Các nhà vật lý lý thuyết có thể giúp tìm ra E.T.

Các nhà vật lý lý thuyết có thể giúp tìm ra E.T.

Sự sống ngoài Trái đất có thể không giống với loại sự sống sinh học mà chúng ta thấy trên Trái đất. (Tín dụng hình ảnh: Minh họa: Space.com; Shutterstock)



Nếu và khi con người phát hiện ra trí thông minh ngoài Trái đất, chúng ta nên mong đợi tìm thấy nó dưới dạng bộ não sinh học hay robot thông minh nhân tạo? Nó có thể là một cái gì đó giữa sinh học và công nghệ hoặc một cái gì đó khác ngoài thế giới này mà con người thậm chí còn chưa hiểu nó?

Khi tìm kiếm E.T., các nhà khoa học có xu hướng tìm kiếm những dấu hiệu của sự sống có những điểm tương đồng nhất định với sự sống trên Trái đất. Nhưng tuân theo cái hẹp đó định nghĩa của cuộc sống có thể là lý do chúng ta vẫn chưa tìm thấy bất kỳ người ngoài hành tinh nào. Chúng ta thực sự cô đơn trong vũ trụ, hay đơn giản là chúng ta không biết mình đang tìm kiếm điều gì?





Các nhà khoa học có thể gặp may mắn hơn khi tìm thấy người ngoài hành tinh nếu họ có thể đưa ra một định nghĩa về cuộc sống không quá 'lấy Trái đất làm trung tâm', một số nhà nghiên cứu cho biết. Nói cách khác, các nhà khoa học cần mở rộng phạm vi tìm kiếm để tính đến khả năng sự sống ngoài Trái đất có thể không có điểm chung nào với sự sống trên Trái đất. Các nhà sinh học và hóa học có thể gặp khó khăn khi xoay quanh một định nghĩa phổ quát hơn về sự sống, bởi vì mọi thứ họ biết về sự sống đều dựa trên những quan sát về Trái đất. Tuy nhiên, các nhà vật lý lý thuyết có thể có một cách tiếp cận tốt hơn. [13 cách để săn cuộc sống ngoài hành tinh thông minh]

'Khi tôi nghĩ về việc tìm kiếm sự sống, tôi không thực sự nghĩ về việc tìm kiếm các tế bào trên một hành tinh hoặc các phân tử trong bầu khí quyển. Tôi nghĩ về việc tìm kiếm một lĩnh vực vật lý hoàn toàn mới, 'Sara Walker, nhà sinh vật học thiên văn và nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Bang Arizona, cho biết trong một cuộc thảo luận tại Liên hoan Khoa học Thế giới ở Thành phố New York. Trong hội thảo, cô và một nhóm các chuyên gia ngoài Trái đất đã cân nhắc những khả năng của sự sống bên ngoài Trái đất và bản chất của chính sự sống.



Đặc trưng hóa cuộc sống bằng cách sử dụng vật lý thay vì sinh học hoặc hóa học 'có vẻ như là một cách nghĩ khác thường về nó', cô nói, 'nhưng chúng ta có một số lý thuyết toán học thực sự tuyệt vời về thế giới - chúng ta có cơ lượng tửthuyết tương đối rộng và những cuộc cách mạng đáng kinh ngạc này trong sự hiểu biết của chúng ta về thế giới tự nhiên - và chúng ta không có bất kỳ lý thuyết nào giải thích sự tồn tại của sự sống hoặc các đặc tính của sự sống. ' Nhưng các nhà vật lý lý thuyết có thể phát triển chúng, cô ấy nói thêm.

Trong các dự án hiện tại nhằm tìm kiếm sự sống trên các thế giới khác, các nhà sinh học và hóa học có thể yêu cầu các nhà thiên văn học tìm kiếm ' sinh học , 'hoặc các hóa chất có thể gợi ý về sự hiện diện của sự sống, như oxy và mêtan. Nhưng những dấu hiệu sinh học duy nhất mà chúng ta biết để tìm kiếm là những chất hóa học giống như những chất được tạo ra bởi các sinh vật trên Trái đất. Điều gì sẽ xảy ra nếu người ngoài hành tinh không có đặc điểm sinh học giống như người Trái đất? Hoặc điều gì sẽ xảy ra nếu chúng không tạo ra bất kỳ đặc điểm sinh học nào, bởi vì chúng không phải là sinh vật sinh học? Ngoài những đặc điểm sinh học đó, những 'cấu trúc công nghệ' như tín hiệu radio cũng có thể giúp chúng ta tìm ra những người ngoài hành tinh thông minh. Nhưng Walker gợi ý rằng các nhà vật lý lý thuyết có thể khám phá ra các loại ký hiệu mới để tìm kiếm.



