В «уявному експерименті» астрофізик з Рочестерського університету Адам Франк і його колеги Девід Грінспун з Інституту планетарних наук і Сара Уокер з Університету штату Арізона використовують наукову теорію та ширші питання про те, як життя змінює планету, щоб виділити чотири етапи, описуючи минуле і можливе майбутнє Землі.
Візьмемо, наприклад, рослини: вони «винайшли» спосіб фотосинтезу, щоб підвищити власне виживання, але при цьому виділили кисень, який змінив всю функцію нашої планети. Це лише один приклад окремих форм життя, які виконують свої власні завдання, але спільно мають вплив у планетарному масштабі.
Якщо колективна діяльність життя — відома як біосфера — може змінити світ, чи може колективна діяльність пізнання та дія, заснована на цьому пізнанні, також змінити планету? Після еволюції біосфери Земля зажила власним життям. Якщо планета з життям має власне життя, чи може вона мати власний розум?
Це питання, поставлені Адамом Френком, професором фізики та астрономії Хелен Ф. та Фредом Х. Гоуеном з Університету Рочестера, а також його колегами Девідом Грінспуном з Інституту планетарних наук і Сарою Уокер з Університету штату Арізона, у статті, опублікованій в Міжнародному журналі астробіології. Їх самоописаний «мислений експеримент» поєднує сучасне наукове розуміння Землі з більш широкими питаннями про те, як життя змінює планету. У статті дослідники обговорюють те, що вони називають «планетарним інтелектом» — ідею когнітивної діяльності, що діє в планетарному масштабі, — щоб створити нові ідеї щодо способів, за допомогою яких люди можуть вирішувати глобальні проблеми, такі як зміна клімату.
Як каже Френк: «Якщо ми коли-небудь сподіваємося вижити як вид, ми повинні використовувати свій інтелект для більшого блага планети».
«Незріла техносфера»
Френк, Грінспун і Уокер спираються на такі ідеї, як гіпотеза Геї, яка передбачає, що біосфера тісно взаємодіє з неживими геологічними системами повітря, води і землі, щоб підтримувати придатний для життя стан Землі, щоб пояснити, що навіть нетехнологічні види можуть проявляти планетарний інтелект. Ключовим є те, що колективна діяльність життя створює систему, яка є самопідтримкою.
Наприклад, каже Френк, багато останніх досліджень показали, як коріння дерев у лісі з’єднуються через підземні мережі грибів, відомі як мікоризні мережі. Якщо одна частина лісу потребує поживних речовин, інші частини надсилають напруженим частинам поживні речовини, необхідні для виживання, через мікоризну мережу. Таким чином ліс зберігає власну життєздатність.
Зараз наша цивілізація — це те, що дослідники називають «незрілою техносферою», конгломератом створених людиною систем і технологій, які безпосередньо впливають на планету, але не самопідтримуються. Наприклад, більшість нашої енергії пов’язана із споживанням викопного палива, яке погіршує океани та атмосферу Землі. Технології та енергія, які ми споживаємо, щоб вижити, руйнують нашу рідну планету, що, у свою чергу, знищить наш вид.
Отже, щоб вижити як вид, нам потрібно спільно працювати в інтересах планети.
Але, каже Френк, “ми ще не маємо можливості спільно реагувати в інтересах планети. На Землі є інтелект, але немає планетарного”.
Дослідники виділяють чотири етапи минулого і можливого майбутнього Землі, щоб проілюструвати, як планетарний інтелект може відігравати роль у довгостроковому майбутньому людства. Зараз Земля є «незрілою техносферою». Щоб вижити як вид, ми повинні прагнути бути «зрілою техносферою».
До зрілої техносфери
Дослідники виділяють чотири етапи минулого і можливого майбутнього Землі, щоб проілюструвати, як планетарний інтелект може відігравати роль у довгостроковому майбутньому людства. Вони також показують, як ці етапи еволюції, керовані планетарним інтелектом, можуть бути ознакою будь-якої планети в галактиці, на якій розвивається життя та стійка технологічна цивілізація.
Стадія 1 — Незріла біосфера: характерна для дуже ранньої Землі, мільярди років тому і до появи технологічних видів, коли були присутні мікроби, але рослинність ще не з’явилася. Глобальних зворотних зв’язків було мало, тому що життя не могло впливати на атмосферу Землі, гідросферу та інші планетні системи.
