پارادوکس فرمی: کدام راه‌حل پیشنهاد شده محتمل‌تر است؟ - قسمت اول
آرتور سی. کلارک، دانشمند معروف و مروج علم، یک بار گفت: «دو احتمال وجود دارد: یا ما تنها در جهان هستیم، یا نه. هر دو به یک اندازه ترسناک هستند.» این عبارت به چالش‌ها، ناامیدی‌ها و تمایل‌های بی‌پایان در جستجو برای هوش فرازمینی (SETI) اشاره دارد. علاوه بر این، به طور کامل چیزی را که به پارادوکس فرمی معروف شده، تعریف می‌کند.
پارادوکس فرمی این سوال را مطرح می‌کند: اگر زندگی (و به تبع آن، زندگی هوشمند) در کیهان رایج باشد، چرا هنوز انسانیت هیچ نشانی از آن پیدا نکرده است؟ این معما یکی از دغدغه‌های ذهنی ماست! و چرا نه؟ به موارد زیر توجه کنید:
- کهکشان برای تقریباً ۱۴ میلیارد سال وجود داشته است.
- سامانه خورشیدی تنها حدود ۴.۵ میلیارد سال وجود داشته است.
- براساس شواهد فسیلی، زندگی حدود ۴ میلیارد سال پیش پدید آمده است.
- مواد اولیه برای زندگی در کهکشان به‌وفور یافت می‌شوند.
با این شرایط، زندگی باید در کیهان به وفور یافت شود و زندگی هوشمند باید چندین بار ظهور کرده باشد.
انسان‌ها به مدت شصت سال کیهان را به طور عمیق‌تر مطالعه کرده‌اند و به ستارگان دوردست برای یافتن تماس‌ها و سایر نشانه‌های فعالیت‌های تکنولوژیک (معروف به تکنو-نشانه‌ها ) گوش داده‌اند. پس چرا وقتی به آسمان شب نگاه می‌کنیم، (همانطور که دانشمند و نویسنده معروف دیوید برین می‌گوید) با « سکوت بزرگ » روبرو هستیم؟
نام‌آور
این پارادوکس از فیزیکدان ایتالیایی-آمریکایی انریکو فرمی، پیشگام توسعه راکتورهای هسته‌ای و یکی از دانشمندان پروژه بمب اتم، نشأت می‌گیرد.
براساس افسانه‌های مردمی، فرمی در سال ۱۹۵۱ به هنگام بازدید از آزمایشگاه لس آلاموس (جایی که او سال‌ها پیش روی پروژه منهتن کار کرده بود) در حال بحث با همکارانش درباره احتمال وجود هوش فرازمینی بود که این سوال را پرسید: «پس بقیه کجا هستند؟»
همچنین، براساس افسانه‌ها، فرمی و همکارانش شروع به انجام محاسبات تقریبی کردند که عوامل همچون عمر کیهان، اندازه کهکشان ما، و زمانی که برای سفر بین سامانه‌های ستاره‌ای لازم است، را در نظر گرفته بودند.
آنها از این نتیجه‌گیری کردند که (به جز برخی عوامل پیچیده کننده) زمین باید چندین بار توسط فراترکیب‌ها بازدید شده باشد. با این حال، هیچ شواهدی از هیچ‌گونه «اولین تماس» با هوش فرازمینی (ETI) وجود نداشت.
سال‌ها بعد، این داستان برای شکل‌گیری مباحث درباره تلاش‌های SETI و ارزشمند بودن یا نبودن آنها استفاده شد. به طور خاص، دانشمندان مایکل هارت و فرانک تیپلر استدلال کردند که جواب به پارادوکس ساده است: انسانیت در کهکشان تنها است. با گذشت زمان، بسیاری از راه‌حل‌های پیشنهادی فراتر از فرضیه هارت-تیپلر ارائه شده و بحث درباره اینکه کدام راه‌حل محتمل‌تر است، ادامه دارد.
جالب است که دانشمندان نیز بحث کرده‌اند که آیا پارادوکس فرمی اصلاً پارادوکس است. دیوید برین از طریق ایمیل به مهندسی جالب گفت:
«در ۸۳ من اصطلاح 'سکوت بزرگ' را برای اشاره به عدم وجود نشانه‌های واضح یا سیگنال‌های تمدن‌های دیگر در میان ستارگان به کار بردم. کسی بعداً تند و کوتاه فرمی را در هنگام ناهار مطرح کرد. این به نظر خلاصة بیشتری داشت و محبوبیت یافت، اما آنچه با آن روبرو هستیم بیشتر سوالی است – یا معمایی – نه یک پارادوکس.»
صرفنظر از اینکه چه نامی به آن بدهیم، هوش فرازمینی همچنان معمایی است که طبیعی است این سوال را مطرح کند: «چرا هنوز نشانه‌ای از آنها پیدا نکرده‌ایم؟» هرچند راه‌حل‌های پیشنهاد شده زیادی برای پرداختن به آنها وجود دارند، اکثر نظریات براساس تم‌های عمومی قابل دسته‌بندی هستند.