Định nghĩa lại cuộc sống

Viện Sinh vật học Vũ trụ của NASA hiện đang định nghĩa cuộc sống là 'một hệ thống hóa học tự duy trì có khả năng tiến hóa theo thuyết Darwin.' Nhưng định nghĩa đó chỉ đúng đối với loại cuộc sống sinh học mà chúng ta thấy trên Trái đất, và nó loại trừ những gì Walker và các nhà khoa học khác coi là các dạng sống khác, như trí tuệ nhân tạo (ĐẾN).

Walker nói: “Một trong những vấn đề mà chúng ta thường gặp phải là cho rằng sự sống là một hiện tượng hóa học. 'Tôi nghĩ rằng có một sự nhầm lẫn giữa quy mô mà sự sống xuất hiện - có lẽ là hóa học - và định nghĩa của sự sống, có thể không liên quan đến hóa học và có thể áp dụng cho AI,' cô nói thêm. 'Chúng tôi nghĩ về cuộc sống như một hiện tượng hóa học này và một tế bào là đơn vị cơ bản cho sự sống ... nhưng đó có thể là một tầm nhìn quá hạn hẹp, 'Walker nói. Cô ấy nói: “Nếu bạn có một cái nhìn mở rộng và thực sự đang tìm kiếm những quá trình cơ bản cơ bản hơn của cuộc sống, nó thực sự mở ra cho bạn những chân trời cho những thứ mà bạn có thể đang tìm kiếm.

Tham luận viên Susan Schneider, một nhà triết học thuộc Nhóm AI, Tâm trí và Xã hội tại Đại học Connecticut, cũng nói rằng định nghĩa của NASA về cuộc sống quá hạn hẹp. 'Điều gì sẽ xảy ra nếu AI tự duy trì và có đủ loại đặc tính hấp dẫn, nhưng ví dụ mà chúng ta có được tạo ra bởi thiết kế thông minh - nghĩa là chúng ta là nhà thiết kế, chúng ta tạo ra các hệ thống AI - và nó không phát triển trong một Thời trang Darwin? ' Theo định nghĩa của NASA, AI sẽ không được coi là một dạng sống. Tuy nhiên, khi tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái đất, các nhà nghiên cứu không nên sẵn sàng và có thể nhận ra phiên bản nhân tạo của sự sống?

(Từ trái sang phải) Phi hành gia NASA đã nghỉ hưu Nicole Stott, nhà thiên văn học Lisa Kaltenegger, nhà thiên văn học Caleb Scharf, nhà triết học Susan Schneider và nhà vật lý lý thuyết Sara Walker nói về bản chất của sự sống và việc tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái đất tại Liên hoan Khoa học Thế giới ở Thành phố New York trên Ngày 2 tháng 6 năm 2018.

(Từ trái sang phải) Phi hành gia NASA đã nghỉ hưu Nicole Stott, nhà thiên văn học Lisa Kaltenegger, nhà thiên văn học Caleb Scharf, nhà triết học Susan Schneider và nhà vật lý lý thuyết Sara Walker nói về bản chất của sự sống và việc tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái đất tại Liên hoan Khoa học Thế giới ở Thành phố New York trên Ngày 2 tháng 6 năm 2018.(Tín dụng hình ảnh: Greg Kessler / Liên hoan Khoa học Thế giới)

Tại sao lại tìm kiếm ET thông minh nhân tạo?

Các nhà khoa học và các tác giả khoa học viễn tưởng từ lâu đã giải trí rằng trí tuệ nhân tạo do con người tạo ra cuối cùng sẽ tồn tại lâu hơn chúng ta, trong khi một số đi xa hơn khi nói rằng một ngày nào đó robot AI sẽ có khả năng chiếm lĩnh thế giới.

Walker nói: “Có thể có trường hợp hành tinh của chúng ta sẽ phát triển đủ công nghệ để chúng ta tích hợp với các hệ thống nhân tạo, hoặc chúng ta bị ép buộc bởi các hệ thống nhân tạo, và chúng trở thành con cháu của chúng ta trong tương lai lâu dài. 'Nhưng khả năng nó xảy ra trên các hành tinh khác là chủ đề của cuộc tranh luận gay gắt.' Nếu quá trình đó là điển hình cho cuộc sống công nghệ tiên tiến chứ không chỉ là một sự bất thường diễn ra trên Trái đất, thì 'có vẻ như trường hợp chúng ta gặp phải các nền văn minh thông minh, chúng có nhiều khả năng là nhân tạo', cô nói.

