حيات هوشمند روي زمين؛ رويدادي نادر يا معمول؟
اگر زمين دوباره از ابتدا متولد شود و زمان درست به لحظه‌اي پس از سردشدن ماگماهاي جديد و توقف باران شهاب‌سنگي برگردد، آيا احتمال تكامل حيات بازهم وجود خواهد داشت؟ آيا حيات به‌تكامل‌رسيده هوشمند خواهد شد؟ مقاله‌اي جديد به اين پرسش پاسخ داده است: حيات در شرايطي مشابه زمين به‌سرعت و به‌آساني تشكيل مي‌شود؛ اما حيات هوشمند احتمالا كمياب است و سرعت تكامل كُندي دارد و حتي ممكن است در شرايط مشابه دوباره ظهور نكند.
برخي گزارش‌ها مقاله‌ي يادشده را به احتمال تكامل حيات هوشمند (حيات و تمدن فرازميني) جايي غير از سياره‌ي زمين نسبت داده‌اند؛ اما ديويد كيپينگ، ستاره‌شناس دانشگاه كلمبيا و مؤلف اين مقاله، موضوع پژوهش خود را صرفا سياره‌ي زمين عنوان كرده است. مقاله‌ي او پرسش‌هاي مربوط به سياره‌هاي ديگر را بي‌پاسخ مي‌گذارد. او از روشي آماري به‌نام تحليل بيزي براي مطالعه مجموعه‌اي از نقاط داده‌اي موجود استفاده كرده و به نتايجي درباره‌ي بخت تكامل انسان رسيده است.
تحليل بيزي چيست؟
به‌گفته‌ي پاولين بارمبي، اخترشناس دانشگاه اونتاريوي غربي، دو روش اصلي براي تحليل‌هاي آماري وجود دارد: ۱. فراواني‌گرايي؛ ۲. بيزي. شبكه‌هاي خبري براي اعلام برنده‌ي انتخابات رياست‌جمهوري و متخصصان هواشناسي براي پيش‌بيني وضعيت آب‌و‌هوا و مقام‌هاي بهداشتي براي اعلام آلودگي ويروس كرونا براساس نمونه‌هاي محدود، از روش‌هاي فراواني‌گرا استفاده مي‌كنند. به‌بيان‌ِديگر، آن‌ها از اطلاعات محدود خود براي مطالعه حقايقي درباره‌ي اوضاع‌واحوال جهان استفاده مي‌كنند. تحليل بيزي دقيق‌تر به شبيه‌سازي تفكر انسان مي‌پردازد. ويل فار، اختر‌فيزيك‌دان دانشگاه استوني بروك نيويورك مي‌گويد:
در مواجهه با داده‌ها، تحليل بيزي صرفا راهي براي توصيف و به‌روزرساني عقايد يا محتواي اطلاعاتي است.
براي مثال، براي پرتاب آزاد بسكتبال چقدر احتمال وجود دارد؛ درحالي‌كه بيست پرتاب قبلي را از دست داده باشيد؟ اگر پنجاه پرتاب قبلي ناموفق باشند، چطور؟ پژوهشگران با روش بيزي، فرضيه‌ها و ميزان اطمينان آن‌ها را مطالعه مي‌كنند.
انسان خوش‌اقبال
كيپينگ در مقاله‌ي خود از مجموعه‌نقاط داده‌اي استفاده كرد كه درباره‌ي چگونگي شكل‌گيري حيات و تكامل هوش روي زمين و تخمين‌هايي درباره‌ي مدت زمان لازم براي سكونت‌پذيري زمين براساس چرخه‌ي حيات خورشيد جمع‌آوري شده‌اند. در مرحله‌ي بعدي، از روش بيزي براي محاسبه‌ي احتمال هر رويداد در سناريوهاي سريع و آهسته و كمياب استفاده كرد.
اگر ظهور حيات از زمان پيدايش خودكار (آبيوجنسيس) سريع باشد، درصورت تولد دوباره‌ي زمين، حيات در طول ميلياردها سال به‌تكامل مي‌رسد؛ اما اگر حيات به‌آهستگي شكل گرفته باشد، حيات روي زمين را به چيزي جز بخت‌واقبال نمي‌توان نسبت داد. همين موضوع‌ها براي حيات هوشمند هم صدق مي‌كنند. برخي از يافته‌هاي كيپينگ دراين‌زمينه بدين‌شرح‌اند:
- زمين حدود ۴/۲۱ ميليارد سال پيش به سياره‌اي سكونت‌پذير تبديل شد. اين وضعيت درست پس از برخورد تيا با زمين در ۴/۵۱ ميليارد سال پيش به‌وجود آمد. اين برخورد به شكل‌گيري ماه، قمر زمين، منجر شد. تقريبا ۳۰۰ ميليون سال بعد، آب و جوّ زمين شكل گرفتند. تيا سياره‌ي شبه‌مريخ است كه ۴۰ ميليون سال بعد به‌همراه برخوردكننده‌ي ديگري به‌نام مونتيا به زمين برخورد كرد.
- شواهد قوي حيات روي زمين، ازجمله ميكروفسيل‌هاي موجود در سنگ‌ها، ۳/۴۶۵ ميليارد سال پيش يا تقريبا ۷۴۵ ميليون سال پس از سكونت‌پذيري زمين به‌وجود آمدند. همچنين، نشانه‌هاي ديگري از حيات، ازجمله كربن با ايزوتوپ‌هاي مفقود رسوب‌هاي زيركن، درست ۳۰۴ ميليون سال پس از سكونت‌پذيري زمين به‌وجود آمدند.
- حيات هوشمند، يعني انسان هم مدت‌ها بعد به‌وجود آمدند. نخستي‌سان‌ها در نيم‌ميليون سال گذشته به‌تكامل رسيدند؛ بنابراين، انسان بخش بسياري كوچكي از بازه‌ي زماني ۴/۲۱ ميليارد ساله را دربر مي‌گيرد.
- انسان احتمالا در آخرين بازه‌ي تاريخچه‌ي سكونت‌پذيري زمين زندگي مي‌كند. به عقيده‌ي ستاره‌شناسان، در يك ميليارد سال آينده، خورشيد به قدري درخشان مي‌شود و انرژي زيادي آزاد مي‌كند كه حتي سنگ‌ها هم كربن‌دي‌اكسيد جوّ را جذب مي‌كنند. درحال‌حاضر هم، اين فرايند در بعضي سنگ‌ها ديده شده؛ اما سرعتش كمتر است. پس از آنكه كربن‌دي‌اكسيد موجود در جوّ به زير ۱۰ بخش در ميليون برسد، گياهان مي‌ميرند و زنجيره‌ي غذايي دچار فروپاشي مي‌شود و تنها ميكروب‌ها مي‌توانند به حياتشان ادامه دهند؛ بنابراين، چنين مرحله‌اي براي تشكيل حيات هوشمند بسيار دير خواهد بود.
آيا اگر زمين دوباره تشكيل شود، حيات هوشمند در آن به تكامل خواهد رسيد؟
ايزابل ويندر، زيست‌شناس و باستان‌شناس و متخصص كارشناس تكامل انسان در دانشگاه بانگور بريتانيا، معتقد است تاريخچه‌ي حيات روي زمين اساسا درست است. بااين‌حال، هنوز داده‌هاي زيادي دراين‌باره وجود ندارد و داده‌هاي موجود هم براي تحليل‌هاي فراواني‌گرا كافي نيستند. گفتني است تنها يك آزمايش زمين انجام شده و هيچ سياره‌ي مشابهي براي مقايسه پيدا نشده است؛ اما تحليل بيزي شفافيت بيشتري ارائه مي‌دهد. كيپينگ با استفاده از مدلي مناسب و دقيق به مجموعه‌اي عددي رسيد. طبق احتمالي سه به يك، آبيوجنسيس فرايندي سريع بوده است؛ اما طبق احتمالي سه به دو، حيات هوشمند نادر است. اگر تاريخ زمين به ابتدا بازگردد و تنها كمي تغيير كند، احتمال تكامل انسان‌ها يا موجودات شبيه آن‌ها به صفر خواهد رسيد. فار مي‌گويد:
حيات درست چندصدميليون يا شايد يك‌ميليارد سال پس از توقف بمباران شهابي زمين، شكل گرفته است. انسان‌ها در پايان بازه‌ي چهارميلياردساله به‌تكامل رسيدند و زمين ممكن است به مدت يك‌ميليارد سال آينده ديگر سكونت‌پذير نباشد. اين اطلاعات بسيار سودمند است. شايد بپرسيد اگر اعداد به‌همين‌ترتيب باقي بمانند؛ اما زمين به دور ستاره‌اي متفاوت بچرخد، چه اتفاقي خواهد افتاد؟
ممكن است حيات هوشمند بيش از يك‌بار روي زمين ظهور كرده باشد
پاسخ به پرسش بالا به ستاره‌هاي كوتوله‌ي سرخ وابسته است. اين ستاره‌ها متداول‌تر از خورشيد هستند و ممكن است ده‌ها‌ميليارد سال بيشتر از خورشيد از حيات همراهي كنند. بااين‌حال، اين ستاره‌ها به‌شدت درمعرض تشعشعات راديواكتيو قرار دارند و ممكن است حيات را از روي سياره‌هاي خود محو كنند. البته مقاله‌ي كيپينگ بيشتر به زمين مربوط است تا حيات فرازميني. فار بيان مي‌كند:
اگر مي‌خواهيد حيات زمين را به حيات فرازميني تعميم دهيد، تنها كار پژوهشي كافي نيست و مسائل شهودي هم مطرح مي‌شوند. اعداد موجود در مقاله ممكن است ذهني باشند يا عيني و براي جمع‌آوري چنين داده‌هايي و تعميم آن‌ها به فرازميني‌ها، به مطالب ذهني هم نياز است.
بااين‌همه، مقاله‌ي كيپينگ نمونه‌ي مناسبي از تحليل آماري با اطلاعات محدودي است كه درباره‌ي زمين به‌دست آمده‌اند.
معناي حيات
به‌عقيده‌ي ويندر، با اينكه مقاله‌ي كيپينگ فرضيه‌ها و ساده‌سازي‌هاي معقولي ارائه مي‌دهند، تمام اينها صرفا در حد فرضيه هستند. ممكن است حيات هوشمند پس از شكل‌گيري حيات آغازين به‌تكامل برسد و خود حيات نيز به سياره‌اي سكونت‌پذير نياز دارد.
مقاله‌ي كيپينگ صرفا به زمان ظهور اولين حيات و زمان ظهور حيات هوشمند پس از سكونت‌پذيرشدن سياره اشاره مي‌كند. اين مقاله اهميتي نمي‌دهد حيات و حيات هوشمند بيش از يك‌بار ظهور كرده‌اند و به شكل‌هاي مختلف حيات نيز اشاره‌اي نمي‌كند. البته اين فرايند براي ساخت مدل رياضي منطقي است؛ اما جزئيات ظاهري سكونت‌پذيري و حيات و حيات هوشمند بسيار فراتر از مقاله‌ي كيپينگ هستند.
قبل از انفجار كامبرين درحدود ۵۴۱ ميليون سال پيش، حيات نسبتا ساده بود. سوابق فسيلي ميلياردها سال نشان‌دهنده‌ي وجود سلول‌هاي منفرد و كولوني‌هاي كوچك روي سياره‌ي زمين هستند. سپس در طول انفجار كامبرين، تنوع حيات به‌سرعت افزايش يافت. در طول ده‌ها‌ميليون سال، تقريبا تمام شكل‌هاي حيات، ازجمله مهره‌داران، ظهور كردند.
گروهي از موجودات با ظاهري كاملا متفاوت با موجودات امروزي تكثير شدند. اين فرايند نشان‌دهنده‌ي مسيرهاي متفاوت تكامل حيات است. سپس، انقراضي انبوه درحدود ۴۸۸ ميليون سال پيش بخش زيادي از تنوع زيستي زمين را از بين برد و حيات جانوري را به حيات كنوني محدود كرد. مقاله‌ي كيپينگ صرفا به خلاصه‌اي از تمام اين فرايندها اشاره كرده است.
به‌عقيده‌ي ويندر، مدل كيپينگ درباره‌ي ظهور مجدد حيات هوشمند صرفا به اولين ظهور آن اهميت مي‌دهد و فرض را بر اين مي‌گذارد كه حيات صرفا يك‌مرتبه با انسان‌ها روي زمين ظهور كرده است. به‌گفته‌ي ويندور، اجداد مشترك انسان‌ها و ديگر ايپ‌ها با تعاريف فعلي از هوش منطبق هستند؛ اما نمي‌توان با اطمينان گفت هوش صرفا يك‌مرتبه روي زمين ظهور كرده است. اگر شكل‌گيري حيات روي زمين از ابتدا آغاز شود، احتمال تغيير نتايج وجود خواهد داشت. ويندر اعتقاد دارد:
با نگاه‌كردن به تكامل و تاريخچه‌ي حيات، به‌سختي مي‌توان گفت حيات صرفا يك‌بار به‌تكامل رسيده است. براي مثال چشم‌ها منشأهاي متعددي دارند. همچنين، روش‌هاي متعددي براي زندگي وجود داشته است و گونه‌هاي متفاوتي از آب به‌تكامل رسيده‌اند. احتمال تكامل حيات بيش از يك‌بار را بسيار زياد مي‌دانم.
ويندر معتقد است مقاله‌ي كيپينگ كمابيش گونه‌هاي هوشمند را صرفا به‌عنوان گونه‌هايي تعريف مي‌كند كه مي‌توانند كارهايي مثل نوشتن مقاله را انجام دهند. به‌طور‌كلي، ستاره‌شناسان تمايل دارند حيات هوشمند را به‌شكل ستاره‌شناسان تعريف كنند. براي مثال، گونه‌هايي كه سيگنال‌هاي راديويي را به فضا ارسال مي‌كنند و خود به شكار امواج راديويي ديگر مي‌روند.
- بشر در سال ۲۰۲۰ موفق به يافتن حيات فرازميني هوشمند خواهد شد؟
- چرا ما زنده هستيم؟ داستان عنصر پرانرژي سازنده حيات
تعريف‌هاي منطقي متعددي از هوش وجود دارند كه نشان مي‌دهند بيش از يك‌بار به‌تكامل رسيده است. براي مثال، مي‌توان به هوش گونه‌هايي مثل دلفين‌ها، وال‌ها، سرپايان يا اسكوييدها اشاره كرد. رفتارهايي مثل زبان و استفاده از ابزار و ظرفيت تفكر درباره‌ي خود صرفا منحصر به انسان نيستند. با اينكه دانشمندان انواع مشخصي از قابليت‌هاي ذهني را منحصر به انسان‌ها مي‌دانند، اين قابليت‌ها در برخي حيوانات هم ديده شده‌اند.
درصورتي‌كه پيچيدگي‌هاي يادشده در انديشه متخصصين گرفته شوند، مدل كيپينگ تغيير خواهد كرد؛ درنتيجه، هوش بيش از يك‌بار و در شاخه‌هاي مختلف ظهور خواهد كرد. همچنين، اگر فرض شود هوش زودتر در تاريخچه‌ي تكامل انسان ظهور كرده است، مدل كيپينگ تغيير خواهد كرد.
حيات هوشمند صرفا منحصر به انسان نيست
افزون‌براين، تاريخ دقيق ظهور هوش در تاريخچه‌ي انسان صرف‌انديشه متخصصين از مدل كيپينگ است. اگر چندصد سال گذشته در انديشه متخصصين گرفته شود، نتايج تقريبا يكسان خواهند بود و براساس نحوه‌ي دقيق ظهور حيات در تاريخچه‌ي زمين تغيير نخواهند كرد. در‌هر‌صورت مدل كيپينگ به‌دليل ابهام درباره‌ي تعداد ظهور حيات هوشمند روي زمين به تغيير نياز دارد. ويندر مي‌گويد: «بدون تكرار مجموعه‌هاي پيچيده‌اي از انتگرال‌گيري‌هاي عددي نمي‌توانم دقيقا به پرسش‌ها پاسخ دهم». باوجوداين، كيپينگ معتقد است احتمال ظهور حيات زياد هم طولاني نيست. او مي‌گويد:
به هر شكلي كه بخواهيم حيات را تعريف كنيم، احتمال ظهور حيات مبهم و پراكنده باقي خواهد ماند؛ همان‌طوركه احتمال وجود هوش فرازميني هنوز به‌صورت رازي بزرگ باقي مانده است.
مقاله‌ي كيپينگ همچنين تمايل تمدن‌هاي هوشمند به بقا يا نابودي را نشان نمي‌دهد؛ زيرا تمدن انسان براي پاسخ‌گويي به پرسش‌ها قدمت كافي را ندارد. به‌عقيده‌ي كيپينگ، بهترين كار مطالعه نشانه‌هاي حيات هوشمند فرازميني است؛ اما زمان كشف حيات هوشمند فرازميني هنوز مشخص نيست.
هم انديشي ها