انسانیت در جهان تنها است
در سال ۱۹۷۵، ستاره‌شناس (و ملی‌گرای سفیدپوست) مایکل هارت مقاله‌ای به نام « توضیحی برای عدم حضور فراترکیب‌ها بر روی زمین » نوشت. در هسته استدلال او این بود که اگر زندگی در گذشته در کهکشان ما پدید آمده باشد، باید به سفر بین ستاره‌ای توسعه یافته و تا کنون تمامی کهکشان را اشغال کرده باشد.
براساس محاسبات او، هارت استخراج کرد که یک تمدن قادر به سفر با سرعت ۱۰ درصد نور میتواند طی ۶۵۰۰۰۰ سال کهکشان راه شیری را بکاود و مستقر کند. به طوری که هیچ شواهدی از اینکه تمدن‌ها به زمین رسیده باشند وجود ندارد (آنچه هارت «واقعیت A» نامید)، باید به این معنا باشد که انسانیت در کهکشانی تنها است.
در سال ۱۹۸۰، فیزیکدان و کیهان‌شناس فرانک تیپلر این استدلال را بیشتر به شکل مقاله‌ای با عنوان « موجودات هوشمند فرازمینی وجود ندارند » توسعه داد.
تیپلر محاسبات پیشرفته‌ای را به کار برد و اصل کوپرنیکی را (که بیان می‌کند که نه زمین و نه انسانیت در موقعیت منحصربه‌فردی برای مشاهده کهکشان قرار ندارند) مطرح کرد. در این مورد، او فرض کرد که یک تمدن پیشرفته باید فناوری برای اکتشاف فضایی، از جمله اکتشاف خودتکثیرکننده ( پروب ون نیومن ) را توسعه دهد که اجازه می‌دهد به پیشرفت بین کهکشانی بپردازند. همانطور که او نوشت:
«علاوه بر فناوری راکتی مشابه با فناوری ما، به نظر می‌رسد که هر گونه‌ای که در ارتباطات بین ستاره‌ای شرکت می‌کند باید دارای فناوری کامپیوتری پیچیده باشد... من فرض می‌کنم که چنین گونه‌ای در نهایت یک سازنده همه‌کاره خودتکثیرکننده با هوش مشابه سطح انسانی توسعه خواهد داد... و چنین ماشینی همراه با فناوری راکت‌های امروزی میتواند کهکشان را در کمتر از ۳۰۰ میلیون سال بکاود و یا استقرار کند.»
این استدلال‌ها به طور رسمی پارادوکس فرمی را شکل دادند و به دنبال آن بسیاری از مخالف‌خوانی‌ها و عکس‌العمل‌ها مطرح شدند. معروف‌ترین واکنش از سوی مقاله‌ای بود که توسط مروج علم کارل ساگان و ویلیام نیومن در سال ۱۹۸۳ تحت عنوان « نگرش سوفیستی به هوش فرازمینی » نوشته شد.
در این مقاله، ساگان و نیومن عبارت «عدم وجود شواهد به معنای عدم وجود نیست» را ابداع کردند و بسیاری از توضیحات جایگزین را برای اینکه چرا انسانیت هنوز از فرازمینی‌ها چیزی نشنیده، ارائه دادند.
مزایا: این نظریه نبود شواهد فعلی برای هوش فرازمینی‌ها را توضیح می‌دهد.
معایب: با اینکه تلاش‌های انسان برای SETI و اکتشاف فضایی به سختی به سطح سطحی رسیده، شواهد کمی وجود دارد.
زندگی هوشمند به طور دوره‌ای نابود می‌شود
بسیاری از دانشمندان استدلال کرده‌اند که زندگی هوشمند ممکن است به دلیل نیروهای خصمانه یا تمایل به خود تخریبی به نابودی محکوم باشد. با این حال، رابین هانسون بهترین توصیف آن را با مقاله خود در سال ۱۹۹۸ با عنوان « فیلتر بزرگ: آیا ما از آن گذشته‌ایم؟ » ارائه داد. به گفته هانسون، ممکن است زندگی در کهکشان رایج باشد، اما زندگی هوشمند ممکن است به دلیل «فیلتر بزرگی» که مانع از تکامل زندگی می‌شود، نادر باشد. همانطور که او توصیف کرد:
«به نظر می‌رسد که انسانیت آینده‌ای روشن دارد، یعنی یک شانس غیرمعمول برای گسترش دادن زندگی دائمی کهکشان را پر کند. اما این واقعیت که فضای نزدیک به ما هم‌اکنون مرده به نظر می‌رسد به ما می‌گوید که هر قطعه‌ای از ماده مرده با شانس بسیار کم باعث بوجود آمدن چنین آینده‌ای می‌شود. بنابراین یک فیلتر بزرگ بین مرگ و گسترش زندگی دائمی وجود دارد، و انسانیت سوال دلهره‌آوری با عنوان: تا چه حد در این فیلتر ما پیش رفته‌ایم؟»
پیشنهادهای متعددی برای اینکه این «فیلتر» ممکن است چیست، وجود داشته باشد. برای مثال، فرضیه Berserker (نامی از سری محبوب علوم تخیلی) معتقد است که یک گونه پیشرفته ممکن است پروب‌های خودتکثیرکننده‌ای برای کاوش کهکشان ایجاد کرده باشد که در نهایت «بیرحمانه» رفتار کرده و شروع به مصرف هر چیزی در نگاهی کردند.
