то ответом будет: нет, поскольку всё, что делают муравьи, происходит исключительно инстинктивно. Так они не учатся говорить, а рождаются с инстинктивной коммуникативной способностью, и ни один муравей не может подняться выше ограничений своих инстинктов. Муравьи могут строить невероятные по меркам других животных искусственные сооружения, но всё, что они делают, можно объяснить в терминах инстинктивной адаптации. Последнее вопрос относительно наличия у колоний муравьёв высоких интеллектуальных способностей заключается в том, чтобы сравнить их эволюционный или научно-технологический прогресс за последний миллион лет, по сравнению с прогрессом человека. Так несколько миллионов лет назад человекоподобные приматы бродили по африканским лесам, таким образом как сегодня это делают остальные приматы. Около ста тысяч лет назад люди были охотниками и собирателями, использующими достаточно сложные инструменты, огонь и постепенно распространяющимися из Африки по всей Евразии. Около десяти тысяч лет назад начав заниматься сельским хозяйством и животноводством люди перешли от кочевого образа жизни следующего за добычей охотника и собирателя начали строить крупные оседлые поселения и города, а сегодня человечество владеет мощью атома, вышло в космос и уже приступило к освоению межпланетного пространства, в то время как муравьи нисколько не изменили своего образа жизни, что также сказать и в случае дельфинов. Так в последнее время наблюдается большой интерес к относительным интеллектуальным способностям дельфинов, в основном представляемый их сложными социальными взаимодействиями и большим, высокоорганизованным головным мозгом дельфинов; по массе и количеству нейронов превышающий то, что можно было бы увидеть в нашем случае ( около 1600-1700 граммов по сравнению со средними 1400 граммами для человека ). Они удивительно сообразительны, проворны, прекрасно приспособлены к стайной охоте, а также игривы и проявляют сложные социальные взаимодействия, что является двумя признаками, по крайней мере, некоторого интеллекта, однако на сегодняшний день нет действительно впечатляющих свидетельств интеллекта, сравнимого с человеческим. Несмотря на их большой и сложный головной мозг, интеллектуальные способности дельфинов немного превышают то, что можно увидеть у волков и ниже того, что можно увидеть в случае шимпанзе. Однако человек находится в явном затруднении в оценке интеллекта дельфинов просто потому, что мы не можем наблюдать за дельфинами в их естественной среде обитания. Такие же смышленные и немного более крупные косатки также охотятся стаями и проявляют большую изобретательность, нападая практически на все виды морских млекопитающих, включая синих китов. Но, опять же, косатки не проявили более высокой степени интеллекта, чем стая земных волков. Из всех известных нам видов животных, шимпанзе наиболее близки к человеку в интеллектуальном и психологическом плане, а также наиболее легко изучаем. Маленькие дети и обезьяны очень близки в том, что касается ответов на вопросы, составления двучленных предложений, употребления существительных, глаголов и прилагательных, а также порядка слов в предложении. Незнакомые с грамматическими нормами, дети, как и обученные языку жестов шимпанзе, стремятся заменить целые предложения одним-двумя словами и также как и в нашем случае основное развитие их речи и интеллекта происходит в первые годы жизни ( как правило, талантливые обезьяны доходят в развитии речи до уровня двухлетнего ребенка, а в некоторых отношениях и трехлетнего ( впрочем между нами также имеются и некоторые отличия, так если шимпанзе строят комбинации из трех и более слов-знаков, то третий и последующие элементы лишь в редких случаях содержат дополнительную информацию и они либо повторяют уже использованный жест, либо добавляют имя к личному местоимению — «играть (со) мной ( имя )», а из двадцати одного четырехчленного предложения, которые образовала обезьяна, лишь одно не содержало повторов. В детском же языке подобные повторы, по данным лингвистики, почти не наблюдаются. Второе же различие заключается в том, что лингвисты называют средней длиной выражения, так дети употребляют, становясь старше, все более длинные и сложные фразы. В два года средняя длина предложений у них примерно такая же, как у обезьян обученных языку жестов,— 1,5 слова или