sâmbătă, 4 octombrie 2014

Paradoxul lui Fermi

      Frank Drake, profesor de astronomie şi astrofizică la Universitatea din California, a conceput în 1961 o „ecuaţie”:

    N = R × Fp × ne × Ft × Fi × Fc × L

    N = numărul de civilizaţii din galaxia noastră cu care s-ar putea comunica
    R = numărul mediu de stele care se formează în galaxie
    Fp = fracţiunea dintre acele stele care au planete
    ne = numărul mediu de planete care ar putea suporta viaţă per stea
    Ft = fracţiunea, din ne, care chiar dezvoltă viaţă
    Fi = fracţiunea, din Ft, care devoltă viaţă inteligentă
    Fc = fracţiunea de civiliaţii care dezvoltă o tehnologie care produce în spaţiu semnale detectabile
    L = durata de timp în care aceste civilizaţii produc semnale

Valorile propuse de Drake au fost:

    R = 1 ( o stea pe an; cifra a fost mult subestimată; în realitate, se pare că cifra e în jurul valorii de 7 )
    Fp = 0.2-0.5 ( între o cincime şi jumătate din stele vor avea planete; la fel, cifra a fost subestimată - studiile moderne împing valoarea spre 1 - aproape fiecare stea are măcar o planetă )
    ne = 1-5 ( între 1 şi 5 planete capabile să susţină viaţă )
    Ft = 1 ( pe 100% din ele se va dezvolta viaţă )
    Fi = 1 ( pe 100% din acestea se va dezvolta viaţă inteligentă )
    Fc = 0.1-0.2 (10-20% din ele vor produce tehnologie suficient de avansată încât să poată trimite semnale în spaţiu )
    L = între 1.000 şi 100.000.000 ani

      Pornind de la aceste date ale lui Drake, rezultatul ecuaţiei spune că ar trebui să existe între o mie şi 100.000.000 civilizaţii doar în galaxia noastră, care să emită semnale detectabile în spaţiu.
      Şi astfel ajungem la paradoxul lui Fermi: dacă sunt atât de multe civilizaţii care transmit semnale, cum de nu am dat de ele ??
      Problema principală este că, dacă pentru primele valori putem estima într-o oarecare măsură datele bazându-ne pe observaţiile astronomice, începând cu Ft, estimările sunt făcute doar pe baza unui singur eşantion: Terra.
      Ft indică probabilitatea abiogenezei, „fracţiunea care chiar dezvoltă viaţă”; ţinând cont că acest proces a avut loc destul de devreme în istoria Terrei, şi cunoscând numeroasele experimente legate de aceasta, experimente care indică uşurinţa producerii substanţelor organice complexe într-o varietate mare de condiţii, şi mai apoi tendinţa lor de a se combina pentru a produce compuşi chiar mai complecşi, o valoare mare, de 90-100%, pare a fi pe deplin justificată. Deci, valoarea lui Ft rămâne 1.

      Dar valorile atribuite Fi ( fracţiunea care devoltă viaţă inteligentă ), şi Fc ( fracţiunea care dezvoltă o tehnologie suficient de avansată ) nu sunt doar speculaţii, sunt speculaţii care contrazic chiar observaţiile realizate pe acea unic eşantion.

