У 1940-х роках угорсько-американський учений Джон фон Нойман розробив математичну теорію про те, як машини можуть нескінченно відтворювати себе. Ця робота породила ідею "зондів фон Неймана", класу самовідтворюваних міжзоряних зондів (СРП), які можна було б використати для того, щоб зробити все, починаючи від дослідження Всесвіту до посіву його життям та втручання в еволюцію видів.
Деякі з них, природно, припустили, що це буде фокус дослідження SETI, яке спричинило б за собою пошук ознак самовідтворюваного космічного корабля в нашій галактиці. Але як це завжди буває з такими пропозиціями, Парадокс Фермі врешті підтверджує себе, задаючи вікове запитання - "Де всі?" Якщо там є чужі цивілізації, чому ми не знайшли жодних доказів їх СРП?
За словами Данкана Х. Форгана, наукового співробітника Центру екзопланет у Великобританії університету Сент-Ендрюса, відповідь може бути, що ці зонди в кінцевому підсумку переходять у зонди хижаків (ака. Beserkers) і врешті-решт знищують себе. Форган виклав цей аргумент у дослідженні під назвою "Поведінка хижака-здобич у самовідтворюваних міжзвільних зондах", яке нещодавно з'явилось у переддрукованому Інтернеті.
Ідея самозаміни машин - це відома часом, з посиланнями якої відноситься філософ XVII століття Рене Декарт. Згідно з популярним анекдотом, Декарт розповів королеві Швеції Крістіні, що людське тіло, по суті, є машиною. Потім королева нібито вказала на поруч годинник і наказала Декарту, "стежте за тим, щоб він відтворював потомство".
Однак саме Джон фон Нойман вперше запропонував концептуальні рамки для кінематичної машини, яка була б здатна самовідтворюватися. Під час серії лекцій, які він виголосив у 1948 та 1949 роках, він поділився своєю концепцією щодо машини, яка використовувала склад запасних частин для побудови однакових машин на основі програми, що зберігається у стрічці пам'яті.
Після завершення асемблер скопіює вміст своєї стрічки пам'яті на копію дубліката, яка б потім почала будувати іншу машину на основі того ж ідентичного дизайну. Пізніше ці ідеї будуть популяризовані у статті, що з'явилася у 1955 році Науковий американський, під назвою "Людина, яку розглядають як машину" (автор іншого відомого угорсько-американського вченого Джона Г. Кемені).
Пізніше Фон Нойман вдосконалив цю пропозицію, розробивши модель для самореплікатора, засновану на автомати, що функціонували на клітинному рівні, копіюючи себе експоненціально та нескінченно. Річард Фейнман розширив би цю ідею своєю лекцією на засіданні Американського фізичного товариства (APS) у Caltech у 1959 р. «На дні є багато місця».
Ця лекція надихнула б Еріка К. Дрекслера (його часто називають «батьком нанотехнологій») запропонувати свою ідею щодо молекулярних асемблерів у своїй знаменитій книзі 1986 року Двигуни створення: наступаюча ера нанотехнологій. Ці та інші дослідження вказували на те, що безкінечні машини, що повторюються, - це можливість, що, природно, породило думку про те, що передова позаземна розвідка (ЕТІ), можливо, вже зробила це.
Саме тут вступає в дію питання СРП та парадокс Фермі. Як доктор Форган пояснив Space Magazine електронною поштою:
«Основна мета полягає в тому, що якщо можна зробити СРП, то вони зможуть досліджувати Галактику приблизно за 10-100 мільйонів років. Це набагато коротше, ніж вік Землі, тому при рівних ситуаціях, якщо можна зробити СРП, то ймовірність того, що Галактика була б повністю досліджена багато разів, і зонд повинен бути зараз у Сонячній системі. Але ми цього не бачимо! То чому ми не бачимо ознак СРП? "
Дійсне питання, і питання, на яке вважали деякі вчені, було вирішено, коли «Оумаамуа проплив через нашу Сонячну систему. Проаналізувавши його дивну поведінку, Шмуель Білі та професор Абрахам Лоб з Гарвардсько-Смітсонівського інституту теоретичних обчислень (ITC) знаменито зважилися, що «Оумаамуа може бути сонячним вітрилом або залишком міжзоряного зонда.
На жаль, подальший аналіз показав, що цей загадковий предмет, швидше за все, був фрагментом розпаденої комети. Хоча для багатьох джерело розчарувань, те, як «Оумаамуа настільки надихнув на шляху дослідження, був вражаючим. Він також підкреслив, наскільки складним є пошук доказів ETIs. Тому теорія, яку випробував Форган, настільки приваблива.
