Elke vorm van intelligent leven in het universum is gedoemd om geïsoleerd te bestaan
Een van de opties voor de verspreiding van intelligentie in de ruimte is het creëren van zelfreplicerende machines die zich onafhankelijk vermenigvuldigen en evolueren terwijl ze de omringende ruimte beheersen.
Het is eng om je als Nostradamus te voelen, maar wat kun je eraan doen. Op 26 maart 2003 werd mijn artikel gepubliceerd in NG-Science: “Spring. Oorlog. UFO ". De belangrijkste conclusie was deze: “… de frequentie van de toename van publicaties over UFO's blijkt een volkomen betrouwbare indicator te zijn van de komende geopolitieke en technogene rampen. Op hun beurt hebben deze rampen in de 20e eeuw en het begin van de 21e eeuw hun meest algemene, integrale uitdrukking in de strijd van wereldmachten om energie (lees - olie) bronnen."
En nu, 13 jaar later, kan ik het gevoel niet wegnemen dat een van de meest besproken openbare onderwerpen weer het probleem van contact met buitenaardse beschavingen is geworden. Bovendien is dit niet langer alleen een stroom van "getuigenissen" van ooggetuigen over ontmoetingen met "groene mannen", maar vrij strikt wetenschappelijke berekeningen en redeneringen. Volgens schattingen van onderzoekers van de Cornell University (VS), die in april van dit jaar zijn gepubliceerd, “zal de mensheid bij het huidige tempo van ontwikkeling in ongeveer 1,5 duizend jaar in contact komen met een beschaving met een vergelijkbaar ontwikkelingsniveau. Bovendien zijn er volgens astronomen hoogstwaarschijnlijk geen buitenaardse beschavingen binnen een straal van 40 lichtjaar van de planeet."
En hoewel dit nog ver weg is - zowel letterlijk als figuurlijk - onlangs, werd een nieuw protocol van acties voorgesteld dat wetenschappers zouden moeten nemen in het geval van een succesvolle ontdekking van intelligent leven op andere planeten. De auteur van dit document is de Schotse astronoom Duncan Forgan. Het plan is gepost op de wetenschappelijke preprints-website van arXiv en de English Independent heeft er kort over gerapporteerd.
Hier zullen we een kleine maar noodzakelijke historische uitweiding maken.
In de wetenschappelijke wereld is er een apocriefe uitspraak, volgens welke de vraag van de zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI - Search for Extra terrestrial Intelligence) voor het eerst werd opgeworpen door de deelnemers aan de conferentie over radioastronomie in Green Bank (1961, Green Bank, VS). Na in een bar te hebben gezeten en te bespreken of het mogelijk is om met behulp van radiotelescopen signalen te detecteren die onze kant op worden gestuurd door buitenaardse beschavingen van buiten het zonnestelsel, werden de deelnemers aan de conferentie opgedeeld in optimisten en pessimisten. Optimisten geloofden dat er duizenden beschavingen in het universum waren; pessimisten beweerden precies het tegenovergestelde - geen enkele. Die avond waren ze het erover eens dat het nodig zou zijn om het aantal van dergelijke beschavingen op de een of andere manier te schatten.
De volgende dag demonstreerde de Amerikaan Frank Drake een zeer lange boekhoudkundige formule (het werd bekend als Drake's formule), die, vanwege het unieke karakter ervan op dat moment, de balans deed doorslaan naar de optimisten. De pessimisten vonden er geen serieuze argumenten tegen en het SETI-project begon.
Promotie video:
55 jaar zijn verstreken, miljoenen dollars zijn uitgegeven aan SETI - zo niet honderden miljoenen en miljarden, er zijn krachtige telescopen en systemen gebouwd voor automatisch volgen en signaalverwerking … Er zijn geen signalen van buitenaardse beschavingen gevonden.
Het lijkt erop dat het tijd is voor de pessimisten. Een van hun argumenten is de zogenaamde Fermi-paradox, wat een simpele vraag is, die naar verluidt tijdens een diner in Los Alamos in 1950 werd gesteld door de beroemde Italiaanse natuurkundige die in de Verenigde Staten werkte, Enrico Fermi. Zijn collega's, die aandrongen op het bestaan in de Melkweg van vele hoogontwikkelde beschavingen, vroeg hij: "Wel, waar zijn ze in dit geval?" Michael Hart herinnerde zich dit in 1975. Dit werd bekend als de Fermi-Hart-paradox en werd op de vlag van de tegenstanders van SETI gezet.
Fermi's mening is natuurlijk een sterk psychologisch argument. Maar optimisten hebben de formule van Drake in handen en ze hebben het recht om wetenschappelijke redeneringen van pessimisten te eisen. Het lijkt erop dat in mei 2016 zo'n puur wiskundig argument verscheen.
Dit is precies de paradox van de wetenschap: alles kan het object van zijn studie worden, zelfs dat wat niet kan worden. Of althans dat, waarvan de kans op detectie verwaarloosbaar klein is.
Daarom presenteerde biofysicus Axel Kowald van de Universiteit van Newcastle (VK) half mei een verklaring waarom het universum niet gevuld kan worden met de zogenaamde von Neumann-sondes - zelfreplicerende machines die zich onafhankelijk voortplanten, vermenigvuldigen en evolueren terwijl ze de omringende ruimte veroveren. Nogmaals, een voordruk van dit werk is op arXiv.org geplaatst. Zijn artikel is getiteld "Een catastrofe van fouten mag de Fermi-Hart-paradox verklaren".
"Kovald gaat uit van het uitgangspunt dat penetratie voorbij het zonnestelsel, om nog maar niet te spreken van het bereiken van andere sterrenstelsels, alleen kan gaan door de opeenvolgende kolonisatie van de ruimte door" universele sondes ", die kunnen worden opgevat als von Neumann's zelfreplicerende automaten, - opmerkingen op verzoek van NG Wetenschap”deze resultaten Vladik Avetisov, doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen, hoofd van het laboratorium van de theorie van complexe systemen aan het Instituut voor chemische fysica, genoemd naar N. N. Semenov RAS. - De beroemde Amerikaanse wiskundige von Neumann was bezig met onderzoek naar de vraag of het mogelijk is om een zelfreplicerende automaat te maken. Hiervoor vond hij een universele automaat uit - de von Neumann-machine - en toonde hij aan dat een universele automaat een zichzelf reproduceerbare automaat kan bouwen en deze laatste zal (in zekere zin) niet gecompliceerder zijn dan een universele automaat. Ik wil erop wijzen dat een levende cel een zichzelf reproduceerbare automaat van von Neumann is, en niet figuurlijk, maar bijna letterlijk, alleen van chemische aard. De cel is gerangschikt als een universele von Neumann-automaat (waarvan von Neumann natuurlijk niets wist, omdat DNA nog niet was ontdekt en moleculaire biologie in feite nog niet bestond).
Dus in het scenario van kolonisatie van de ruimte door sondes, moeten deze sondes onvermijdelijk worden gereproduceerd. Kovald gelooft dat zonder zelfreproductie, het creëren van sondekolonies en hun consistentie, van generatie op generatie, dieper en dieper in de ruimte gaan wonen, het onmogelijk is om de verre ruimte te bereiken. Over het algemeen is het moeilijk om het hiermee oneens te zijn.
Na schattingen te hebben gemaakt, onder volledig ‘rustige’ aannames, laat Kovald zien dat op deze manier een diepte van 100 lichtjaar in 29 duizend jaar kan worden doordrongen. Maar om nog eens 100 lichtjaar verder te doordringen, zou het vier keer zo lang duren - 114 duizend jaar. En het meest trieste is dat er een absolute limiet is: volgens Kovald is dat 225 lichtjaar. Het is simpelweg onmogelijk om voorbij deze horizon te gaan door de ruimte te koloniseren met zelfreplicerende sondes. En dit komt door het effect, dat de "error catastrophe" wordt genoemd.
"Voor zover ik weet", legt Vladik Avetisov uit, "werd deze term geïntroduceerd door Manfred Eigen (tweemaal Nobelprijswinnaar) in zijn beroemde artikel" Evolution of quasi species "(1987) met zijn co-auteurs. Het onderzocht de vraag hoe men genetische informatie precies moet kopiëren om deze niet volledig te verliezen na een lange reeks van generaties. Het bleek dat de beperking van de kopieernauwkeurigheid sterk is - het aantal fouten in de gekopieerde tekst zou erg klein moeten zijn, slechts een paar fouten voor de hele tekst. Het is overigens precies deze omstandigheid die de biologische evolutie mysterieus maakt: puntmutaties zullen niet ver komen, en met een groter aantal mutaties verlies je alles door de catastrofe van fouten”.