      Fi, apariţia vieţii inteligente, este considerată de Drake drept o certitudine, având valoarea de 100%. Dar din câteva miliarde de specii care au existat pe Terra, doar o singură familie, Hominidae, cu doar câteva specii, a ajuns la inteligenţa necesară pentru a-şi produce unelte ( în contextul discuţiei, pot fi ignoraţi spinii folosiţi de unele păsări, sau alte improvizaţii de unelte extrem de primitive care au fost observate la alte câteva specii ). Iar hipertrofierea inteligenţa acestor primate a rezultat nu ca o consecinţă firească a evoluţiei ei, ci în urma unor condiţii extrem de dramatice - mai exact, retragerea pădurii ecuatoriale în care primatele au trăit fericite vreme de milioane de ani, şi înlocuirea acesteia de către savană; acest nou mediu a forţat primatele să dezvolte o simbioză cu memele şi să treacă la o dietă bazată într-o proporţie mult mai mare pe carne; iar această schimbare de dietă a fost posibilă datorită descoperirii focului. De altfel, gătitul cărnii la foc pare să fi fost unul din elementele care au contribuit la dezvoltarea inteligenţei.
      Trebuie reţinut, această evoluţie până la nivelul cerut de ecuaţia lui Drake a fost rezultatul mai multor factori, de la cei biologici - membre cu degete opozabile, capabile de manipularea obiectelor; bipedalismul, fie el şi parţial, cum a fost iniţial, pentru a permite ca o pereche de membre să se specializeze la manipulare; o dietă deja omnivoră, care a putut fi uşor transformată într-una omnivor-carnivoră; alt factor a fost descoperirea focului; iar unul dintre cele mai importante elemente a fost chiar norocul, norocul apariţiei mutaţiilor necesare pentru această adaptare, şi norocul sincronizării între potenţialul speciei la un moment dat şi modificările de mediu care au intervenit în acelaşi timp. Cu alte cuvinte, supravieţuirea hominidelor a fost un succes „pe muchie de cuţit”, un pariu cu toate probabilităţile indicând spre extincţie. Inteligenţa, un creier suficent de avansat încât să poată dezvolta o simbioză sensu stricto cu memele este o capacitate foarte costisitoare, şi este mult mai probabil ca o specie care ajunge într-un moment atât de dificil încât singura cale de succes să fie hipertrofierea inteligenţei să dispară pur şi simplu.
      Iar dacă pentru a se califica drept „fiinţe inteligente” sunt necesare tehnologii mai avansate, de exemplu metalurgia, există o singură specie. Din miliarde.
      Comparând inteligenţa cu alte trăsături ( ochiul de pildă, capacitatea de zbor, sau veninul ) care au evoluat la zeci de grupe diferite, de la insecte la vertebrate, în mod independent, putem trage o concluzie total diferită decât Drake: inteligenţa, o inteligenţă care să poată oferi baza pentru următoarea valoare, Fc, este ceva extrem de rar; 1:100.000, una la o sută de mii, ar fi o estimare probabil tot prea ridicată, dar mai realistă.