Cho dù một cuộc chiến tranh hạt nhân, biến đổi khí hậu hay một tiểu hành tinh khổng lồ khiến hành tinh của chúng ta không thể ở được - hay ngay cả khi chúng ta cố gắng bất chấp mọi rủi ro và tồn tại cho đến khi mặt trời sắp tàn của chúng ta nở ra và nhấn chìm Trái đất, thiêu rụi mọi thứ trên đó trong vài tỷ năm nữa - Lisa Kaltenegger, một nhà thiên văn học tại Đại học Cornell ở New York, cho biết sớm hay muộn, con người sẽ không thể tồn tại trên hành tinh này nữa.

Các cỗ máy AI của chúng ta một ngày nào đó có thể có cơ hội sống sót cao hơn chúng ta, bởi vì chúng không có gánh nặng cần oxy để thở, nước để uống hoặc thức ăn để ăn. Miễn là chúng được tiếp cận với nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, về mặt lý thuyết, robot AI có thể sống mãi mãi. (Kaltenegger cũng lập luận rằng con người về mặt lý thuyết có thể sống mãi mãi bằng cách thành công trở thành một loài giữa các vì sao , nhưng tôi sẽ không mở hộp sâu đó trong bài viết này.)

Trong kế hoạch lớn của mọi thứ - sự mở rộng của Vũ trụ 13,8 tỷ năm tuổi - Robot AI có thể phổ biến hơn người ngoài hành tinh sinh học, giả định rằng các dạng sống thông minh khác có xu hướng tạo ra và sử dụng AI giống như cách mà con người làm và có thể làm trong tương lai, Walker nói.

Hành tinh Trái đất khoảng 4,5 tỷ năm tuổi. Tổ tiên của chúng ta trở thành một loài thông minh chỉ khoảng từ 60.000 đến 100.000 năm trước, và gần đây chúng ta mới bắt đầu phát triển công nghệ AI vào giữa thế kỷ 20. Giả sử rằng những người ngoài hành tinh ít nhất cũng thông minh và có công nghệ tiên tiến như con người sẽ phát triển AI của riêng họ, thì có thể có nhiều thế hệ con cháu AI robot ngoài kia hơn những nhà phát minh sinh học, người phàm trần của họ, Walker nói. Và bởi vì các nền văn minh ngoài hành tinh có thể lâu hơn Trái đất hàng tỷ năm, chúng có thể tiến bộ đến mức chúng ta thậm chí không thể bắt đầu hình dung chúng trông như thế nào, cô ấy nói. Chúng có thể là con người-AI lai giống như cyborgs, hoặc thậm chí chúng có thể là dạng sống hoàn toàn nhân tạo được tạo ra bởi một loài sinh học không còn tồn tại.

Vật lý săn người ngoài hành tinh mới

Chúng ta có phải là sự sống thông minh duy nhất trong vũ trụ? Hãy xem chúng tôi định tìm hiểu như thế nào trong đồ họa thông tin đầy đủ này.

Chúng ta có phải là sự sống thông minh duy nhất trong vũ trụ? Hãy xem chúng tôi định tìm hiểu như thế nào trong đồ họa thông tin đầy đủ này.(Tín dụng hình ảnh: Bởi Karl Tate, Nghệ sĩ đồ họa thông tin)

Cho dù đó là 'những người đàn ông xanh nhỏ bé' trên hành tinh khác hay thuộc địa của những người máy thông minh nhân tạo trên tàu vũ trụ giữa các vì sao, bất kỳ hệ thống nào xử lý thông tin về môi trường xung quanh nó và sử dụng thông tin đó để tồn tại và phát triển đều có thể được coi là một dạng sống, Walker nói với Space. com. 'Tôi nghĩ mọi người muốn phân biệt giữa sinh học và nhân tạo, nhưng trong tâm trí tôi, chúng đều là hệ thống xử lý thông tin và chúng đại diện cho cùng một loại vật lý', cô nói.

Loại thông tin trong các hệ thống 'sống' khiến các nhà vật lý lý thuyết như Walker quan tâm đến 'quá trình mà các hệ thống sinh học dường như thu nhận kiến ​​thức hoặc thông tin về thế giới của chúng và sử dụng thông tin đó để làm những điều thực sự thú vị và [điều đó] khiến chúng trở nên rất kỳ lạ. Walker nói. Cô nói, cách tiếp cận này chia nhỏ sự sống đến mức cơ bản vượt xa những gì khoa học đời sống có thể giải thích. Tuy nhiên, các nhà vật lý có thể đi sâu vào vấn đề bằng cách sử dụng các mô hình toán học để mô tả các hệ thống như vậy theo cách khác nhau bằng cách sử dụng lý thuyết mạng .

Walker cho biết: 'Khi tôi nghĩ về việc tìm kiếm sự sống, tôi nghĩ về những cấu trúc toán học mà chúng ta sử dụng để mô tả sự sống trên Trái đất mà chúng ta nên nghĩ đến' để tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác. 'Nếu bạn nhìn vào các hệ thống như hóa học xảy ra trong tế bào của bạn hoặc cấu trúc của internet hoặc cấu trúc của Facebook [các kết nối], có rất nhiều điều luật trong cách các mạng đó được cấu trúc , và rất nhiều điều đó liên quan đến cách thông tin đang cấu trúc các hệ thống đó, 'Walker nói.

Mặc dù các thành viên của một mạng xã hội như Facebook không tương tác với nhau về mặt vật lý, nhưng họ tương tác 'thông qua công nghệ thông tin hoặc một số hình thức trao đổi thông tin', cô nói. Những tương tác đó có thể được lập bản đồ toán học và các nhà nghiên cứu có thể sử dụng số liệu thống kê để tìm hiểu thêm về cách các cá nhân trong mạng đó hoạt động tổng thể.

'Cách chúng tôi thể hiện hóa học trong tế bào của bạn như một mạng lưới là chúng tôi nói rằng các phân tử tương tác với nhau, vì vậy chúng sẽ là' nút 'trong mạng. Nếu chúng tham gia vào một phản ứng cùng nhau, thì chúng có một ranh giới giữa chúng. Bạn cũng có thể đại diện cho bầu không khí [ngoài hành tinh] theo cách đó, 'Walker nói. 'Một số người đã thực hiện một số nghiên cứu sơ bộ, nơi họ cho thấy [rằng] bầu khí quyển của Trái đất trông giống chất hóa học bên trong các tế bào của bạn hơn là giống bầu khí quyển của Sao Hỏa hoặc Sao Kim từ góc độ mạng này. '

Mặc dù cô ấy thừa nhận rằng những phát hiện từ những nghiên cứu sơ bộ này vẫn chưa xác nhận một cách cụ thể rằng đây là 'thuộc tính cấp hệ thống của bầu khí quyển của các hành tinh có người ở', cô ấy nói rằng ý tưởng này 'cho chúng ta một cơ hội tốt hơn để suy nghĩ về các hệ thống sinh học tại một hành tinh tỉ lệ.

'Làm thế nào chúng ta thực sự có thể sử dụng nó như một chữ ký sinh học không chỉ phụ thuộc vào các phân tử cụ thể tham gia vào các mạng đó, mà còn thực sự là tổ chức cấp hệ thống?' Walker hỏi. Đây là nơi các nhà vật lý lý thuyết có công việc của họ.

Sử dụng lý thuyết mạng, các nhà vật lý lý thuyết có thể mở rộng các tiêu chí cho việc tìm kiếm sự sống để bất kỳ loại hệ thống có tổ chức và dường như phi tự nhiên nào sẽ được công nhận là một dạng sự sống, Walker nói.

Walker nói: “Tôi thực sự nghĩ rằng các thành phố đang tồn tại, và tôi nghĩ rằng máy tính đang tồn tại và tôi nghĩ AI đang tồn tại. 'Đây là tất cả các ví dụ về cùng một loại thông tin quan trọng đối với thế giới và tái xuất hiện ở các quy mô khác nhau, và chúng tôi thực sự không biết mức độ cao trong hệ thống phân cấp. Chúng ta biết rằng hóa học [được] tổ chức thành các sinh vật tế bào độc nhất và [các sinh vật đó] được tổ chức thành các sinh vật đa bào. Và sau đó chúng tôi có các hệ thống xã hội, và sau đó chúng tôi có các thành phố, và chúng tôi có nền văn minh công nghệ hiện được tích hợp toàn cầu, và bây giờ chúng tôi phát minh ra trí tuệ nhân tạo . '

Đối với các nền văn minh ngoài hành tinh đã tồn tại lâu hơn con người nhiều, hệ thống phân cấp đó có thể tiến tới mức các loại sự sống rất tiên tiến 'có thể trông hoàn toàn khác so với bất cứ điều gì mà chúng ta có thể dự đoán ngay bây giờ', Walker nói. Nếu các nhà khoa học có thể hiểu sự sống ở cấp độ cơ bản nhất, chúng ta sẽ có cơ hội tốt hơn để nhận ra những dạng kỳ lạ nhất của sự sống, ngay cả khi chúng ta không biết mình đang tìm kiếm điều gì.

Gửi email cho Hanneke Weitering theo địa chỉ hweitering@space.com hoặc theo dõi cô ấy @hannekescience . Theo chúng tôi @Spacedotcom , Facebook Google+ . Bài báo gốc trên Space.com .