جایگزینی محتمل دیگر این است که یک گونه پیشرفته ممکن است این پروب‌ها را ایجاد کرده باشد تا هر زندگی هوشمندی را که ممکن است تهدیدی بالقوه باشد، نابود کند. در این سناریو، پروب‌های خصمانه همان «فیلتر» هستند. دکتر هانسون از طریق ایمیل به مهندسی جالب گفت:
«فیلتر بزرگ هر مانعی است که بین ماده مرده ساده با تمدن قابل مشاهده‌ای در فاصله قرار دارد. هر چه بیشتر از این فیلتر که ما قبلاً گذرانده‌ایم، شانس آینده ما بیشتر است. بالعکس، هر چه آسان‌تر برای زندگی بیگانه‌ای بود که به نقطه‌ای قبل از نقطه فعلی ما رسیده بود، شانس‌های آینده ما بدتر است.»
البته، در سناریوهای دیگری که پیشنهاد شده، «فیلتر» به صورت خودتخریب شدن زندگی هوشمند ظاهر می‌شود. این میتواند نتیجه‌ای نابودی هسته‌ای، تخریب زیست‌محیطی، جنگ بیولوژیکی و غیره باشد.
مزایا: یک گونه پیشرفته فقط میتواند پروب‌های خصمانه بفرستد تا سکوت بزرگ را توضیح دهد.
معایب: اگر پروب‌ها همه چیز را نابود می‌کردند، شواهدی به جا می‌گذاشتند که پیدا کردن آن سخت نباشد.
آنها از ما دوری می‌کنند
آیا ممکن است که هوش پیشرفته‌ای به عمد از تماس با انسان‌ها اجتناب کند؟ شاید آنها «دستورالعمل نخست» (مانند استار ترک) داشته باشند که از تعامل با گونه‌های کمتر پیشرفته به علت ترس از دخالت در توسعه آنها جلوگیری می‌کند.
این به عنوان «فرضیه باغ وحش»، معروف است که ادعا می‌کند ETIها مناطق ممنوعه‌ای در اطراف سامانه‌ها که گونه‌های کمتر پیشرفته ساکنند، ایجاد می‌کنند.
نسخه‌ای دیگر از این سناریو، «فرضیه نمایشگاهی» است که در آن نیت‌های ETIها بسیار کمتر نیک‌خواهانه است! در این نسخه، انسانیت در یک محیط شبیه‌سازی شده‌ای زندگی می‌کند که شبیه همان شبیه جهان واقعی است اما برای حفظ انسانیت محدود و ناآگاه از محیط اطراف طراحی شده است. در این نسخه از رویدادها، «سکوت بزرگ» نوعی توهم است که شاید روزی انسانیت توان بیرون رفتن از آن را داشته باشد.
مزایا: فرضیه باغ وحش توضیح معقولی برای اینکه چرا انسان‌ها هنوز اولین تماس را برقرار نکرده‌اند، ارائه می‌دهد. در عین حال، فرضیه نمایشگاهی با آنچه بسیاری از دانشمندان انتظار دارند که تمدن‌های پیشرفته قادر به انجام آنها باشند—مانند یک تمدن نوع سوم در مقیاس کارداشف سازگار است.
معایب: فرضیه باغ وحش فرض می‌کند که تمام زندگی پیشرفته بر پایه یک «دستورالعمل نخست» اقدام می‌کنند. تنها یک تمدن باید از این پروتکل تخطی کند تا تمام آن بی‌معنی شود. فرضیه نمایشگاهی نیز نیازمند مهندسی مگا ساختار عظیمی است که نیاز به قدرت محاسباتی عظیمی دارد. برای یک تمدن پیشرفته آسان‌تر و مقرون به صرفه‌تر است که خودش را پنهان کند.
این تنها برخی از حل‌وفصل‌های پیشنهادی در دهه‌های زیادی است که فرمی سوال معروف خود را پرسید.
علاوه بر احتمال اینکه هیچ کسی در آنجا نباشد، اینکه زندگی قبل از اینکه بتوانند تماس برقرار کند از بین می‌رود، یا اینکه تمدن‌های پیشرفته از ما دوری می‌کنند، پیشنهادهای اضافی وجود دارند که از ساده تا شگفت‌انگیز هستند. با ما بمانید زیرا ما راه‌حل‌های پیشنهاد شده برای پارادوکس فرمی (و اینکه کدام محتمل‌تر به نظر می‌رسد) را در قسمت دوم مورد بررسی قرار خواهیم داد!
