И.А.Изюмов,
МОУ сош № 3, г. Аксай, Ростовская обл.
Кто вы, Братья-по-разуму?
Астрономия. 11-й класс
А в совсем непостижимой дали раса разумных ракообразных вымирала под натиском более молодой и агрессивной расы земноводных. Пройдёт ещё много сот земных лет, когда вымрет последний ракообразный, но процесс уже начался, и исход не вызывал сомнений. Возможно, общение с ними обогатило бы земную цивилизацию, но когда нога первого землянина ступит на их планету, все ракообразные давно будут мертвы. А жалко.
Гринберга его вид не шокировал. Он вырос среди Великих Марсиан и с тех пор имел дело со многими разумными расами. Он никогда не ждал, что разумные существа будут выглядеть, как люди, и не имел предрассудков в отношении внешней формы.Роберт А.Хайнлайн. «Звёздное чудище»
Цели урока: формирование целостной системы ведущих знаний по курсу, выделение мировоззренческих идей; развитие основных способов мыслительной деятельности (сравнение, сопоставление, анализ и синтез); самоосмысление, самоопределение и самоутверждение школьников.
Методы обучения: рассказ, беседа; логические умозаключения, аналогии; самостоятельная работа; само- и взаимоконтроль.
Ход урока
1. Установочное сообщение учителя (5 мин)
Мы живём в эпоху поразительных научных открытий и великих свершений. Самые невероятные фантазии неожиданно быстро реализуются. С давних пор люди мечтали о связи с разумными существами, обитающими на разбросанных в беспредельных просторах Галактики планетных системах. Приходится только поражаться, как быстро наука подтвердила принципиальную возможность осуществления идеи такой связи и сделала первые шаги на пути её реализации.
Самым эффективным методом установления контакта между инопланетными цивилизациями является, скорее всего, передача изображения. При этом предполагается, что все разумные существа, населяющие разнообразные планеты, должны быть зрячими. Такое предположение выглядит весьма правдоподобно. Ведь у нас, на Земле, зрением обладает огромное количество видов живых существ, от низших до самых высших. Зрение является мощнейшим способом получения живыми существами информации от внешнего мира, обеспечивающим огромное количество сохраняющих реакций.
Эффективность метода передачи информации посредством изображения была остроумно продемонстрирована Дрэйком на радиоастрономической конференции в Грин Бэнк (США). Допустим, сообщил он, что от некоторой звезды регулярно получаются радиоимпульсы малой длительности, разделённые интервалами, кратными длительности импульса. На первый взгляд, эти интервалы разбросаны беспорядочно. Через определённый промежуток времени та же последовательность импульсов повторяется. Это должно явно указывать на их искусственное происхождение. Если изобразить каждый импульс единицей, а «пустой» промежуток времени, по длительности равный длительности импульса, – нулём, то получится запись, представленная на рисунке. Дрэйк предложил участникам конференции расшифровать этот сигнал. Самое удивительное, что очень скоро многие участники с этой задачей справились. (Учитель раздаёт учащимся «Приложение 1» и предлагает дешифровать «космическое» послание Дрэйка.)
2. Дешифровка «космического» послания и интерпретация полученных результатов (30 мин)
2.1. (В ходе коллективного обсуждения учитель подводит учащихся к методу дешифровки, 5 мин.) Всего в записи содержится 1271 знак – единицы и нули. Число 1271 есть произведение двух простых чисел 41 х 31. Естественно, возникает предположение, что сигнал представляет собой кадр телевизионного изображения, в котором 31 строка и 41 элемент в строке (или наоборот, но от этого изображение повернётся на 90°, что несущественно). Так как большинство знаков – нули, изображение контурное. Развернём это изображение по строкам, причём единицы заменим чёрными кружками.