Етап 2 — Зріла біосфера: Характеристика Землі, також до появи технологічних видів, приблизно від 2,5 мільярдів до 540 мільйонів років тому. Утворилися стабільні континенти, розвинулися рослинність і фотосинтез, в атмосфері накопичився кисень, виник озоновий шар. Біосфера справляла сильний вплив на Землю, можливо, допомагаючи підтримувати придатність Землі для життя.
Етап 3 — незріла техносфера: характерна для Землі зараз, із взаємопов’язаними системами зв’язку, транспорту, технологій, електроенергії та комп’ютерів. Однак техносфера все ще незріла, тому що вона не інтегрована в інші системи Землі, такі як атмосфера. Замість цього вона черпає матерію та енергію із систем Землі таким чином, що призведе все до нового стану, який, ймовірно, не включає саму техносферу. Наша нинішня техносфера, зрештою, працює проти себе.
Етап 4 — Зріла техносфера: Земля має прагнути бути в майбутньому, за словами Френка, з технологічними системами, які приносять користь всій планеті, включаючи глобальний збір енергії у таких формах, як сонячна, які не завдають шкоди біосфері. Зріла техносфера — це та, яка спільно еволюціонувала з біосферою у форму, яка дозволяє процвітати як техносфері, так і біосфері.
«Планети розвиваються через незрілі та зрілі стадії, і планетарний інтелект є ознакою того, коли ви потрапляєте на зрілу планету», – говорить Френк. «Питання на мільйон доларів полягає в тому, щоб з’ясувати, як планетарний інтелект виглядає і означає для нас на практиці, тому що ми ще не знаємо, як перейти до зрілої техносфери».
Хоча ми ще не знаємо, як може проявлятися планетарний інтелект, дослідники відзначають, що зріла техносфера передбачає інтеграцію технологічних систем із Землею через мережу петель зворотного зв’язку, які утворюють складну систему.
Простіше кажучи, складна система — це все, що складається з менших частин, які взаємодіють таким чином, що загальна поведінка системи повністю залежить від взаємодії. Тобто сума більша за цілі її частини. Прикладами складних систем є ліси, Інтернет, фінансові ринки та людський мозок.
За своєю природою складна система має абсолютно нові властивості, які виникають при взаємодії окремих частин. Важко розпізнати особистість людини, наприклад, лише досліджуючи нейрони її мозку.
Це означає, що важко точно передбачити, які властивості можуть виникнути, коли індивіди формують планетарний інтелект. Однак, на думку дослідників, така складна система, як планетарний інтелект, матиме дві визначальні характеристики: вона матиме непередбачувану поведінку і повинна буде самопідтримуватися.
«Біосфера з’ясувала, як розмістити життя саме по собі мільярди років тому, створивши системи для переміщення навколо азоту та транспортування вуглецю», – каже Френк. «Тепер ми повинні з’ясувати, як мати такі ж самопідтримуючі характеристики з техносферою».
Пошуки позаземного життя
Незважаючи на деякі зусилля, включаючи глобальну заборону на певні хімічні речовини, які завдають шкоди навколишньому середовищу, і перехід до використання більше сонячної енергії, «у нас ще немає планетарного інтелекту чи зрілої техносфери», — каже він. «Але вся мета цього дослідження — вказати, куди ми повинні рухатися».
Порушення цих питань, за словами Френка, не лише надасть інформацію про минуле, сьогодення та майбутнє виживання життя на Землі, але також допоможе у пошуку життя та цивілізацій за межами нашої Сонячної системи. Френк, наприклад, є головним дослідником гранту NASA на пошук техносигнатур цивілізацій на планетах, що обертаються навколо далеких зірок.
«Ми говоримо, що єдині технологічні цивілізації, які ми коли-небудь побачимо — ті, які ми повинні очікувати побачити — це ті, які не вбили себе, тобто вони, мабуть, досягли стадії справжнього планетарного інтелекту», — каже він. «Це сила цієї лінії дослідження: вона об’єднує те, що нам потрібно знати, щоб вижити в кліматичній кризі, з тим, що може статися на будь-якій планеті, де розвивається життя та інтелект».