Андерс Сандберг о колонизации Вселенной, гипотезе эстивации и парадоксе Ферми

80,000 Hours 6,2 тыс. 1 ч 21 мин 10 мин 19.09.2018
Главное

Человечество веками всматривается в безмолвное ночное небо, задаваясь вопросом: одиноки ли мы во Вселенной? В этом аналитическом материале футуролог и старший научный сотрудник Института будущего человечества Оксфордского университета Андерс Сандберг в беседе с исследователем Робом Виблином из организации 80,000 Hours предлагает радикально новые математические и физические решения парадокса Ферми. Собеседники детально разбирают, почему классические расчеты обитаемости космоса неверны, как законы термодинамики заставляют сверхцивилизации впадать в «летнюю спячку» и каким образом человечество способно колонизировать видимую Вселенную всего за шесть часов.

🇸🇪 Шведский оптимизм и «конструктивная прокрастинация» в Оксфорде 0:00

Интервьюер Роб Виблин представляет Андерса Сандберга как старшего научного сотрудника Института будущего человечества (FHI) Оксфордского университета, специализирующегося на оценке маловероятных, но высокоэффективных глобальных рисков, возможностях будущих технологий и долгосрочном планировании развития человечества . Сандберг имеет междисциплинарный бэкграунд: он изучал компьютерные науки, нейробиологию и медицинскую инженерию, а докторскую степень по вычислительной нейробиологии защитил в Стокгольмском университете .

Отвечая на вопрос о своей методологии выбора тем, Сандберг признается, что использует метод «конструктивной прокрастинации» . Он ведет около десяти проектов одновременно: когда у него опускаются руки перед одной сложной задачей, он переключается на другую, что позволяет находить неожиданные междисциплинарные пересечения . Сандберг характеризует себя как крайне жизнерадостного человека, способного сохранять душевное равновесие в любых обстоятельствах, хотя и признает, что низкий динамический диапазон эмоций иногда мешает замечать проблемы .

По мнению Сандберга, для решения глобальных проблем человечеству необходим баланс оптимистов и пессимистов:

Сандберг также объясняет высокую концентрацию шведских ученых в FHI (включая Ника Бострома и частых гостей вроде Макса Тегмарка) особенностями национальной культуры . По его оценке, шведская система образования формирует утилитарный, последовательный (консеквенциалистский) склад ума, ориентированный на максимизацию общественного блага . Однако из-за жестких социальных рамок в отношении предпринимательства амбициозные шведы часто стремятся реализовать свой потенциал за пределами родины .

🌌 Как математически «растворить» парадокс Ферми 7:09

Центральной темой беседы становится научная работа Андерса Сандберга и Тоби Орда, в которой авторы заявляют о фактическом разрешении знаменитого парадокса Ферми . Классическая формулировка парадокса опирается на «Великий фильтр» Робина Хансона: переход от неживой материи к разумной жизни, способной заявить о себе на межзвездных расстояниях, содержит крайне маловероятную ступень . Без такого барьера Вселенная давно должна быть заполнена следами деятельности инопланетного разума .

Сандберг утверждает, что ключевая ошибка всех предыдущих расчетов кроется в использовании точечных оценок (point estimates) вместо распределения неопределенности . Традиционно исследователи берут параметры уравнения Дрейка и подставляют в них конкретные, пусть и умозрительные, числа (например, вероятность зарождения жизни «один на миллион») . В результате умножения гигантского числа звезд на крошечные вероятности получается среднее значение в сотни или тысячи цивилизаций, что делает молчание космоса парадоксальным .

В рамках нового подхода Сандберг и Орд предложили использовать интервалы уверенности (confidence intervals) . Например:

Когда эти неопределенности перемножаются математически корректно, получается распределение с тяжелым хвостом низкой вероятности . Сандберг указывает на поразительные результаты:

По мнению Сандберга, это статистическое распределение дает веские основания полагать, что Великий фильтр находится позади нас (например, на этапе абиогенеза или возникновения сложной эукариотической жизни), а не ждет человечество впереди в виде неизбежного самоуничтожения .

💥 Модели катастроф и системные ошибки в оценке рисков 21:28

Математический аппарат перемножения неопределенностей, описанный Сандбергом, имеет прямое прикладное значение для оценки глобальных катастрофических рисков на Земле . Гость приводит в пример оценку вероятности аварии в биологической лаборатории, способной спровоцировать пандемию . Если перемножить средние вероятности падения пробирки, заражения сотрудника и последующего выхода вируса за пределы учреждения, можно получить ложнооптимистичную цифру, упускающую из виду системные корреляции и экстремальные сценарии .

Сандберг ссылается на совместную работу с Тоби Ордом, в которой анализировалась дискуссия вокруг запуска Большого адронного коллайдера (БАК) . Общественность опасалась, что столкновения частиц могут создать микроскопические черные дыры или вызвать распад ложного вакуума . Физики парировали это аргументом о космических лучах: Земля миллиарды лет подвергается аналогичной бомбардировке из космоса, и планета все еще цела .

Однако Сандберг указывает на методологическую ловушку этого довода — эффект селекции наблюдателя (observer selection effect) :

Как подчеркивает Сандберг, когда математическая модель предсказывает вероятность катастрофы на уровне «один на миллиард», практически весь реальный риск смещается в плоскость того, что сама модель в корне неверна . Ярким примером из мира финансов служит крах фонда Long-Term Capital Management в 1998 году . Их математические модели оценивали вероятность банкротства как событие с отклонением в 10 сигма (что практически невозможно в истории Вселенной), однако фонд обанкротился спустя всего несколько месяцев из-за фундаментальных ошибок в понимании рыночных корреляций . Сейчас Сандберг сотрудничает с крупнейшими игроками индустрии перестрахования, помогая им выявлять подобные системные уязвимости в моделях природных катастроф .

🚪 Гипотеза завершения технологий и дифференциальное развитие 31:00

Обсуждая фундаментальные научные открытия, собеседники задаются вопросом: всегда ли новые знания приносят благо? Сандберг предлагает мысленный эксперимент с Анри Беккерелем . Если бы французский физик в 1896 году положил кусок урановой руды (настурана) в другой ящик стола, а не на фотопластинку, человечество могло бы открыть квантовую механику и полупроводники, но получить ядерное оружие на десятилетия позже . Это сделало бы мир гораздо более безопасным . Однако Сандберг признает, что контролировать появление фундаментальных идей невозможно .

Для описания этой реальности гость формулирует два ключевых концепта:

  1. Гипотеза завершения технологий (Technology Completion Conjecture): в долгосрочной перспективе любая технологическая возможность, которая физически осуществима, будет кем-то реализована . Даже если идея кажется откровенно глупой или опасной, рано или поздно найдется субъект, который воплотит ее в жизнь — хотя бы ради искусства или из любопытства .
  2. Дифференциальное технологическое развитие (Differential Technology Development): вместо бесперспективных попыток тотального запрета опасных исследований человечеству следует активно форсировать разработку защитных и стабилизирующих технологий до того, как угроза станет массовой .

В качестве примеров дифференциального развития Сандберг приводит:

💤 Гипотеза эстивации: почему Вселенная слишком горяча для вычислений 40:48

Если высокоразвитые цивилизации все же существуют, почему мы не видим следов их деятельности? Андерс Сандберг предлагает оригинальное решение — гипотезу эстивации (летней спячки) . Данная концепция базируется на фундаментальной термодинамике вычислений и принципе Ландауэра . Согласно этому физическому закону, стирание одного бита информации неизбежно связано с выделением тепла, пропорционального температуре окружающей среды .

Сандберг делает из этого далеко идущий вывод: проводить масштабные вычисления в теплой Вселенной энергетически невыгодно . Сегодня температура космического микроволнового фона составляет около 3 Кельвинов . Однако Вселенная расширяется и остывает по экспоненциальной шкале . Спустя примерно 100–120 триллионов лет температура космоса опустится до абсолютного предела, обусловленного горизонтом излучения — около $10^{-29}$ Кельвинов .

Математические расчеты Сандберга показывают ошеломляющую разницу в эффективности:

По мнению Сандберга, зрелые цивилизации, преодолевшие свои экзистенциальные кризисы и накопившие достаточный объем знаний о внешнем мире, неизбежно придут к этой математике . Они соберут доступное вещество, создадут надежные убежища и погрузят себя в спячку до наступления холодной эпохи .

Чтобы эта стратегия работала, эстивирующая цивилизация должна обладать жесточайшей внутренней координацией и развернуть автоматизированные защитные системы («космическую полицию») . Эти системы призваны следить за тем, чтобы новые молодые расы (вроде людей) не начали бесконтрольно уничтожать ценное космическое сырье (например, взрывать звезды или перерабатывать галактики) . Отсутствие видимых следов такой макроинженерии Сандберг трактует как аргумент в пользу того, что либо во Вселенной действительно никого нет, либо инопланетные цивилизации придерживаются крайнего гедонистического утилитаризма, не заботясь о долгосрочном сохранении структуры галактик .

👾 Гипотеза берсеркеров и космическая полиция 1:00:56

Еще одним объяснением молчания космоса выступает гипотеза берсеркеров, названная в честь фантастических романов Фреда Саберхагена . Она предполагает, что древняя цивилизация создала автономные самовоспроизводящиеся машины-убийцы, запрограммированные уничтожать любую зарождающуюся технологическую жизнь .

Сандберг попытался смоделировать эту ситуацию с точки зрения эволюционной экологии . Он пришел к выводу, что в чистом виде гипотеза берсеркеров маловероятна:

Впрочем, Сандберг указывает на важный симметричный аспект . Лучшей защитой от чужих агрессивных зондов является создание собственной сети автономных защитных систем . Таким образом, даже миролюбивые цивилизации будут вынуждены заполнить галактики роями самовоспроизводящихся «полицейских» дронов . Гость полагает, что именно такие автоматические стражи, а не сами биологические инопланетяне, станут первым артефактом внеземного разума, с которым столкнется человечество .

🚀 «Спам Вселенной» за шесть часов 1:08:11

В совместной работе с физиком Стюартом Армстронгом Сандберг рассчитал пределы колонизационных возможностей технологически развитого вида . Проект, получивший неофициальное название «Спам Вселенной» (или «Вечность за шесть часов» по заголовку научной статьи), доказывает, что колонизация космоса — технически гораздо более простая задача, чем принято считать [1:12:50, 1:17:25].

Предложенный Сандбергом и Армстронгом механизм колонизации состоит из нескольких последовательных шагов:

  1. Сбор сырья: человечество разбирает небольшую часть планеты Меркурий . По космическим меркам это крошечная задача, требующая всего около тридцати лет умеренной работы роботов .
  2. Запуск фабрики: из полученного материала на орбите строятся сверхтонкие солнечные коллекторы .
  3. Старт экспансии: используя всего шесть часов чистой солнечной энергии, собранной этой системой, человечество запускает легкие зонды ко всем достижимым галактикам в видимой Вселенной .

Сандберг подчеркивает, что зондам не нужно быть массивными кораблями. Достаточно доставить на любой астероид в целевой галактике базовый блок, способный развернуть солнечные батареи, начать добычу сырья и напечатать на 3D-принтерах следующую волну техники — включая орбитальные поселения и инфраструктуру для цифровых разумов .

Главной проблемой межзвездных путешествий внутри галактик является космическая пыль: на скоростях, близких к световой, столкновение с песчинкой эквивалентно взрыву гранаты или ядерному микровзрыву . Однако в межгалактическом пространстве среда практически стерильна . Сандберг утверждает, что зонды, способные преодолеть 7,7 световых лет (расстояние между соседними звездами), с тем же успехом могут лететь на миллиарды световых лет до других галактических сверхскоплений [1:11:58, 1:12:11].

Особенно изящным элементом расчетов является способ торможения . Сандберг и Армстронг обнаружили, что при запуске зондов к самым далеким галактикам тормозные двигатели не требуются: из-за расширения Вселенной галактики удаляются от нас с ускорением, и при правильном расчете траектории зонд буквально «зависнет» и мягко опустится в целевую систему с нулевой скоростью .

🗺️ Долгосрочная координация и будущее человечества 1:17:25

Завершая беседу, Сандберг объясняет, зачем вообще заниматься столь далеким планированием . Осознание гигантского масштаба потенциального будущего человечества — это мощнейший стимул для снижения экзистенциальных рисков сегодня . Если наш вид уцелеет, перед ним откроются невообразимые перспективы .

Однако Сандберг предупреждает о фундаментальной проблеме «выжигания космического общего достояния» (burning the cosmic commons) . Как только колонизационные корабли покинут Солнечную систему, они окажутся разделены причинно-следственными барьерами . Из-за ограничений скорости света централизованное управление станет невозможным, а колонии неизбежно начнут эволюционировать культурно и биологически, превращаясь в неуправляемую «саранчу», пожирающую ресурсы .

По мнению Сандберга, человечеству критически важно выработать базовые моральные ориентиры и правила координации уже сейчас — в ближайшие десятилетия или века, пока мы все еще заперты в пределах одной планеты или Солнечной системы . Эти правила должны стать «генетическим кодом» наших будущих зондов и колонистов, определяя, как делить Вселенную в случае встречи с иными разумами и как сохранить ценность далекого будущего для всех потомков Земли .

💬 Цитаты

«Сжигание массы одной планеты Земля в холодном будущем даст цивилизации столько же полезных вычислений, сколько сегодня принесло бы уничтожение всей видимой Вселенной.»

Андерс Сандберг 48:05

«В долгосрочной перспективе любая технологическая возможность, которая физически осуществима, будет кем-то реализована.»

Андерс Сандберг 35:06
👥 Спикеры
📚 Упомянутые книги
📖 Термины
Парадокс Ферми
Противоречие между высокой вероятностью существования разумной жизни во Вселенной и полным отсутствием видимых следов её жизнедеятельности.
Эстивация
Летняя спячка; в контексте статьи — гипотетическое состояние покоя сверхцивилизаций в ожидании более холодных температур космоса.
Принцип Ландауэра
Физический закон, согласно которому стирание одного бита информации выделяет минимальное количество тепла, пропорциональное температуре среды.
Дифференциальное технологическое развитие
Стратегия опережающего создания технологий защиты и безопасности по отношению к технологиям с высокими рисками.
📊 Цифры
🗓 Хронология
  1. 1896 Анри Беккерель открывает радиоактивность, оставив уран на фотопластинке.
  2. 1998 Крах финансового фонда Long-Term Capital Management из-за неверной модели рисков.
⚖️ Другая сторона
Наука Андерс Сандберг парадокс Ферми уравнение Дрейка принцип Ландауэра Институт будущего человечества