знака, но в последующие два года длина фраз у " говорящих " обезьян росла очень медленно, тогда как у детей ( как глухих, так и здоровых ) резко увеличивается )), однако вырастая, они во многом остаются на том же уровне развития, по-детски реагируя на жизненные ситуации и предпочитая игры всем другим способам времяпрепровождения. Однако вместе с этим стоит отметить что в течение первого года после рождения шимпанзе учатся ощутимо быстрее, чем человеческие дети. Так годовалый детеныш шимпанзе способны выучить некоторое количество слов на языке жестов, если его правильно обучить. В физическом и интеллектуальном плане детеныши шимпанзе взрослеют значительно быстрее человеческих детей, однако как уже отмечалось выше примерно на втором году жизни человеческий ребенок начинает учиться говорить, в последствии приобретая способности к абстрактному мышлению, в то время как шимпанзе остаются на прежнем месте. Главной причиной этого, по всей видимости, является меньшая организация и относительно небольшие размеры головного мозга шимпанзе, по сравнению с человеческим ( 1400 граммов по сравнению с примерно 400 граммами ). Но помимо этого существуют и другие причины, так многие физические антропологи теперь считают, что мозг человека был последней его частью, которая стала человеком. Чтобы подтвердить это, они раскопали доказательства, которые указывают на вывод, что человек развился физически до человеческой формы, прежде чем он развился умственно до Homo sapiens, мыслящего человека. Пять даров человека Антрополог Карлтон С. Кун указал, что у человека есть пять отличительных черт —пять дарований,— которые отличают его от других приматов: во-первых, человек стоит прямо и ходит на двух ногах. Это делает его склонным к болям в спине из-за вынужденного искривления позвоночника примата. Нога человека превратилась в дугообразный грузоносец, способный выдержать вес его тела без какой-либо помощи со стороны рук. Арка иногда рушится, и человек остается лежать плашмя, но даже в этом случае натруженные ноги человека и ноющая спина дают его рукам полную свободу от рутины передвижения. Человеческие руки с ( большими ) противопоставленными пальцами — это его второй дар и, возможно, самый важный. Как только человек становится прямоходящим двуногим, его руки свободны, чтобы творить зло, а также собирать фрукты, складываться в молитве, создавать инструмент. Археологические данные показали, что очень примитивные протолюди, существа, которые все еще были в основном обезьянами и имели довольно маленький мозг, действительно использовали инструменты. Антропологи в настоящее время в значительной степени согласны с тем, что орудия труда создали человека, а не наоборот. Без его цепких рук человек никогда не смог бы стать мастером инструментов. Человеческие руки более гибкие, лучше схватывают и способны к гораздо более тонким манипуляциям, чем у любого из приматов ( или, действительно, хватательные органы любого животного ). Способность хватать руками предметы, без сомнения, имела много общего с третьим даром человека—стереоскопическим цветовым зрением с тонкой фокусировкой. У всех приматов хорошие глаза, но у человека, похоже, лучше всех. Отчасти острота зрения человека, вероятно, обусловлена необходимостью очень внимательно осматривать предметы, которые подобрали его руки. Миллион лет назад предки человека собирали плоды и внимательно их рассматривали. Сегодня человек использует глаза, которые он разработал, чтобы исследовать звезды и атомы, и астрономы все еще настаивают на том, что ни одна сделанная камера не может сравниться со способностью человеческого глаза различать мелкие детали. Первые три из пяти даров человека были физическими. Два других - психические. Обладая ногами, способными быстро бегать, свободными руками, способными улавливать окружающую обстановку, достаточно острыми глазами, чтобы заметить еду на копыте с расстояния в несколько миль, человек начал развивать свою способность мыслить. Антропологические данные показывают, что мозг человека начал увеличиваться в размерах только после того, как остальная часть тела стала человеческой. Но как только человеческий мозг увеличился до своих нынешних размеров, он стал его четвертым даром. Почему и как человек развил свой мозг, до сих пор остается загадкой. Простая истина заключается в том, что мозг человека и его интеллект—по крайней мере на порядок больше, чем у его ближайших соперников, шимпанзе. У дельфинов, как мы уже видели, мозг больше. Но, не имея рук, не имея проблем и стимулов земной среды, они никогда не развивали свой мозг до такой степени, как человек. Муравьям, хотя они умны и строго регламентированы, просто не хватает размера мозга, чтобы освободиться от своих инстинктов. Пятый и последний дар проистекает непосредственно из мозга человека и накладывает последний штрих на его развитие интеллекта: это его способность говорить. Не просто издавать звуки, как это делают птицы, обезьяны и дельфины. Не просто общаться с несколькими ограниченными императивами настоящего времени, как это делают муравьи, пчелы и некоторые приматы. Человек может говорить. Он может рассказывать о прошлом, он может размышлять о будущем, он может излить свои страхи в ухо психиатру или священнику, он может читать стихи, он может спорить о физике и метафизике, он может добавлять и извлекать из накопления знание, которое восходит к временам, предшествующим укрощению огня. Влияние этой способности говорить должно было быть бесконечно более значимым для развития человека, чем ее более бледный аналог исторических времен—изобретение книгопечатания. Способность говорить далеко за пределами досягаемости невооруженного голоса, с помощью книг, положила начало научному веку. Без книгопечатания мы все еще пребывали бы в средневековой тьме. Без самой речи мы были бы немного лучше шимпанзе. Таким образом, хотя мы не можем полностью определить человеческий интеллект, мы можем описать его атрибуты и источники. Теперь мы готовы посмотреть в космос и посмотреть, можно ли найти эти качества в другом месте. Технологическое развитие — это наиболее эффективный способ максимизировать численность населения и, следовательно, достичь эволюционного успеха в неблагоприятных условиях. Когда разумный вид создаёт инструменты, он начинает использовать и преобразовывать окружающую среду в своих интересах. Для преобразования окружающей среды и работы построенной инфраструктуры требуется энергия. Соответственно, можно судить о могуществе цивилизации по количеству подконтрольной ей энергии. Окружающая среда и технологии В то время как простые инструменты можно найти или изготовить практически везде из подручных предметов, такие сложные технологии как компьютер, дрель или радиоприемник требует наличия достаточного количества природных ресурсов для создания необходимой инфраструктуры. Бедная на ресурсы территория может навсегда остановить развитие цивилизации: в качестве примера можно привести бесплодные арктические земли, лишающие инуитов леса, сельскохозяйственных угодий и доступных полезных ископаемых. Из-за этого они не имеют ни ресурсов, ни возможности их добыть. Неорганические минеральные ресурсы, по идее, должны существовать на любой каменистой планете вроде планет земной группы. Металлы играют ключевую роль: они уникально податливы обработке, имеют высокую теплопроводность и электропроводность. Их легко расплавить, чтобы придать нужную форму, и сваривать в сплавы, чтобы придать нужные свойства. Конечно, все ещё возможно иметь сложную цивилизацию: так у Майя были большие города, изобразительное искусство, сложное письмо, развитая математика и астрономия и т. д. и все это без использования металлов ( за исключением декоративного золота ). Выплавка металлов требует мощного и локализованного источника тепла ( вплоть до нескольких тысяч градусов ) наподобие обычного огня, который, в свою очередь, требует прямого доступа к окислителям. Из-за этого невозможно выплавлять металлы под водой, хотя хотя выходом может являться работа с более мягкими металлами, такими как золото, медь и свинец, поскольку их можно деформировать под действием высокого давления. Вы могли бы предложить использовать подводные источники тепла, наподобие чёрных курильщиков (рядом с которыми вода разогревается до нескольких сотен градусов), но даже если в океане можно было бы найти такое количество гидротермальных источников, вода все равно является достаточно теплопроводной средой, чтобы позволить океаническому кузнецу что-то выковать. Сельское хозяйство и животноводство Наличие растений и животных, склонных к одомашниванию, оказывает огромное влияние на развитие цивилизаций. Растения почти всегда