Kovalds belangrijkste argument, en ik moet toegeven, redelijk, is dit. Reproductie, hoe deze ook is ingedeeld, is onmogelijk zonder fouten. Fouten, zelfs als het maar weinig zijn, zullen zich van generatie op generatie opstapelen en de sondes zullen hun functionaliteit verliezen totdat een kritiek foutniveau wordt bereikt, wat leidt tot de dood van de sondes en het stoppen van het kolonisatieproces. Dit is wat Kovald de "catastrofe van fouten" noemde, die in zijn betekenis samenvalt met Eigen's "catastrofe van fouten".
Aan de andere kant, aangezien de waarschijnlijkheid van het reproduceren van functioneel complete sondes van generatie op generatie zal afnemen, zal de tijd om een volwaardige kolonie sondes te creëren toenemen met een toename van het aantal generaties, en zal het proces van het beheersen van steeds meer afgelegen gebieden van de ruimte door nieuwe generaties vertragen. Dientengevolge wordt van deze kant alles "opgesloten" op een bepaalde penetratiediepte, die afhangt van de mate van accumulatie van fouten. Je kunt ruzie maken met de schatting van 225 lichtjaar, maar dat maakt niet uit, het zal nog steeds beperkt zijn tot een paar honderd lichtjaren.
Laten we overigens opmerken dat hier minstens één positief punt in zit. In dit geval blijkt inderdaad dat er in principe geen apocalyptische "star wars" mogelijk zijn. De mensheid kan vredig slapen in zijn zonnewieg aan de rand van het Melkwegstelsel …
Uiteraard bespreekt Kovald in zijn artikel ook hoe de "error catastrophe" kan worden omzeild, bijvoorbeeld door fouten te corrigeren met "controllers". Hij overweegt wat het gaat kosten en is er überhaupt enige rationele motivatie om enorme middelen te besteden aan het creëren van superperfecte zelfreproductie-automaten.
Na een slimme redenering in een puur Engelse stijl, komt hij uiteindelijk tot de conclusie dat het vanuit rationeel oogpunt juister is om geen ideale sondes te creëren, maar om een compromis te zoeken tussen de perfectie van de sonde en de diepte van penetratie in de ruimte.
Het slotakkoord van Kovald is eenvoudig. Hij gelooft niet dat onze beschaving de enige in het universum is. Maar hij gelooft dat elke beschaving zich alleen "nabij", op kosmische schaal, gebieden zal ontwikkelen, ongeveer een paar honderd lichtjaar. En dit verklaart volgens Kovald de Fermi-Hart-paradox. Wat SETI betreft, er valt niet veel te hopen.
"Ik wil alleen opmerken", zei Vladik Avetisov over deze conclusie van de Engelsman, "dat dit allemaal natuurlijk correct is, maar alleen als alle buitenaardse beschavingen in dezelfde zin even redelijk en rationeel zijn als de Angelsaksen".
Hier zou men een punt kunnen maken. Maar, zoals ze zeggen, opnieuw werkte de wet van het aantrekken van informatie.
Toen ik dit artikel aan het voorbereiden was voor publicatie, op een wetenschappelijk seminar aan een academisch instituut, hoorde ik toevallig een volledig radicale hypothese over de evolutie van buitenaardse intelligentie. Wij mensen zijn transiënten van het DNA dat ooit is ontstaan. Onze hele biosfeer is slechts een amoebe, die dunne pseudopoden de ruimte in werpt en alleen bestaat om het leven verder in het heelal over te brengen. En het doel is om een solide kristallijne levensvorm te creëren, die alleen het universum kan bewonen …
Heel handig, ik denk dat er een uittreksel komt uit een brief van Erasmus van Rotterdam aan Thomas More van 10 juni 1508: “Het leek mij, - schrijft Erasmus, - dat dit spel van mijn geest je vooral zou plezieren, want je hebt altijd van dit soort grappen gehouden, met andere woorden - wetenschappers en niet zonder zout”.
Andrey Vaganov
