Где все самовоспроизводящиеся зонды фон Неймана?

Земля
На этой иллюстрации показан вид на Землю из космоса. Авторы и права: NASA.

В 1940-х годах венгерско-американский учёный Джон фон Нейман разработал математическую теорию о том, как машины могут бесконечно воспроизводить сами себя. Эта работа породила идею “зондов фон Неймана”, класса самовоспроизводящихся межзвёздных зондов (SRP), которые могут быть использованы для всего: от исследования Вселенной до заселения её жизнью и участия в эволюции видов.

Некоторые, естественно, предположили, что проект SETI поможет обнаружить признаки самореплицирующегося космического корабля. Но, как и всегда в подобных исследованиях, парадокс Ферми в конце концов подтверждает себя, приводя нас к извечному вопросу: где все? Если есть инопланетные цивилизации, почему мы не нашли никаких доказательств их SRP?

По словам Дункана Х. Форгана, научного сотрудника Центра изучения экзопланет в Университете Сент-Эндрюса в Великобритании, ответ может состоять в том, что эти зонды в конечном итоге превращаются в зонды-хищники и уничтожают сами себя. Форган представил этот аргумент в исследовании под названием “Поведение хищника-жертвы в самореплицирующихся межзвёздных исследованиях.

Первые отсылки к идее самовоспроизводящихся машин относятся к философу 17-го века Рене Декарту. Согласно популярному анекдоту, Декарт рассказал шведской королеве Кристине, что человеческое тело – это по сути машина. Затем королева якобы указала на ближайшие часы и приказала Декарту: “позаботьтесь о том, чтобы они воспроизводили потомство”.

Однако именно Джон фон Нейман первым предложил концептуальную основу для кинематической машины, способной к самовоспроизводству. Во время серии лекций, которые он прочитал в 1948 и 1949 годах, он поделился своей концепцией машины, которая использовала склад запасных частей для создания идентичных машин на основе программы, хранящейся в её памяти.

Млечный Путь
Млечный Путь и Большое Магелланово Облако в правом нижнем углу. Авторы и права: ESO / S. Guisard.

Позднее эта идея была популяризирована в статье, опубликованной в 1955 году в журнале Scientific American под названием “Человек, рассматриваемый как машина” (написанной другим известным венгерско-американским учёным Джоном Дж. Кемени).

Фон Нейман позже уточнил это предложение, разработав модель для саморепликатора, основанную на автоматах, которые функционировали на клеточном уровне, воспроизводя себя экспоненциально и бесконечно. Ричард Фейнман подробно остановится на этой идее в своей лекции “Там, внизу, полно места”, на собрании Американского физического общества (APS) в Калифорнийском технологическом институте в 1959 году.

Эта лекция вдохновила Эрика К. Дрекслера (часто называемого “отцом нанотехнологий”) предложить свою идею для молекулярных ассемблеров в своей знаменитой книге “Двигатели создания: грядущая эра нанотехнологий” 1986 года. Эти и другие исследования показали, что бесконечно самовоспроизводящиеся машины могут существовать, что естественно породило представление о том, что продвинутый внеземной интеллект (ETI), возможно, уже сделал это.

Именно здесь вступают в игру проблемы SRP и парадокса Ферми. Как объяснил доктор Форган:

“Основная идея заключается в том, что, если можно будет сделать SRP, то они смогут исследовать галактику примерно за 10-100 миллионов лет. Это намного меньше, чем возраст Земли, поэтому при прочих равных условиях, если у кого-либо была возможность сделать SRP, то есть вероятность того, что галактика была бы уже полностью исследована много раз, и сейчас в Солнечной системе должны находиться такие зонды. Но мы их не видим! Так почему же мы не видим признаков SRP?”

Действительно интересный вопрос, который, как считали некоторые учёные, был решён, когда Оумуамуа прошёл через нашу Солнечную систему. Проанализировав его странное поведение, Шмуэль Биали и профессор Абрахам Лоеб из Гарвард-Смитсоновского института теоретических вычислений (ITC) рискнули предположить, что Оумуамуа может быть солнечным парусом или остатками межзвёздного зонда.

К сожалению, последующий анализ показал, что этот загадочный объект, скорее всего, был фрагментом распавшейся кометы. Оумуамуа показал, насколько труден поиск свидетельств ETI. Поэтому идея, предложенная Форганом, так привлекательна.

Оумуамуа
Первый межзвёздный астероид 1I/2017 U1 (Oumuamua) в представлении художника. Авторы и права: Kornmesser / ESO.

Может ли быть так, что мы не видим доказательств ETI, потому что доказательства активно уничтожаются (по крайней мере, в отношении SRP)? Чтобы проверить эту теорию, доктор Форган применил модели, основанные на уравнениях Лотки-Вольтерра, к теоретической модели SRP. Эти уравнения обычно используются для описания динамики биологических систем, в которых взаимодействуют два вида.

В этом случае уравнения были адаптированы для того, чтобы описать, что произойдёт, если некоторые из этих зондов начнут выходить из-под контроля и начнут уничтожать своих собратьев. Как объяснил Форган:

“Одним из решений проблемы отсутствия SRP является то, что SRP мутируют по мере размножения и эволюционируют в несколько видов. Если один вид охотится на другие зонды, тогда общая популяция может быть уменьшена, и усилия по разведке могут потерпеть неудачу. Я исследовал это решение, используя классические экологические модели “хищник-жертва”, которые никогда ранее не применялись в межзвёздном масштабе. Это немного похоже на изучение экологии множества островов, где хищники и жертвы – это птицы, которые могут летать на близлежащие острова”.

К счастью (или, к сожалению, в зависимости от вашей точки зрения), результаты моделирования Форгана показали, что, если некоторые SRP работают со сбоями и начинают вести себя как хищники, то это не окажет существенного влияния на всю популяцию. Короче говоря, зонды “жертвы” найдут способы выживания, во многом благодаря их способности размножаться.

“Я обнаружил, что общая популяция зондов может оставаться очень высокой даже при наличии хищников”, – сказал он. “Это казалось правдой, независимо от того, насколько “голодными” были хищники или как зонды перемещались по галактике”.

Естественно, эти результаты имеют существенное значение для теории SRP и того, как она связана с парадоксом Ферми. И, как уже отмечалось, их можно рассматривать и с хорошей и с плохой стороны. С одной стороны, мы можем найти инопланетные зонды. С другой стороны, возникает вопрос о том, почему мы до сих пор ничего не нашли, таким образом подтверждая противный парадокс Ферми.

Хорошо это или плохо, парадокс Ферми всё ещё работает. Многие исследователи и энтузиасты SETI надеются, что в ближайшие годы появятся космические телескопы нового поколения. К ним относятся долгожданный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и широкоугольный инфракрасный космический телескоп (WFIRST), духовные и научные преемники “Хаббла”, “Кеплера”, “Спитцера” и других.

WFIRST
Широкоугольный инфракрасный телескоп НАСА WFIRST. Авторы и права: NASA.

Существуют также наземные массивы, такие как Чрезвычайно Большой телескоп (ELT), Тридцатиметровый телескоп (TMT) и Гигантский Магелланов телескоп (GMT), которые начнут работать в 2020-х годах. С улучшенной чувствительностью и высоким разрешением этих инструментов учёные смогут узнать намного больше о Вселенной и многих экзопланетах, которые существуют в нашей галактике.

И хотя мы продолжим искать признаки внеземного разума, используя эти усовершенствованные инструменты, мы всегда будем убеждаться в том, что Вселенная действительно, действительно ДЕЙСТВИТЕЛЬНО огромна. Как сказал великий Карл Саган: “Если мы одиноки, тогда это кажется ужасно бесполезной тратой пространства”.

Или, если вы предпочитаете более резкий и неоднозначный подход к вещам, можно вспомнить слова не менее великого Артура Кларка: “Существует две возможности: либо мы одиноки во Вселенной, либо нет. Обе одинаково ужасны”.

Насколько мы знаем, там могут скрываться миллиарды ETI, и, возможно, мы не должны спешить с ними встречаться. Насколько мы знаем, они невероятно продвинуты и не боятся разрушить несколько муравейников! Или, может быть, они сами не спешат с нами встречаться; и учитывая наш послужной список, кто может обвинить их в этом?

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.