выращиваются для еды. Их можно выращивать для создания нужного объёма еды и селекционировать для выведения сортов с нужными свойствами. Районы со средиземноморским климатом – с сильными сезонными колебаниями – являются наиболее подходящими для развития этой отрасли, так как растения, которые населяют их, часто живут только один год. Таким образом они тратят всю свою энергию на размножение, а не многолетний рост, который не приносит еды. Земледелие имеет большую ценность в засушливых регионах. Плодородные земли, такие как речная долина, окажутся самыми богатыми и привлекательными. Вспомните такие регионы, как Нил, Евфрат, Миссисипи – именно здесь появлялись самые успешные цивилизации. Если же территория чрезмерно изобильна, то её население не будет заинтересовано в сельском хозяйстве дольше, довольствуясь собирательством и охотой, как это произошло в ранней Японии. Сельскохозяйственные урожаи в тропиках скудные. На это есть несколько причин. Тропические растения обычно вкладывают свою энергию в рост и, следовательно, в несъедобные структурные вещества. Более интенсивные осадки и скорость разложения приводят к тому, что почва бедна минералами и органическими химикатами. Осадки на более высоких широтах более предсказуемые, а ледники обогащают почву питательными веществами. Хотя сельское хозяйство, скорее всего, не появится в ближайшее время вблизи тропических лесов, оно может быть импортировано и адаптировано там такими методами, как: Переходное культивирование (небольшие участки земли на короткое время обрабатываются, а затем остаётся заброшеными до тех пор пока почва не восстановится). Подсечно-огневой – части леса уничтожаются, чтобы получить доступ к обогащенной пеплом почве. Следует однако отметить что из-за этого также имеется риск потери всех микроорганизмов живущих в почве, что является неприятным при начальных этапах засеивания поля. Земледелие и селекция, вероятно, будут возникать и распространяться быстрее на континентах с широкой, горизонтальной ориентацией (например, Евразия), поскольку они содержат длинные параллельные пояса сходного климата, что позволяет легче распространять одомашненные виды из одного места в другое, в то время как вертикально ориентированные континенты (например, Америка) или острова (например, Новая Гвинея) вряд ли будут успешно распространять или торговать видами. Для полного одомашнивания животного выделяется шесть основных критериев: 1. Он должен быть травоядным или всеядным, так как мясо, которым должно питаться плотоядное животное, требует в свою очередь в десять раз большего количества растений для его производства: это гораздо более эффективное использование непосредственно растений в качестве пищи. Фактически, единственными домашними хищниками на Земле являются те, кто участвует в охоте или питается паразитами. 2. Они должны быстро вырасти, достигнув взрослого размера за несколько лет: это исключает горилл и слонов (индийские слоны не домашние, а только прирученные: их ловят, когда они уже выросли). 3. Они должны легко размножаться в неволе: это исключает, например, викуний и леопардов. 4. Они не должны быть чересчур агрессивными, чтобы мы всё ещё могли их одомашнить и они знали меру при общении со своими хозяевами: это исключает медведей гризли, буйволов, зебр и носорогов. 5. У него не должно быть склонности к панике: это исключает Газелей, которых чрезвычайно трудно сдержать. 6. Они должны иметь иерархическую социальную структуру, в которой заводчик может принимать участие: это исключает крупный рогатый скот, овец и оленей (за исключением северных оленей, которые являются социальными, но не следуют за лидером, как овцы и лошади). Единственными не общественными видами, когда-либо одомашненными, являются кошки и хорьки ( ни один из которых, правда, не разводится в большом количестве ). Исторические и географические особенности региона влияют на его богатство и процветание несколькими способами. Так например, долгая история стабильных государств способствует дальнейшей стабильности, поддерживаемой идеологиями, а этнически, культурно или по-иному однородное население создаёт мало естественных барьеров. К примеру Китай был стабильным и единым на протяжении большей части последних трёх тысяч лет. Другими факторами, способствующими экономическому развитию, являются высшее образование, технологии и развитые политические институты. Побережья и реки благоприятствуют торговле; замечено что страны, не имеющие выхода к морю, оказываются беднее других. Если климатическая структура похожа на земную, то умеренные и субполярные регионы, вероятно, будут богаче тропических. Изобилие ценных минеральных ресурсов ( таких как нефть и алмазы ) не гарантирует процветания. На самом деле, это скорее вызовет коррупцию и низкий уровень образования – большая часть экономики будет основана на добыче ресурсов, а как вы понимаете, образование чернорабочим вовсе ни к чему. Поскольку высокая температура и влажность позволяют паразитам выживать вне тела хозяина, а более высокое тропическое биоразнообразие предлагает более широкий спектр переносчиков (клещи, комары), тропический пояс подвержен инфекционным заболеваниям в большей мере, чем умеренный. Это сильно ограничивающим численность местного населения. Кроме того, потребность в высокой фертильности вынудит большинство заботящихся о потомстве людей постоянно кормить грудью, не допуская их к работе. Наша история показывает эффективность колониального завоевания на до информационном этапе развития общества. Богатые ресурсами регионы с плотным населением, вероятно, будут эксплуатироваться путём принудительного труда и конфискации, что приведёт к обнищанию. Яркий пример – Индия. Бедные ресурсами регионы с редким населением, такие как Австралия, будут вынуждены инвестировать в производительность труда и образование. Это различие будет наглядным ещё долго после окончания колониальной эпохи. Наука Среди нескольких методов, разработанных человечеством для получения знаний, научный метод был исключительно эффективен в развитии как теоретических знаний, так и разработке технологий. Пока цивилизация не использует научное мышление, она вряд ли будет производить технологии более сложные, чем часовые механизмы и ветряные мельницы, которые уже существовали в позднем Средневековье. Наука — это результат многих комбинированных направлений мысли: рационализм греческих философов (вера в то, что знания могут быть получены путём логического мышления). Формулирование гипотезы для объяснения наблюдений, за которым следуют эксперименты для проверки предсказания – основа научного метода. Развитие цивилизации Ископаемое топливо и радиоактивные материалы присутствуют в ограниченном количестве, а геотермическая энергия может быть труднодоступной, но солнечное излучение и водород для термоядерных реакторов всегда должны быть в достаточном количестве, чтобы бесконечно питать планетарную цивилизацию, особенно если планета богата водородными соединениями, такими как вода, аммиак или метан. Ископаемое топливо и радиоактивные изотопы существуют в ограниченном размере, а геотермальная энергия может оказаться труднодоступной, но водород для питания термоядерных реакторов должно быть в достатке, особенно если планета богата его соединениями (такими как вода, аммиак или метан). Единственная действительно неограниченный, достаточно мощный и регулярный источник энергии – солнце. Тем не менее, потребление растущей цивилизации растёт экспоненциально, и через несколько столетий или тысячелетий имеющийся в океане дейтерий может перестать удовлетворять энергетическим потребностям цивилизации. Даже звезда исчерпает свои запасы водорода через несколько миллиардов лет (быстрее, если это F-класс или ранний G-класс). Считается, что мировое потребление энергии человеком, оцениваемое в 2010 году в 1,62×10^13 Вт, увеличилось на 0,3% в год в доиндустриальный период и на 3% в год после начала промышленной революции. При такой скорости она будет равна всей энергии, полученной Землёй от Солнца примерно через 300 лет (начало двадцать четвёртого века). В этот момент перед цивилизацией встаёт как проблема поиска внепланетной энергии, так и проблема накопления отработанного тепла, и она будет вынуждена расширяться на другие планеты и звёздные системы. Энергетические ресурсы Самый распространенный и примитивный источник энергии, который будет иметь в своём распоряжении любая ранняя цивилизация, - это мускульная сила, как самих разумных существ, так и вьючных животных, питаемых, в свою очередь, пищей. Горение — это ещё один простой способ извлечения энергии из вещества: он включает в себя химические реагенты, которые объединяются в присутствии сильного окислителя, выделяя тепло. Это также происходит в клетках при переваривании пищи. Огонь — это особенно быстрая форма горения, которая производит очень интенсивное и сфокусированное тепло, необходимое для многих процессов, таких как приготовление пищи, выпекание глины и выплавка металлов. В то время как горение может происходить контролируемо, настоящий огонь в требует большого количества окислителя, такого, как кислород, фтор или хлор. Можно использовать газообразный хлор, ведь медь или железо могут гореть при воздействии хлора, но существование обоих вышеперечисленных газов в больших количествах кажется очень маловероятным. Биохимия на основе углерода может производить большое количество ископаемого угля и углеводородов (нефть и метан), являющихся отличным топливом. Масла и жиры, сахар и спирт могут как сжигаться, так и перевариваться. Водород, который может быть получен биологическим путём с помощью расщепления молекул воды, является ещё более лучшим топливом: когда он горит с кислородом, образуя воду снова, он может производить в три раза больше энергии, чем при горении обычной нефти. Ядерные реакции включают деление и синтез. Деление включает расщепление атомов тяжёлых и нестабильных элементов, таких как уран или плутоний. Как и металлы, эти элементы будут более распространены на планетах со слабой гравитацией или сильной тектонической активностью, так как они не будут погружаться в ядро. Термоядерный синтез включает в себя вместо этого сплавление атомов водорода в более тяжёлых элементах: его труднее контролировать, но он гораздо более эффективен, и водород выступающий в качестве топлива может быть легко получен электролизом воды или других молекул. В то время как антиматерия обеспечивает наиболее эффективное преобразование массы в энергию (путём аннигиляции с эквивалентной массой обычной материи), её очень маловероятно найти в значительных количествах во Вселенной. Его синтез, конечно, потребовал бы того же количества энергии, которое он будет производить: антиматерия, следовательно, была бы эффективным, хотя и непрактичным способом накопления энергии. Эффективность различных источников энергии Солнечная энергия может быть непосредственно перехвачена и использована в качестве тепла или преобразована в электричество с помощью фотоэлектрических элементов. На Земле каждый квадратный метр получает в среднем 1,6×10,7 Дж солнечной энергии в сутки. Помните, что солнечное излучение прямо пропорционально светимости звезды и обратно пропорционально квадрату расстояния, хотя тонкая или толстая атмосфера может ещё больше увеличить или уменьшить это значение; лучшие на сегодняшний день фотоэлектрические элементы тока имеют КПД 24-30%. Солнечную энергию можно также использовать косвенно: круговорот воды и ветра могут быть напрямую использованы в электротурбинах. То же самое можно сказать и об энергии морских течений, вероятных аналогах энергии ветра для водных цивилизаций. Приливная энергия включает в себя турбины, приводимые в движение вертикальным потоком воды во время приливов; что конечно, требует наличия большого и близкого небесного тела (луны). Геотермическая энергия включает в себя извлечение тепла из недр планеты, обычно в вулканически активных районах: это было бы более эффективно на планете с сильной тектонической активностью. Геотермическую, ядерную и тепловую солнечную энергию можно использовать для производства электроэнергии, просто нагревая воду и используя пар для питания турбогенератора. Шкала Кардашева Эта шкала, предложенная в 1964 году космологом Николаем Кардашевым, используется для измерения прогресса и расширения технологической цивилизации на основе количества энергии, необходимого ей для всей своей деятельности. Изначально, Кардашев, присвоенный I типа цивилизаций, которые потребляют грубую количество энергии, получаемой землей (4×10^12 Вт), для II типа - тех, кто потребляет всю энергию Солнца, как звезды (4×10^26 Вт), а для III типа тех, кто потребляет энергию на весь Млечный Путь, или похожие галактик (4×10^37 Вт). Сегодня шкала Кардашева определяется как логарифмическая шкала, где ранг K = (log10P) / 10, где P – потребляемая энергия, измеряемая в МВт. Цивилизации I типа потребляют 10^16 Вт используют всю энергию своей планеты или эквивалентное количество - включая энергию ветра, океанических