2.2. (Самостоятельная дешифровка «космического» послания с параллельным обсуждением результатов, учитель оценивает скорость работы и точность интерпретаций, 25 мин.) Эта картинка содержит довольно богатую информацию. Прежде всего видно, что разумные существа, населяющие планету, антропоморфны и размножаются таким же способом, как их «коллеги» по разуму, населяющие Землю. У них есть такая важная общественная ячейка, как семья. Грубая окружность в левом верхнем углу картинки должна изображать их Солнце, а ряд точек, расположенных вдоль левого края изображения сверху вниз, – его планетную семью. Против каждой из этих точек в двоичной системе исчисления изображён порядковый номер планеты. Левая фигура указывает рукой на четвёртую (по порядку удаления от их Солнца) планету. Именно на этой планете имеется разумная жизнь.
От третьей сверху планеты горизонтально идёт волнистая линия. Это можно истолковать таким образом: поверхность третьей планеты покрыта жидкостью (вероятно, водой). Под волнистой линией схематически изображено некоторое рыбообразное существо – представитель фауны этой планеты... Следовательно, можно сделать важный вывод: аборигены далёкого мира могут совершать межпланетные перелёты. Жизнь на планете основывается на тех же примерно химических процессах, что и у нас, на Земле, ибо в верхней части изображения схематически представлены (слева направо) атомы водорода, углерода и кислорода. Изображение содержит также информацию о размерах разумных существ, населяющих этот чужой мир. Справа от фигур находится «метка роста», посредине которой изображено число 11. Значит, рост взрослых особей – 11 единиц некоторого масштаба. Что это за масштаб?
Каккони и Моррисон предложили очень изящную идею, указав частоту, на которой искусственные сигналы следует искать в первую очередь. Дело в том, что сама природа даёт стандартный эталон частоты, который находится в интересующем нас диапазоне. Речь идёт о частоте радиолинии водорода 21 см [3], 1420 МГц. Можно не сомневаться, что высокоорганизованная цивилизация на определённом (довольно раннем) этапе своего развития должна открыть эту линию в спектре космического радиоизлучения. Исследования Вселенной на волне 21 см являются мощнейшим методом познания её природы. Именно на этой волне следует ожидать наличие самой чувствительной и совершенной аппаратуры. Кроме того, водород – самый распространённый элемент во Вселенной, а частота 1420 МГц – как бы его «основная частота». Логически неизбежен вывод, что язык самой природы должен быть понятен и универсален для всех разумных существ Вселенной, как бы сильно они ни отличались друг от друга.
Так как передача изображения велась на волне 21 см, естественно считать длину волны межзвёздной радиолинии единицей масштаба. Значит, наши «братья по разуму» заметно выше нас: их рост достигает 231 см! Наконец, над вытянутой рукой правой фигуры изображено число 6. Похоже на то, что эти существа шестипалые, что делает весьма вероятным предположение, что они пользуются двенадцатиричной системой счисления.
3. Заключительное слово учителя и творческие домашние задания (5 мин)
Приходится только удивляться, сколько информации мы получили из простого анализа 1271 элемента. Этот пример наглядно иллюстрирует возможность обмена информацией методом передачи изображения. Наиболее эффективные способы установления таких контактов должны разрабатываться совместными усилиями специалистов по кибернетике, математической логике, радиоэлектронике.
Вырисовываются контуры совершенно новой науки. Назовут ли её «космической лингвистикой» или как-нибудь иначе, это вопрос второстепенный. Ясно только, что такая наука обязательно будет развиваться [2].
Домашнее задание [1]. Покажите инопланетянам основные законы физики, на которых может быть основано общение между цивилизациями. Изобразите жителя планеты, сила тяжести на которой в 6 раз больше, чем на Земле. Покажите возможные этапы развития человечества на далёкой планете.
Литература
1. Ланина И.Я. 100 игр по физике: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1995.
2. Проблема поиска жизни во Вселенной. – М.: Наука, 1986.
3. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. – М.: Наука, гл. ред. ФМЛ, 1987.
От редакции. См. также:
Сурдин В.Г. Астрономическая семиотика: В сб. «Я иду на урок астрономии». – М.: Первое сентября, 2001.
Игорь Анатольевич Изюмов, учитель физики и информатики