      În privinţa valorii Fc ( fracţiunea care dezvoltă o tehnologie suficient de avansată pentru a fi detectabilă ), de asemenea este nevoie de un set deosebit de circumstanţe. Din nou analizând singurul eşantion existent, specia umană, remarcăm că hominidele au ajuns la avansul tehnologic "piatră cioplită" cu foarte mult timp în urmă. Primele obiecte din piatră datează de acum 1,7 milioane de ani, fiind realizate (probabil) de Australopitheci. Principalul avans realizat până la Homo Sapiens a fost doar o creştere a complexităţii uneltelor din piatră. Apoi, vreme de aproape 200.000 ani, nici specia umană nu a făcut altceva decât să se menţină la acest nivel, să-i spunem „primitiv” din perspectiva care ne interesează. Abia după ce primele culturi umane au dezvoltat agricultura, au pus şi bazele metalurgiei, ceea ce a dus la un progres tehnlogic care a continuat şi continuă şi în prezent.
      Dar agricultura a fost implementată doar într-un singur loc, probabil doar de un singur grup, din care, mai târziu, se vor desprinde şi altele, sau care vor fi imitate de altele. Se pare că agricultura intensivă, trecerea de la vânător-culegător la agricultor s-a produs dintr-o întâmplare, care a implicat descoperirea efectelor alcoolului.
      Fără agricultură, fără o bază care să permită acumularea unor rezerve de hrană, un grup este obligat să se menţină la nivelul neolitic, cu populaţii care trăiesc din ceea ce pot culege din natură, constrânse la un număr limitat de urmaşi, fără a modifica mediul foarte mult, şi fără a pune bazele vreunei tehnologii metalurgice propriu-zise, care deja necesită o specializare în cadrul grupului, necesită ca anumiţi indivizi să-şi dedice timpul şi atenţia doar realizării acestei tehnici, în timp ce alţi indivizi din grup produc suficientă hrană atât pentru ei, cât şi pentru membrii care nu produc hrană. O societate de vânători-culegători nu poate realiza această performanţă, şi într-adevăr, toate celelalte grupuri de vânători-culegători care au existat şi există pe Pământ s-au menţinut la acelaşi stil de viaţă, fără a progresa la metalurgie.
      Uneori, chiar simpla structură a societăţii poate reprezenta o piedică în calea dezvoltării tehnologiei. Motorul cu aburi a fost inventat în Grecia Antică, dar invenţia a fost văzută drept o simplă curiozitate, şi a fost ignorată ca potenţial tehnologic, pentru că societatea era una de tip sclavagist şi s-a considerat că menţinerea sclaviei ar reprezenta o metodă mai ieftină şi mai comodă pentru realizarea muncii fizice decât convertirea întregii infrastructuri spre a o adapta la această inovaţie.
      În privinţa avansului tehnologic până la trimiterea de semnale în spaţiu, la fel, din zecile de civilizaţii şi imperii care s-au format pe baza celei care a reuşit să descopere agricultura, doar una singură, civilizaţia occidentală, a reuşit să ajungă la pragul cosmic.
      Deci, şi explozia tehnologică este un eveniment extrem de rar, care s-a produs o singură dată printre nenumăratele populaţii umane de pe întreaga planetă.

      Iar L, durata de timp a existenţei civilizaţiei ? 1000 ani pentru existenţa unei civilizaţii pare puţin; şi totuşi, sunt puţine imperiile care au reuşit să dăinuiască atâta. Conflictele cu alte popoare, diverse impedimente naturale, sau chiar religia, întotdeauna adversar al cunoaşterii şi progresului, au prăbuşit iremediabil imperiu după imperiu.
      Drake a propus ca valoare maximă o sută de milioane de ani. Or, asta e un interval extraordinar de mare. Pe Terra, acum 100 milioane de ani, mamiferele erau încă monotreme, adică depuneau ouă, şi semănau cu nişte chiţcani. Toate mamiferele cu care suntem familiarizaţi, de la liliac la balenă, de la cal la elefant şi pisică, au derivat din aceiaşi strămoşi de acum vreo 90 milioane de ani, dar formele prezente astăzi sunt apariţii relativ recente.
      O scurtă digresiune: este frecvent invocată imaginea unor ET a căror societate „a avansat dincolo de orice violenţă, dincolo de orice agresivitate”. Dar este uşor de demonstrat că o societate prea pacifistă este instabilă, şi se va prăbuşi imediat ce se întâlneşte cu o alta, mai agresivă, chiar din cadrul aceleiaşi specii; apariţia unui grup mai agresiv este o consecinţă firească a variabilităţii biologice - indiferent cât de paşnică este societatea, anumiţi indivizi se vor afla la extremitatea violentă a curbei gausiene, şi cu cât mai paşnici sunt ceilalţi, cu atât mai mult aceşti indivizi vor beneficia de agresivitatea lor, nu neapărat fizică, pentru a-i exploata pe ceilalţi membri ai societăţii; asta înseamnă că vor avea un succes mai mare şi se vor reproduce mai bine, „împrăştiind” genele agresive şi trăgând astfel societatea spre un nivel mai moderat, mai puţin extrem. O civilizaţie formată doar din clone ale lui Buddha ( evident, în sensul simbolic ) va putea fi înfrântă de un singur Genghis Han, sau un individ psihopat. O eugenie atentă ar putea fi o rezolvare, dar asta înseamnă deja un echilibru menţinut în mod forţat, cu alte cuvinte specia este într-un dezechilibru permanent.
      Aşadar, pare exagerat propune ca durată de persistenţă pentru o unică civilizaţie o perioadă de timp egală cu perioada în care mamiferele au evoluat de la „chiţcani” la elefanţi şi lilieci, balene şi pisici, cârtiţe şi primate, şi s-au diversificat în mii de specii. E dificil de conceput o civilizaţie care să supravieţuiască în timp ce membrii acesteia se diversifică în mii de specii diferite, aflate la acelaşi nivel tehnologic dar cu interese diferite sau chiar opuse.
      Ţinând cont de aceste informaţii, dintr-o dată valorile pentru Fi, Fc şi L sunt exagerat de mari. Dacă le reducem la valori mai realiste, în care o specie suficient de inteligentă apare extrem de rar, de exemplu una la o sută de mii, situaţiile în care reuşeşte să dezvolte şi tehnologia necesară sunt şi ele rare, 1%, în locul celor 10-20 procente propuse, şi durata de timp a existenţei de până la 10.000 ani, în locul celor 100.000.000 ani propuse, ecuaţia devine:

    R = 7
    Fp = 1
    ne = 1-5
    Fl = 1 ( pe 100% din ele se va dezvolta viaţă )
    Fi = 0.00001
    Fc = 0,01
    L = între 1.000 şi 10.000 ani

ceea ce duce la un rezultat între 0,0007 (pentru valorile cele mai mici) şi 0.035 (în cazul cel mai optimist) civilizaţii care coexistă în acelaşi timp. Sau, cu alte cuvinte, va trece o perioadă destul de lungă între apariţia şi apoi dispariţia unei specii care să-şi semnalizeze existenţa în spaţiu, şi apariţia altei specii, pe altă planetă, care să dezvolte o tehnologie capabilă să capteze aceste semnale.

      Astfel, tăcerea care domneşte în spaţiul cosmic nu este un „paradox”, cum a considerat Fermi, este ceea ce trebuie aşteptat atunci când luăm în considerare toate informaţiile şi renunţăm la vechile concepţii antropocentriste care considerau evoluţia drept o scară care obligă la apariţia unei fiinţe inteligente, „coroana evoluţiei”, care să ocupe locul din vârf.
      Existenţa vieţii pe alte planete este foarte probabilă, tinde aproape spre certitudine. Dar fără îndoială că în majoritatea cazurilor este vorba de forme de viaţă simple, similare bacteriilor; e destul de probabil să existe chiar şi forme mai complexe, pluricelulare. Însă probabilitatea să ne întâlnim cu o altă specie avansată tehnologic este extrem de scăzută.

3 comentarii:

  1. "trecerea de la vânător-culegător la agricultor s-a produs dintr-o întâmplare" cred ca e un pic exagerat, una din explicatii (foarte probabila, dupa mine) fiind faptul ca aceasta trecere s-aprodus in momentul in care oamenii au colonizat tot pamantul, moment in care migratiile au fost mult mai greu de realizat, urmarirea hranei ca mod de viata inerent starii de vanator-culegator nemaiputand fi posibil. Daca acesta este adevaratul motiv al trecerii la agricultura atunci aceasta trecere poate fi privita ca avand probabilitatea 100%, deoarece o specie de succes inteligenta va coloniza cu siguranta toata planeta la un moment dat.

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Dorin, ţine cont de faptul că trecerea la agricultură s-a făcut, din câte ştim, o singură dată în istorie, în "Semiluna fertilă".
      Vânătorii-culegători din toate celelalte zone au rămas vânători-culegători până azi, sau pâna au fost împinşi deoparte sau exterminaţi de agricultori.

      Ștergere
  2. Cum adica doar o data!? Incasii, aztecii, mayasii tot de la cei din semiluna fertila au invatat?? Esti de acord ca si ei faceau agricultura, nu?

    RăspundețiȘtergere