Астрономы сосредотачиваются на интеллекте: может ли планета иметь собственный разум?

Возьмем, к примеру, растения: растения «изобрели» способ прохождения фотосинтеза для повышения собственного выживания, но при этом высвобождали кислород, который изменил всю функцию нашей планеты. Это всего лишь один пример того, как отдельные формы жизни выполняют свои собственные задачи, но коллективно оказывают влияние в планетарном масштабе.

В самопровозглашенном «мысленном эксперименте» астрофизик Из Рочестерского университета Адам Фрэнк и его коллеги Дэвид Гринспун из Института планетарных наук и Сара Уокер из Университета штата Аризона используют научную теорию и более широкие вопросы о том, как жизнь изменяет планету, чтобы поставить четыре этапа для описания прошлого Земли и возможного будущего. Фото: Иллюстрация Рочестерского университета / Майкл Осадчив

Если коллективная деятельность жизни, известная как биосфера, может изменить мир, может ли коллективная деятельность познания и действия, основанные на этом познании, также изменить планету? Как только биосфера эволюционировала, Земля обрела собственную жизнь. Если планета с жизнью имеет свою собственную жизнь, может ли она также иметь свой собственный разум?

Эти вопросы были заданы Адамом Фрэнком, профессором физики и астрономии Хелен Ф. и Фредом Х. Гоуэном в Рочестерском университете, а также его коллегами Дэвидом Гринспуном из Института планетарных наук и Сарой Уокер из Университета штата Аризона в статье, опубликованной в Международном журнале астробиологии. Их самопровозглашенный «мысленный эксперимент» сочетает в себе современное научное понимание Земли с более широкими вопросами о том, как жизнь изменяет планету. В статье исследователи обсуждают то, что они называют «планетарным интеллектом» — идею когнитивной деятельности, действующей в планетарном масштабе, — чтобы поднять новые идеи о том, как люди могут решать глобальные проблемы, такие как изменение климата.

Как говорит Фрэнк: «Если мы когда-нибудь надеемся выжить как вид, мы должны использовать наш интеллект для большего блага планеты».

«Незрелая техносфера»

Фрэнк, Гринспун и Уокер опираются на такие идеи, как гипотеза Гайи, которая предполагает, что биосфера сильно взаимодействует с неживыми геологическими системами воздуха, воды и земли для поддержания обитаемого состояния Земли, чтобы объяснить, что даже не технологически способный вид может проявлять планетарный интеллект. Ключ в том, что коллективная жизнедеятельность создает систему, которая является самоподдерживающейся.

Например, говорит Фрэнк, многие недавние исследования показали, как корни деревьев в лесу соединяются через подземные сети грибов, известные как микоризные сети. Если одна часть леса нуждается в питательных веществах, другие части отправляют напряженным частям питательные вещества, необходимые им для выживания, через микоризную сеть. Таким образом, лес сохраняет свою собственную жизнеспособность.

Прямо сейчас наша цивилизация — это то, что исследователи называют «незрелой техносферой», конгломератом созданных человеком систем и технологий, которые непосредственно влияют на планету, но не являются самоподдерживающимися. Например, большая часть нашего потребления энергии связана с потреблением ископаемого топлива, которое ухудшает океаны и атмосферу Земли. Технологии и энергия, которые мы потребляем, чтобы выжить, разрушают нашу родную планету, что, в свою очередь, уничтожит наш вид.

Таким образом, чтобы выжить как вид, нам нужно коллективно работать в интересах планеты.

Но, говорит Фрэнк, «у нас еще нет возможности коллективно реагировать в интересах планеты. На Земле есть разум, но нет планетарного интеллекта».

На пути к зрелой техносфере

Исследователи позиционируют четыре этапа прошлого и возможного будущего Земли, чтобы проиллюстрировать, как планетарный интеллект может играть роль в долгосрочном будущем человечества. Они также показывают, как эти этапы эволюции, движимые планетарным интеллектом, могут быть особенностью любой планеты в галактике, которая развивает жизнь и устойчивую технологическую цивилизацию.

Стадия 1 — Незрелая биосфера: характерна для очень ранней Земли, миллиарды лет назад и до технологического вида, когда микробы присутствовали, но растительность еще не появилась. Было мало глобальных отзывов bЖизнь не могла оказывать силы на атмосферу Земли, гидросферу и другие планетные системы.
Стадия 2 — Зрелая биосфера: характерна для Земли, также до технологического вида, примерно от 2,5 до 540 миллионов лет назад. Сформировались стабильные континенты, развивалась растительность и фотосинтез, в атмосфере накапливался кислород, возникал озоновый слой. Биосфера оказала сильное влияние на Землю, возможно, помогая поддерживать обитаемость Земли.
Этап 3 — Незрелая техносфера: характеристика Земли сейчас, с взаимосвязанными системами связи, транспорта, технологий, электричества и компьютеров. Однако техносфера все еще незрелая, потому что она не интегрирована в другие системы Земли, такие как атмосфера. Вместо этого он извлекает материю и энергию из систем Земли таким образом, что приведет целое в новое состояние, которое, вероятно, не включает саму техносферу. Наша нынешняя техносфера, в конечном счете, работает против самой себя.
Стадия 4 — Зрелая техносфера: где Земля должна стремиться быть в будущем, говорит Фрэнк, с технологическими системами, которые приносят пользу всей планете, включая глобальный сбор энергии в таких формах, как солнечная энергия, которые не наносят вреда биосфере. Зрелая техносфера — это та, которая эволюционировала вместе с биосферой в форму, которая позволяет процветать как техносфере, так и биосфере.
«Планеты развиваются через незрелые и зрелые стадии, и планетарный интеллект свидетельствует о том, когда вы попадаете на зрелую планету», — говорит Фрэнк. «Вопрос на миллион долларов заключается в том, чтобы выяснить, как планетарный интеллект выглядит и означает для нас на практике, потому что мы еще не знаем, как перейти в зрелую техносферу».

Сложная система планетарного интеллекта

Хотя мы еще не знаем конкретно, как может проявляться планетарный интеллект, исследователи отмечают, что зрелая техносфера включает в себя интеграцию технологических систем с Землей через сеть петель обратной связи, которые составляют сложную систему.

Проще говоря, сложная система — это все, что построено из более мелких частей, которые взаимодействуют таким образом, что общее поведение системы полностью зависит от взаимодействия. То есть сумма больше, чем целые ее части. Примеры сложных систем включают леса, Интернет, финансовые рынки и человеческий мозг.

По самой своей природе сложная система обладает совершенно новыми свойствами, которые возникают при взаимодействии отдельных частей. Трудно различить личность человека, например, исключительно путем изучения нейронов в его мозге.

Это означает, что трудно точно предсказать, какие свойства могут возникнуть, когда люди формируют планетарный интеллект. Тем не менее, сложная система, такая как планетарный интеллект, по мнению исследователей, будет иметь две определяющие характеристики: она будет иметь эмерджентное поведение и должна быть самоподдерживающейся.

«Биосфера выяснила, как разместить жизнь сама по себе миллиарды лет назад, создав системы для перемещения вокруг азота и транспортировки углерода», — говорит Франк. «Теперь мы должны выяснить, как иметь такие же самоподдерживающиеся характеристики с техносферой».

Поиск внеземной жизни

Несмотря на некоторые усилия, включая глобальные запреты на определенные химические вещества, которые наносят вред окружающей среде, и движение к использованию большего количества солнечной энергии, «у нас еще нет планетарного интеллекта или зрелой техносферы», говорит он. «Но вся цель этого исследования состоит в том, чтобы указать, куда мы должны двигаться».

Поднятие этих вопросов, по словам Фрэнка, не только предоставит информацию о прошлом, настоящем и будущем выживании жизни на Земле, но и поможет в поиске жизни и цивилизаций за пределами нашей Солнечной системы. Фрэнк, например, является главным исследователем гранта НАСА для поиска техносигнатур цивилизаций на планетах, вращающихся вокруг далеких звезд.

«Мы говорим, что единственные технологические цивилизации, которые мы можем когда-либо увидеть — те, которые мы должны ожидать увидеть — это те, которые не убили себя, а это означает, что они, должно быть, достигли стадии истинного планетарного разума», — говорит он. «В этом сила этой линии исследования: она объединяет то, что нам нужно знать, чтобы пережить климатический кризис, с тем, что может произойти на любой планете, где развивается жизнь и интеллект».