течений, погоды, тепла от ядра и всего света, получаемого от главной звезды. Учитывая нынешнюю тенденцию, человечество, по прогнозам, станет цивилизацией I типа где-то в 24-м веке. Цивилизации II типа потребляют около 10^26 Вт используют всю энергию звезды среднего размера, такой как Солнце: для выполнения этой задачи они вероятнее всего должны были бы построить сферу Дайсона, чтобы захватить каждый фотон, испускаемый из неё. Это количество энергии должно быть в состоянии подпитывать обильные межзвездные путешествия. Человечество, как ожидается, станет цивилизацией типа II примерно в 4-м тысячелетии. Однако нельзя сказать наверняка, и это может произойти как в текущем тысячелетии, так и не произойти вовсе. Здесь математика уступает фантазии. Цивилизации III типа (галактические) потребляют 10^36 Вт. Они используют энергию звёзд как цивилизаций II типа, но в их подчинении все звезды своей галактики. Такую цивилизацию трудно заметить из-за поглощения энергии звёзд, но всё же возможен из-за радиирования избытка тепла. Звёздная цивилизация может достичь этого этапа не менее чем за несколько миллионов лет. Перспективную методику предложил Фон Нейман, а именно использование самовоспроизводящихся машин. Цивилизации IV типа потребляют 10^46 Вт, что соответствует мощности 250 миллионов галактик, подобных Млечному Пути. Такая цивилизация могла бы поглотить целые скопления галактик, создав огромные пустые области во Вселенной — как, например, пустота Боэта в 250 миллионов световых лет в поперечнике, где наблюдается лишь несколько десяток галактик. Конечно, цивилизация всегда может использовать свой источник энергии таким образом, чтобы увеличить производительность за счет долголетия: например, извлекая водород из звезды в качестве топлива для своих термоядерных реакторов, а не ждать естественного синтеза. Таким образом, можно суммировать приблизительное количество материи и энергии, доступных цивилизации каждого типа, а также максимальное количество информации, которую они смогут обработать в целом. Классификация цивилизаций по наблюдаемому энергетическому следу Нулевые энергетические эмиссионные цивилизации (НээЦ) Цивилизации, не имеющие выхода энергии, достаточного для того, чтобы быть обнаруженными выше фоновых выбросов их родной среды обитания (планеты или местной звездной системы). К этой категории относятся цивилизации находящиеся на доиндустриальном уровне технологического развития (сравнимо с человечеством до 1940-го года). Однако с другой стороны, они также могут быть низкотехнологичными (нетехнологичными) цивилизациями, не производящими обнаруживаемый энергетический след, или посттехнологичными, потребляющими энергию с максимально возможной эффективностью, что и препятствуют распространению фонового излучения от них. Также стоит сказать, что они могут намеренно блокировать следы их разумной деятельностью, чтобы скрыть свои энергетические сигнатуры от других цивилизаций. Цивилизации с низким уровнем энергетических выбросов (ЦнуэВ) Энергетические выбросы цивилизации на данном этапе технологического развития значительно превышают выбросы фонового излучения в природной среде, однако их довольно трудно обнаружить на большом расстоянии, превышающим несколько световых лет. Они способны выйти в космос, однако на длительные космические путешествия не способны ( именно на этапе находится наша цивилизация на сегодняшний день ). Цивилизации со средним уровнем энергетических выбросов (ЦСуэВ) Данные цивилизации являются межпланетным видом, способным к быстрым космическим путешествиям по Солнечной системе, а в некоторых случаях и к небольшим межзвёздным перелётам. Эти цивилизации находятся где-то между типа I и II по шкале Кардашева, иногда потребляющие меньше, а иногда значительно больше, чем вся энергия, доступная на одной планете. Общее обнаруживаемое излучение такой цивилизации может быть значительным, но в целом довольно рассеянным. Высокоэнергетические эмиссионные цивилизации (ВэЦ) Эти цивилизации контролируют и излучают гораздо больше энергии, чем гипотетическая цивилизация второго типа, но в отличие от неё распределена по тысячам звездным систем ( как только цивилизация начинает успешно колонизировать близлежащие звезды, она может довольно быстро превысить потребление энергии цивилизацией второго типа, даже если она не строит машины Дайсона ).