Как и где нам искать внеземной разум?
Как отмечает астроном и член команды SETI Джилл Тартер, такой подход означает лишь поиск обнаруживаемых техносигналов, таких, как радиопередачи, а не поиск инопланетного разума.
Современные ученые рассматривают вопрос о том, может ли искусственный интеллект (ИИ) помочь нам в поисках чужой разумной жизни таким образом, о котором мы даже не думали.
«Расшифровка» интеллекта
Поскольку мы говорим о внеземном разуме, полезно помнить, что люди — не единственная разумная жизнь на Земле.
У шимпанзе есть инструменты для развития культуры использования предметов, пауки обрабатывают информацию с помощью паутины, у китообразных есть диалекты, ворон понимает аналогии, а бобры — великие инженеры. Но человеческий интеллект, язык, культура и технологии — все это есть только у нас.
Капуцин (Sapajus libidinosus) использует каменный инструмент (T. Falótico). Осьминог (Amphioctopus marginatus) переносит раковину, используя ее в качестве укрытия (Н. Хобгуд). (Wikimedia / Tiago Falótico, Ник Хобгуд), CC BY-NC-SA.
Мы часто представляем внеземную жизнь на основе наших представлений о различиях, которые она должна иметь с нашей, но эти идеи не универсальны даже на Земле и вряд ли будут универсальны в межзвездном пространстве.
Если некоторые из нас совсем недавно узнали о существовании нечеловеческого интеллекта на Земле, какой результат мы можем получить, когда представим себе внеземную жизнь?
В начале 2018 года астрономы, нейробиологи, антропологи, исследователи ИИ, историки и другие ученые собрались для проведения семинара «Decoding Alien Intelligence» в Институте SETI, расположенного в Силиконовой долине. Астробиолог Натали Каброль организовала семинар на базе статьи «Alien mindscapes», где она призывает к использованию новой стратегии работы SETI и изменению принципов «поиска жизни, поскольку мы ничего об этом не знаем».
В своей статье Каброль задает вопрос, как же заставить SETI отойти от «поиска других версий себя» и подумать «чуть дальше собственного носа»? И начать поиски другого, отличного от нашего внеземного интеллекта.
Думать иначе
Силиконовая долина славится наличием у ее ученых нестандартного мышления, и это, несомненно, влияет на исследования, проводимые SETI. С тех пор, как правительство США прекратило финансирование SETI в середине 1990-х годов идеи, технологии и финансирование Кремниевой долины приобретают для SETI все большее значение.
Например, инструмент Allen Telescope Array Institute Института SETI назван в честь соучредителя Microsoft Пола Аллена, который внес более 25 миллионов долларов США в развития проекта. В 2015 году технологический инвестор Юрий Мильнер объявил о новом проекте, 10-летней инициативе SETI стоимостью 100 миллионов долларов США.
В настоящее время Институт SETI, NASA, Intel, IBM и другие партнеры занимаются проблемами космической науки в рамках программы исследований и разработок ИИ под названием «Лаборатория развития».
Лучианна Вальковиц, студентка астробиологии из Библиотеки Конгресса, описала один из методов поиска, основанного на использовании ИИ, назвав его «сигнальный агностический поиск» в 2017 году.
Вальковиц пояснила, что суть предложенной ей технологии состоит в использовании методов машинного обучения для просмотра любого набора данных без предопределенных категорий. Вместо этого нужно разрешить исполнительному кластеру распределять данные в свои «естественные категории». Затем программное обеспечение даст нам знать, что именно будет определяться как выбросы от нормы. Эти выбросы и должны стать объектом дополнительных исследований.
Исследователи SETI считают, что искусственный интеллект может быть полезен в их работе, поэтому они положительно относятся к тому, что машинное обучение поможет им в поисках таких выбросов и различий.
Но успех метода зависит от того, как именно при создании ИИ мы организуем идею поиска разницы.
Умнее, чем слизь?
Мышление, происходящее вне нашего мозга также означает мышление вне наших научных, социальных и культурных систем. Но как мы можем его смоделировать?
ИИ используется для поиска симуляций того, как именно исследователи представляют себе инопланетные радиосигналы. Но теперь исследователи SETI надеются, что смогут найти то, что мы никогда раньше не искали.
Грэм Макинтош, консультант по ИИ на семинаре Института SETI заявил, что инопланетяне могут делать то, что мы даже не можем себе представить, используя такие технологии, которые мы даже не думаем искать. ИИ, предположил он, мог бы создать это новое мышление для нас.
Возможно, мы не сможем сделать себя умнее, но, как предположил Макинтош, мы можем сделать машины, которые будут умнее нас.
В своем выступлении на конференции «Прорыв в обсуждении», проходившей в этом году астрофизик Мартин Риз поделился подобной надеждой. Он считает что использование ИИ может привести к обнаружению «интеллекта, превосходящего людей в той же степени, в которой мы интеллектуально превосходим слизь».
Первый контакт
Если бы мы встретились с внеземной слизью, что бы мы могли предположить об ее интеллекте? Одна из проблем SETI заключается в том, что мы не знаем границ жизни или интеллекта, поэтому мы должны быть открыты для поиска всех их возможных форм.
Мы могли бы найти интеллект в формах, которые исторически игнорировались в евро-американской науке: это микробные сообщества, насекомые или другие сложные системы, такие как симбиотические взаимосвязи растений и грибов в микоризных сетях, способные обучаться на собственном опыте.
Интеллект может проявляться в атмосферах или геологии в планетарном масштабе или в астрофизических явлениях. То, что кажется фоновым процессом во Вселенной, или просто часть того, что мы считаем природой, может оказаться интеллектом.
Подумайте только, что самым большим живым существом на Земле может быть гриб Armillaria ostoyae, который встречается в Голубых горах Восточного Орегона, и может достигать размеров до 10 квадратных километров и иметь возраст от 2000 до 9000 лет.
Хотя этот гриб может и не выглядит так, как большинство людей представляют себе разумное существо, его существование позволяет нам предполагать о возможных неожиданностях при поиске жизни и интеллекта. А также о том, что мы можем пропустить их, если они будут находиться прямо под нашими ногами.
Размышления о внеземной разведке приводят к выводу, что нужно иметь четкое понимание того, что все, с чем мы сталкиваемся, может быть первым контактом с разумной жизнью.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Внеземная жизнь и разум во Вселенной — поиски инопланетян
Одиноки ли мы во Вселенной? Это вопрос, волнующий человечество на протяжении веков. Ещё Джордано Бруно в качестве второго доказательства бесконечности космоса утверждал: если бог сотворил мир в одной точке пространства, то сотворил его и в другой.
Существование внеземной жизни — гипотеза, будоражащая воображение. Неудивительно, что появляются лженауки типа уфологии (от английского UFO), которые высказывают недоказанную, опровергаемую учёными глупость, повествуя о НЛО и зелёных человечках.
На данный момент поиски жизни и разума во Вселенной продолжаются — работает проект SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), исследующий признаки жизни и цивилизаций при помощи радиосигналов. Так каковы результаты? Как земляне планируют связаться с инопланетными расами? И какие астрономические открытия изначально принимали за контакт с пришельцами?
Возникновение жизни на Земле: углеводородная жизнь
Гипотезы возникновения жизни на нашей планете
Чтобы строить предположения относительно внеземных форм жизни, необходимо понять, как возникла жизнь на нашей планете. На этот вопрос нет точного ответа, однако существует множество гипотез, от подтверждения и опровержения которых будет зависеть вопрос о жизни внеземных цивилизаций.
- Гипотеза креационизма — всё живое сотворено богом, следовательно, не нуждается в объяснении;
- Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни — живые организмы постоянно самопроизвольно появляются из неживой материи;
- Гипотеза стационарного состояния — жизнь не возникала откуда-то, а существовала всегда, получается, что цепь эволюционного развития организмов должна быть бесконечна;
- Теория Опарина-Холдейна — жизнь зародилась из неживой материи в ходе сложных биохимических процессов; подразделяется на три этапа:
- появление органических соединений;
- образование полимерных соединений (белков, липидов, полисахаридов);
- возникновение способных к воспроизведению потомства примитивных организмов;
- Гипотеза панспермии — гипотеза о внеземном происхождении жизни; жизнь каким-то образом была занесена на нашу планету извне (возможно, с помощью астероида или другого космического объекта, упавшего на Землю);
Теория Опарина-Холдейна — наиболее популярная в научной среде теория возникновения жизни на Земле. Фото: infotables.ru.
Получается, если гипотеза панспермии будет доказана, то это повысит шанс доказательства существования жизни вне Земли? По крайней мере, мы будем знать, что на другом космическом объекте могла зародиться жизнь, прежде чем попасть на нашу планету.
В статье мы подробно рассмотрим гипотезы возникновения и зарождения жизни на планете Земля, а также опишем условия, при которых превращение неорганики в органику представляется возможно.
Однако это не означает, что элементарные формы жизни были посланы к нам от инопланетян. Это могло произойти в результате столкновения космических тел, на которых есть жизнь, или с помощью другого способа, тем более что мы до сих пор не знаем, какие формы жизни могут существовать помимо углеводородной формы.
Гипотеза панспермии: комета переносит бактериальную форму жизни на Землю.
Углеводородная форма жизни — единственно возможная?
На сегодняшний день нам знакома одна форма жизни — земная (углеводородная), что лишает нас возможности масштабного исследования других форм жизни в космосе, ведь мы ничего о них не знаем: от условий для жизнедеятельности до механического воспроизведения.
Это — проблема для поиска жизни во Вселенной. Однако на основе единственно известной нам углеводородной формы жизни мы должны вывести базовые принципы, касающиеся также потенциальной неземной жизни. Здесь стоит быть осторожным, чтобы не попасть в ловушку антропоморфного образа мышления.
Антропоморфный образ мышления — склонность считать, что внеземные формы жизни должны быть похожи на нашу.
Кроме того, при изучении потенциальных форм жизни астрофизики предпочитают пользоваться принципом Коперника.
Принцип Коперника — принцип, согласно которому мы не занимаем особого места во Вселенной и не являемся чем-либо уникальным.
Данный принцип хорошо согласуется с результатами исследований, ведь четыре элемента, ответственные за возникновение и дальнейшую эволюцию жизни, входят в список наиболее распространённых элементов во всей Вселенной. Это:
Ещё два элемента из этого числа — гелий и неон — редко участвуют в соединениях с другими элементами; значит, земную жизнь составляют четыре самых распространённых элемента космоса вообще. Получается, логическая картина не запрещает нам предполагать о существовании иных цивилизаций и даже пытаться их найти. Но к чему привели многочисленные исследования?
Поиск внеземных цивилизаций. Проект SETI
Попытки человечества связаться с внеземной цивилизацией: проект «ОЗМА»
Современный поиск внеземной жизни начался в 1959 году с публикации физиками Джузеппе Коккони и Филипом Моррисоном статьи в научном журнале «Nature», в которой они предлагали использовать микроволновое излучение для межзвёздных коммуникаций.
«Searching for Interstellar Communications» — статья, с которой начался современный поиск внеземных форм жизни.
К подобному выводу пришли астрономы из обсерватории Грин Бэнк, а первые попытки поиска внеземной жизни пришлись на 1960-е с запуском Фрэнком Дрейком (также астронома из обсерватории Грин Бэнк) проекта «ОЗМА».
28-метровый радиотелескоп был направлен на две звезды: Тау Кита и Эпсилон Эридана. Используя длину волны 21 сантиметр, они намеревались выяснить, не исходит ли оттуда радиоизлучение, которое можно было бы истолковать как сигналы от разумной цивилизации. Но почему были выбраны именно эти две звезды?
Фрагмент звездной карты: максимально близкие к нам звезды.
Здесь в игру вступает уже знакомый нам антропоморфный образ мышления, ведь для существования нашей цивилизации в первую очередь необходима звезда типа Солнца:
- Одиночная звезда (та, которая не входит в состав двойной или кратной звёздной системы);
- Звезда спектрального класса K или G;
- Звезда с температурой поверхности около 5000 K;
- Звезда с возрастом около 5 миллиардов лет;
- Звезда с физическими характеристиками радиуса и массы, близкими к солнечным;
Эти компоненты важны, так как при благоприятном раскладе они формируют вокруг звезды зону обитаемости (жизни) или обитаемую зону.
- Зона обитаемости (жизни) — регион, окружающий звезду, в пределах которого звезда за счёт своего тепла может поддерживать один растворитель или более в состоянии жидкости.
- Растворитель — жидкость, внутри которой могут существовать и взаимодействовать атомы.
Зона обитаемости (жизни) в системе красного карлика (наше Солнце — это желтый карлик, посему зону обитаемости в пределах G2V нужно сдвинуть вправо). Вывод: чем интенсивнее светимость звезды, тем дальше распространяется зона жизни.
Тау Кита и Эпсилон Эридана подходят по данным физическим характеристикам, следовательно, вокруг них могли бы вращаться планеты, на некоторых из которых могла бы существовать жизнь, причём в углеводородной форме. На протяжении трёх месяцев велось прослушивание этих звёзд, но ничего обнаружить не удалось, поэтому программа была прекращена и начаты другие исследования.
Космическое сообщение
16 ноября 1974 года с помощью радиотелескопа в Аресибо в космос было послано трёхминутное сообщение. Антенну, передающую сообщение, направили в сторону шарового скопления, находящегося в созвездии Геркулеса.
В этом скоплении звёзды расположены близко друг к другу, из-за чего передача могла достигнуть планет 30000 звёзд. Сообщение, передаваемое радиоволнами, дойдёт до назначения через 24000 лет. Даже если в созвездии Геркулеса существует хотя бы одна разумная цивилизация, шанс того, что она получит эту передачу, крайне мал. Послание из Аресибо можно получить в том случае, если направить мощный телескоп в необходимую сторону в соответствующие три минуты.
Проявляется ещё одна проблема поиска жизни во Вселенной: чтобы установить контакт с другой цивилизацией, одна сторона должна систематически вести прослушивание, а другая систематически отправлять сообщения.
Как работает проект SETI?
Лига SETI объединяет радиоастрономов по всему земному шару. Они регулярно проверяют небо на предмет наличия сигнала от другой цивилизации. Институт SETI использует сеть мощных радиотелескопов для прослушивания звёзд, которые может окружать обитаемая зона.
Астрономы ищут радиосигналы частотой от 1000 до 3000 мегагерц — это микроволновое излучение, то же, которое существует внутри вашей микроволновой печи, где вы разогреваете обед или ужин. Пока что цель учёных — обнаружить радиосигнал в узком частотном диапазоне, так как сигнал с разницей частот менее 300 герц должен быть искусственно созданным.
В Лигу SETI входят и астрономы-профессионалы, и астрономы-любители. У каждого участника есть радиотелескоп и компьютер для анализа результатов. Штаб Лиги SETI координирует участников, поручая каждому отельный участок неба, ведь цель проекта — исследовать всё небо.
Этот способ — в отличие от целевых исследований — хорош тем, что можно получить радиосигнал оттуда, откуда мы не ждём.
«Антенная решётка Аллена»: интерферометрия
«Антенная решётка Аллена» — сеть из 350 спутниковых антенн-тарелок диаметров 6 метров в Калифорнии, которые вместе действуют как один радиотелескоп. «Решётка Аллена» работает по принципу интерферометрии.
- Интерферометрия — принцип, по которому сигналы, собранные с радиотелескопов, находящихся на расстоянии D друг от друга, могут объединяться компьютером, чтобы получить данные с той же точностью, как они были бы собраны одним радиотелескопом с диаметром антенны D.
- Интерферометр — измерительный прибор, в основе работы которого лежит явление интерференции.
На данный момент «Антенная решётка Аллена» продолжает функционировать.
Антенная решётка Аллена — интерферометр, состоящий из сети 350 спутниковых антен.
Где искать внеземные цивилизации?
Уравнение Дрейка: сколько разумных цивилизаций существует?
Формула включает в себя пять основных параметров:
Уравнение Дрейка — формула, отражающая примерное количество внеземных цивилизаций со способностью межзвёздных коммуникаций, существующих во Вселенной в заданный момент времени.
- Число звёзд, которые существуют достаточно долго для того, чтобы на вращающихся вокруг них планетах зародилась и эволюционировала жизнь;
- Среднее число планет на орбитах звёзд;
- Доля планет, где есть условия для зарождения жизни;
- Вероятность, что на них сможет развиться жизнь;
- Вероятность, что жизнь достигнет уровня цивилизации, способной к коммуникации с нами.
Чтобы получить необходимое число, нужно умножить получившуюся комбинацию цифр на шестой компонент: он показывает отношение средней продолжительности существования цивилизации к возрасту системы/галактики/скопления (например: если мы хотим узнать число для галактики Млечный Путь, то умножать будем на возраст Млечного Пути).
Формула Дрейка + предположительное решение. Фото: pikabu.ru.
Однако из этих параметров мы в состоянии рассчитать только два. По этой причине формула Дрейка является полезной концепцией, а не уравнением, отражающим точное число.
Внеземная жизнь в Солнечной системе
Астробиологи (биоастрономы) занимаются вопросом жизни, поиском биомаркеров и разумных существ вне Земли.
Подписи жизни (биомаркеры) — характеристики и явления, указывающие на существование жизни.
Учёные считают, что для существования жизни необходимы следующие компоненты:
- Источник энергии;
- Атом, допускающий создание сложных структур;
- Растворитель;
- Промежуток времени, необходимый для зарождения и эволюции жизни;
1. Источником энергии для нас является Солнце, и вероятность нахождения Солнца 2.0 и Земли 2.0 (класса G) в зоне жизни немала. Пока что тяжело наблюдать экзопланеты, вращающиеся вокруг звёзд, но это не значит, что их нет.
Экзопланета — планета, которая вращается вокруг любой звезды, не являющейся Солнцем.
Если удастся обнаружить Солнце 2.0 и Землю 2.0, то это увеличит шанс нахождения жизни, по крайней мере, её углеводородной формы. Но источником энергии может выступать не только звезда — геотермальное тепло (энергия недр) и химические реакции могут выступать в данной роли.
Проксима Центавра b — ближайшая экзопланета, находящаяся в зоне обитаемости. Изображение является не достоверным снимком, а всего лишь фантазией художника о ландшафте планеты.
2. Атом, допускающий создание сложных структур, — углерод, так как может одновременно присоединиться к четырём другим атомам (водород — к одному, кислород — к двум). Но должен ли это обязательно быть углерод? Почему не взять кремний, который также может крепиться к четырём атомам?
Дело в том, что углерод образует довольно слабые связи, которые просто разрушить. Это позволяет молекулам, основанным на углероде, активно взаимодействовать с другими молекулами, создавая новые соединения. Кремний формирует крепкие связи, которые с трудом разрушаются, а без активного взаимодействия молекул тяжело представить себе жизнь. Но, возможно, кремний подходит для образования неизвестных нам форм жизни — трудно сказать.
3. Растворитель для нас — вода, однако это не означает, что жизни без воды нет для других форм. Также и её наличие не гарантирует существование жизни. Однако в Солнечной системе есть космический объект, где потенциально обитают простейшие представители живых существ. Этот объект — Европа, спутник Юпитера.
Улучшенное цветное изображение Европы, сделанное аппаратом «Галилео». На снимке — сложный рисунок линейных трещин на поверхности Европы. Лед очень чистый, и это говорит об его молодости.
Результаты исследований говорят о наличии жидкого океана под корой льда. Энергия поддерживается за счёт геотермального тепла и химических реакций — здесь не важна удалённость от Солнца. Сейчас над Европой продолжается наблюдение с целью обнаружить подписи жизни.
4. Промежуток времени, необходимый для зарождения и эволюции жизни, — довольно простой критерий, ведь существует множество космических тел старше четырёх миллиардов лет. Однако, быть может, для образования цивилизации другим формам жизни нужно больше или, наоборот, меньше времени?
Парадокс Ферми и гипотеза зоопарка
Вопрос о существовании внеземных цивилизаций остаётся для нас загадкой, пока убеждённые уфологи утверждают о парящих над землёй НЛО. Есть ли на самом деле внеземная жизнь в пределах системы, галактики или Вселенной? На этот счёт есть две точки зрения:
- Парадокс Ферми — если во Вселенной существуют инопланетные расы, способные перемещаться по космосу, то они давно бы были у нас;
- Гипотеза зоопарка — инопланетные расы существуют, но мы ещё не достигли их уровня развития, поэтому они предпочитают не связываться с нами.
Неизвестно, какая из этих точек зрения правдива, а какая ошибочна: есть вероятность, что они обе ошибочны. Однако ничего нельзя сказать, пока мы не обнаружим биомаркеры или их полное отсутствие — нужно ко всему относиться со здоровым скептицизмом.
Ни один учёный не берётся утверждать о существовании инопланетных рас, даже если он искренне в это верит. Наш журнал ставит своей целью популяризацию науки, поэтому рекомендует не верить псевдонауке и дополнительно изучать интересующий вас вопрос.
Поиск внеземной жизни — FAQ
Это была информация об инопланетных цивилизациях, известная на данный момент. Однако осталось несколько интересных вопросов:
Как мы помним, гипотеза состоит в том, что инопланетные цивилизации не связываются с нами из-за недостаточного уровня нашего развития и просто наблюдают за нами так же, как мы смотрим на животных в зоопарке.
В рабочей столовой Ферми и его коллеги обсуждали инопланетян. Неудивительно, что вскоре образовался вопрос: «Существуют ли пришельцы?» Ферми ответил: «Вы не задумывались, где все в таком случае?» Он не имел в виду, что пришельцев нет — нет технологий, необходимых для контакта, или цивилизации ещё не зародились. А сам парадокс описал астрофизик Майкл Харт, поэтому вклад Ферми в данном вопросе преувеличен.
Ярким примером является экзопланета Проксима Центавра b, вращающаяся вокруг красного карлика Проксима Центавра. Неизвестно, есть ли на планете жизнь, однако она находится в пределах обитаемой зоны.
На данный момент проводятся исследования звезды Табби в созвездии Лебедя, у которой были замечены аномальные изменения светимости, которые не удалось объяснить. Радиосигналы, полученные от звезды, имеют искусственное происхождение. Сейчас наблюдения продолжаются.
Одной из таких технологий является телескоп Джеймса Уэбба, который планируют запустить во второе десятилетие XXI века. Он должен превзойти предшественника — телескоп Хаббла — за счёт более крупного зеркала и более продвинутого оборудования.
В 1967 году учёные Энтони Хьюиш и Джослин Белл обнаружили пульсирующее радиоизлучение из космоса. Оно мерцало с периодичностью раз в секунду. Тогда они подумали, что это сигналы, посылаемые внеземной цивилизацией. На самом деле они обнаружили первую звезду-пульсар (вращающуюся нейтронную звезду).
Ответ на вопрос «существуют ли инопланетяне?» дать сложно; ещё сложнее предположить, как будут выглядеть пришельцы. Если мы занимаемся поисками углеводородной формы жизни, то какое-никакое сходство с нами все же должно быть. Но что делать с другими формами жизни, если они есть? Они должны выглядеть совершенно по-другому — у них вряд ли обнаружится ДНК. Единственное, что будет знакомо нам, — атомы, из которых состоит всё вещество во Вселенной.
Источник