Чи може бути так, що ми не бачимо доказів ЕТІ, оскільки докази активно видаляються (принаймні, що стосується СРЗ)? Для перевірки цієї теорії доктор Форган застосував моделі, засновані на рівняннях Лотка-Вольтера (ака. Рівняння хижака-здобич) до теоретичної сукупності СРП. Ці рівняння зазвичай використовуються для опису динаміки біологічних систем, в яких взаємодіють два види.
У цьому випадку рівняння було змінено для опису того, що станеться, якщо деякі з цих зондів почнуть запускати amok і почати споживати їх самостійно. Як це пояснив Форган:
«Одним з варіантів нестачі СРЗ є те, що СРП мутують під час їх розмноження та перетворення в декілька видів. Якщо один вид здобичається на інших зондах, то загальна популяція може бути зменшена, а розвідувальні роботи можуть провалитися. Я досліджував це рішення, використовуючи класичні екологічні моделі хижаків, які раніше ніколи не застосовувались до міжзоряного масштабу. Це трохи схоже на вивчення екології численних островів, хижаки та здобич - це птахи, які можуть літати на сусідні острови ».
На щастя (або, на жаль, залежно від вашої точки зору), результати симуляцій Forgan показали, що якщо деякі СРП непрацюють і почнуть поводитись як зондери бесеркера, то загальне населення не зазнає різкого впливу. Коротше кажучи, зонди "здобичі" знайшли б способи вижити, значною мірою завдяки їх здатності до відтворення.
"Я виявив, що загальна популяція зондів може залишатися дуже високою навіть при наявності хижаків", - сказав він. "Це здавалося правдою незалежно від припущень, які я висловив щодо того, наскільки" голодними "були хижаки, або як зонди рухалися навколо Галактики".
Звичайно, ці висновки мають суттєвий вплив на гіпотезу СРП та те, як вона стосується Парадокса Фермі. І, як зазначалося, їх можна сприймати як хороші новини, так і погані. З одного боку, це врятує ідею, що там ми можемо знайти чужі зонди. З іншого боку, воно ставить питання про те, чому ми не знайшли жодного, тим самим підтверджуючи прискіпливий парадокс Фермі. Або як сказав Форган:
«Для мене це робить аргумент SRP сильнішим, ніж будь-коли. Це робить одне можливе рішення (рішення хижака-здобич) набагато менш здійсненним як засіб вилучення СРП з Чумацького Шляху. Нам доведеться ще дужче думати про те, чому ми не бачимо ознак розумного життя поза Землею ».
На краще чи на гірше, Парадокс Фермі все ще справджується. Для багатьох дослідників та ентузіастів SETI багато надій сподівається на розгортання космічних телескопів нового покоління в найближчі роки. До них належать довгоочікувані Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) та Широкопольовий інфрачервоний космічний телескоп (WFIRST), духовні та наукові спадкоємці до Хаббл, Кеплер, Шпіцер, і інші.
Є також наземні масиви, такі як Надзвичайно великий телескоп (ELT), Телескоп тридцять метрів (TMT) та Гігантський телескоп Магеллан (GMT), які розпочнуть операції до 2020-х. Завдяки підвищеній чутливості та роздільній здатності цих інструментів вчені розраховують дізнатись набагато більше про Всесвіт та про багато екзопланет, які існують у локальній галактиці.
І хоча ми продовжуємо шукати ознаки позаземного інтелекту за допомогою цих удосконалених інструментів, ми завжди можемо запевнити себе, що Всесвіт - це дійсно, дійсно велике місце. Як пізно, великий Карл Саган чудово сказав: "Якщо ми самі у Всесвіті, це, звичайно, здається жахливою тратою космосу".
Або, якщо ви віддаєте перевагу більш чітким і неоднозначним захопленням, добре пам’ятати слова покійного (і не менш великого) Артура К. Кларка - «Є дві можливості: або ми самі у Всесвіті, або ми не є . Обидва однаково жахливі. "
Нам все, що ми знаємо, може бути нестача ЕТІ там, і, можливо, ми не повинні поспішати з ними. Наскільки ми знаємо, вони неймовірно просунуті, і не бояться перебити кілька мурашок! Або можливо, вони не поспішають зустрічатися з нами; і зважаючи на наш досвід, хто може їх звинуватити?
Тим часом пошук триває! І обов’язково перегляньте це інформативне відео TED-Ed про зонди фон Неймана:
