
Одним из максимально сложных для понимания моментов, связанных с рисками человеческого вымирания, является так называемая Теорема о конце света. В зависимости от её истинности либо ложности наша оценка вероятности человеческого вымирания может меняться. Существует множество несовместимых версий теоремы, и не наблюдается никакого единого мнения между учеными, её исследующими.
Теорема о конце света имеет статус научной гипотезы - это означает, что работы, посвященные ей, публикуются в ведущих научных и философских журналах в разделе «гипотезы». Следовательно, она не является ни апокалиптической фантазией, ни псевдонаучной теорией вроде теории о внезапном смещении полюсов Земли. Наряду с тем она довольно сложна, как специальная теория относительности, и, в отличие от взрыва атомной бомбы, её невозможно представить визуально.
В основе данной теоремы лежит так называемый принцип Коперника, который гласит, что мы являемся обычными наблюдателями Вселенной и находимся в обычных условиях. Либо, иначе говоря, я нахожусь в середине некоего процесса, и вряд ли в самом его начале либо в самом конце. Данный принцип применим к любым процессам и явлениям.
К примеру, я могу с большой долей уверенности утверждать, что читатель данного текста не читает его ни в 1 час ночи 1 января, ни в 11 вечера 31 декабря, а где-то в середине года. Я так же со значительной вероятностью могу утверждать, что фамилия читателя не начинается на Аа и на Яя.
Либо к примеру, если я ткну пальцем в случайного человека на улице, весьма маловероятно, что данный человек будет жить свой первый либо свой последний день на Земле. Наверняка ещё весьма маловероятно, что мой читатель в настоящее время располагается на экваторе либо на Северном полюсе, а наверняка - где-то между ними. Все это кажется самоочевидным.
Теорема о конце света применяет приведенные выше рассуждения к моему месту в человеческой истории. Т.е. наверняка я живу в её середине, а не в самом начале и не в самом конце. И крайне маловероятно, что мой читатель является Адамом либо его ближайшим родственником, либо последним выжившим человеком в атомном бункере.
Отсюда нетривиальный вывод: зная свое нынешнее положение в истории человечества как среднее, можно примерно оценить будущее время существования человечества. Т.е. человечество проживет ещё приблизительно столько же, сколько оно прожило в прошлом. Так как виду Homo sapiens на в наше время 100 000 лет, то можно предположить, что он просуществует ещё приблизительно такое же время.
Если это рассуждение верно, то человечество никогда не станет цивилизацией, которая в течение миллиардов лет покорит всю Галактику. Но не особенно пугающий результат - гибель через 100 000 лет - мы получаем, только пока рассматриваем лишь возраст человечества в годах.
Впрочем для максимально точного вычисления среднего положения нам нужно применять не продолжительность существования человечества, а учесть тот факт, что плотность населения непрерывно росла, и поэтому намного вероятнее родиться в период, когда население Земли исчисляется миллиардами, как в XX веке. Для этого нужно применять не дату рождения человека, а его ранг рождения, т.е. его как бы порядковый номер в счету родившихся людей.
До настоящего времени на Земле родилось приблизительно 100 миллиардов людей. Если верно, что я нахожусь приблизительно в середине общего числа людей, которое когда-нибудь будет жить на Земле, то в скором времени, до человеческого вымирания, родится приблизительно так же порядка 100 миллиардов людей (точная связь вероятности и ожидаемого числа задается формулой Готта). Впрочем, принимая во внимание то, что население Земли приближается к 10 миллиардам, искомые следующие 100 миллиардов будут набраны менее чем за тысячу лет.
Итак, тот факт, что наверняка я нахожусь в обычных условиях, обозначает, что шансы для человечества погибнуть в ближайшую тысячу лет очень велики - такова максимально простая формулировка Теоремы о конце света.
Вероятно, большая часть читателей начали испытывать глубокое чувство протеста против приведенных выше рассуждений, усмотрев в них множество логических ошибок и издевательств над теорией вероятности. Кто-то уже вспомнил анекдот про шансы встретить динозавра на улице (50 на 50 - либо встретишь, либо нет). Это естественная реакция. Большая часть исследователей еще приняло данную теорию в штыки. Впрочем проблема в том, что данная теория не имеет простых опровержений. Т.е. их существуют десятки, но ни одно из них не имеет общезначимой убедительной силы, и всегда расположены контраргументы.
Первый раз эта идея пришла в голову Б. Картеру в начале 80-х годов, одновременно с популярным «антропным принципом». Впрочем он не решился её опубликовать как слишком смелую. Позже её опубликовал Дж. Лесли в своей книге «Конец света» и ряде статей. В формулировке Картера - Лесли Теорема о конце света имеет более сложный вид с использованием базовой теории вероятностей теоремы Байеса, впрочем окончательный результат получается даже хуже, чем в приведенном упрощенном изложении - т.е. вероятность человеческого выживания оказывается намного ниже.
Впрочем пока Картер колебался, публиковать ли свое открытие, к похожим выводам, но в иной, более обыкновенной математической форме пришел Ричард Готт, который опубликовал в авторитетном журнале Nature гипотезу о том, что, зная прошлое время существования объекта, можно дать вероятностную оценку того, сколько времени он ещё просуществует - при условии, что я наблюдаю этот процесс в случайный момент времени его существования.
К примеру, если я возьму случайного человека с улицы, то я могу дать, применяя формулу Готта, следующую оценку вероятной продолжительности его будущей жизни: с вероятностью в 50 процентов он умрет в период времени, равный от одной трети до трех его текущих возрастов. К примеру, если человеку 30 лет, то я могу с уверенностью в 50 процентов утверждать, что он проживет так же от 10 до 90 лет, т.е. умрет в возрасте от 40 до 120. Несомненно, это верное, но крайне расплывчатое предсказание.
Разумеется, если взять 90-летнего старика либо годовалого младенца, то предсказание будет неверным - впрочем нельзя намеренно выбирать контрпримеры, поскольку условием применимости формулы Готта является выборка случайного человека.
Определенно еще тот факт, что средняя скорость молекул газа в воздухе составляет 500 метров в секунду, не опровергается тем, что некоторые молекулы имеют скорость в 3 километра в секунду, а прочие неподвижны - потому что статистические высказывания не опровергаются отдельными примерами.
Действенность своей формулы Ричард Готт после чего успешно продемонстрировал, предсказав будущую продолжительность бродвейских шоу только исходя из знания о том, сколько времени каждое из них уже шло, а еще время распада радиоактивного элемента, если неизвестно, какой это элемент.
Кстати, история открытия Готтом своей формулы так же очень интересна. Будучи студентом, он приехал в Берлин и узнал, что Берлинская стена существует уже 7 лет. Он заключил, что его приезд в Берлин и возраст стены являются взаимослучайными событиями, и, воспользовавшись принципом Коперника, предположил, что наверняка он располагается примерно в середине времени существования Берлинской стены. Отсюда он сделал оценку, что с вероятностью в 50 процентов стена падет в период от 2,5 до 21 года от тех пор. Приблизительно через двадцать лет стена пала, и Готта удивила точность его предсказания. Тогда он и решился исследовать тему подробнее. Естественно, он применил свою формулу и к оценке времени будущего существования человечества, в конечном итоге чего получил рассуждения, аналогичные тем, с которых мы начали.
Следует обратить внимание на то, что в формулировке Картера - Лесли Теоремы о конце света вычисляется не сама вероятность человеческого вымирания, а поправка к некой знаменитой вероятности глобальной катастрофы, сделанная с учетом того факта, что мы живем до нее.
Рассмотрим, как работает такая поправка на примере. Допустим, у нас есть две с виду одинаковые урны с шариками, в одной из которых лежит 10 шариков, пронумерованных от 1 до 10, а в иной - 1000 таких же шариков, пронумерованных от 1 до 1000. Мне предлагают выдвинуть гипотезу о том, какое количество шариков располагается в урне. В этом случае моя ставка будет 50 на 50, поскольку урны одинаковые. После этого мне разрешают достать один шарик из одной урны. Если это шарик с номером более 10, то я могу быть на 100 процентов уверен, что это та урна, в которой 1000 шариков. Если же это шарик с номером меньше 10, допустим «7», то он мог принадлежать обеим урнам. Впрочем шансы достать такой шарик из первой урны - 100 процентов, а из урны с тысячью шариками - только 1 процент. Отсюда я могу заключить, что урна, из которой я достал шарик, это урна с десятью шариками, с вероятностью приблизительно в 99 процентов. Теорема Байеса описывает данную ситуацию в общем случае, когда надо «проапгрейдить» первоначальную вероятность с учетом новых данных.
Допустим, что вместо шариков у нас продолжительность существования земной цивилизации в столетиях. Тогда первой урне в 10 шариков соответствует выживание людей в течение 1000 лет, а второй урне - в течение 100 000. При этом мы знаем, что вероятность каждого из вариантов, исходя из общего теоретического анализа рисков, - 50 процентов (что весьма правдоподобно). Тогда в качестве акта «вынимания шарика» будет принятие к сведению того факта, что мы в настоящее время находимся в первом тысячелетии технологической цивилизации. Тогда с вероятностью в 99 процентов мы находимся в том русле будущего, которое просуществует только 1000 лет.
Проиллюстрируем это больше близким к теме мысленным экспериментом (данный эксперимент известен в англоязычной литературе как «парадокс спящей красавицы»). Допустим, что космонавт отправляется в загерметизированном и лишенном часов космическом корабле в состоянии анабиоза на одну из двух планет. Первая планета обречена прожить 100 лет, а вторая - 1000, затем каждая из планет взрывается. То, на какую из планет попадет космонавт, определяется броском монеты после его старта и погружения в анабиоз. При этом дата посадки для каждой из планет определяется случайным образом.
Итак, когда космонавт совершает посадку и выходит из анабиоза, но так же не открывает люк корабля, он может рассуждать, что так как брошена монета, то он с вероятностью 50 на 50 располагается на одной из двух планет. После этого он открывает люк и спрашивает у местного жителя, какой в настоящее время век по местному исчислению. Если в настоящее время век, более, чем первый век, то он может быть уверен, что попал на вторую планету, которая живет 1000 лет. Если же местный житель говорит, что в настоящее время первый век, то космонавт должен сделать поправку к той априорной вероятности в 50 на 50, которую он имел, когда сидел в закрытом корабле.
Рассчитаем величину поправки: допустим, что космонавт участвовал в этом эксперименте 100 раз. Тогда (предполагая, что монета легла ровно 50 на 50) в 50 случаях он попадет на первую планету, а в 50 - на вторую. Из первых 50 случаев он в каждом из них получит ответ, что в настоящее время идет только первый век, тогда как на второй планете он получит такой ответ только в одной десятой исходов, т.е. в 5 случаях. Итак, в сумме он получит ответ, что в настоящее время идет первый век, в 55 случаях, из которых в 50 случаях это будет означать, что он оказался на короткоживущей планете. Тогда из того, что он узнал, что в настоящее время первый век по местному исчислению, он может заключить, что он оказался на короткоживущей планете, с вероятностью в 10/11, что приблизительно равно 91 проценту. Что намного хуже его априорного знания о том, что шансы попасть на коротко-живущую планету составляют 50 процентов.
Нетрудно увидеть аналогию этого опыта с человеческой жизнью. Человек приходит в данный мир в закупоренной утробе и до поры до времени не знает, в каком веке он родился. Далее, он может применять это знание, чтобы выяснить, попал ли он на короткоживущую либо долгоживущую планету.
Данное рассуждение называется парадоксом, потому что оно приводит к контринтуитивным выводам, и создается иллюзия, что благодаря этому рассуждению человек получает «трансцендентное» знание о скором времени. Впрочем нет ничего особенного в том, чтобы получать данные о скором времени, применяя сведения сегодняшнего дня. К примеру, если я ожидаю посылку по почте либо в наше время, либо завтра, то, когда я узнаю, что она пришла в наше время, я понимаю, что она вряд ли придет завтра.
Разумеется, тут появляется много спорных моментов. К примеру, в каком смысле мы вправе рассматривать наше положение в истории в качестве случайного? Ведь мы могли задаться вопросом о применимости этой формулы только после изобретения математики и создания ядерного оружия. (Впрочем можно рассматривать в качестве случайного время от публикации Теоремы о конце света до момента прочтения о ней читателем - и это только ухудшает ожидаемый прогноз, поскольку чем меньше времени в прошлом, тем меньше и в скором времени, если я нахожусь посередине между началом и концом.)
В какой мере можно считать факт моего нахождения тут и в настоящее время равносильным вытаскиванию шарика из урны? К примеру, в отношении предсказания дня рождения - ведь наверняка в наше время не ваш день рождения? - это работает.
Ник Востром критикует Теорему о конце света с той точки зрения, что не определено, к какому классу живых существ она относится. Идет ли речь о любых наделенных мозгом животных, о гоминидах, о чистокровных Homo sapiens, о тех, кто способен понять эту теорему, либо о тех, кто её уже знает? В каждом случае мы получаем различные числа прошлых поколений, а следовательно, разный ранг рождения и различные прогнозы будущего. Животных были тысячи триллионов, гоминидов - сотни миллиардов, а Теорема о конце света известна только, вероятно, нескольким десяткам тысяч людей.
Я вижу довольно изящное решение данной «проблемы референтных классов», состоящее в том, что «конец света» обозначает конец существования именно того класса, который в каждом конкретном случае содержится в виду. Конец существования не обозначает даже смерть - нужно перейти в иной класс существ.
В любом случае, до того как научный консенсус о природе высказанных гипотез будет достигнут, мы имеем дело с весьма сложной формой непредсказуемости, так как речь идет даже не о вероятности, а о неопределенности поправки к вероятности событий. Эти поправки могут быть на много порядков значительнее, чем опасность падения астероидов и вообще любых природных катастроф совместно взятых. Следовательно, важно направить силы лучших умов человечества на выработку единого понимания этого вопроса.
Так же одно рассуждение, похожее на Теорему о конце света, но логически независимое от нее, связано с антропным принципом и его значением для будущего человечества.
Напомню, что антропный принцип гласит, что мы можем наблюдать только те явления, которые совместимы с существованием наблюдателей. Впрочем данный принцип смотрится как тавтология, он имеет сильный потенциал, поскольку объясняет, по какой причине условия наблюдаемой нами Вселенной выглядят такими, как если бы они были определенно настроены для существования разумной жизни.
Частным следствием антропного принципа является то, что мы можем существовать только в том мире, где не случались глобальные катастрофы, необратимо уничтожающие возможность развития разумной жизни. К примеру, мы не могли существовать около переменной катаклизмической звезды, и это объясняет, по какой причине Солнце - спокойная звезда.
Впрочем неизвестно, является ли отсутствие катастроф естественным свойством окружающей нас Вселенной либо случайным совпадением. Даже если бы катастрофический процесс приводил к стерилизации планет со средней периодичностью раз в миллион лет (к примеру, гамма-всплески), то мы могли бы обнаружить себя только на той планете, где этого не случилось, даже если вероятность этого события - 1 случай на 10 в степени 1000.
Следовательно, из того, что мы существуем, мы не можем делать выводов о средней периодичности прошлых катастроф, которые могут привести к прекращению развития разумной жизни. К примеру, из того, что человек дожил до 80 лет, следует, что он за это время ни разу не помер, но это не является доказательством того, что вероятность его кончины была равна нулю, а стало быть, и дальше будет малой.
Впрочем из сказанного можно сделать и больше мощный вывод о том, что наверняка мы живем в период статистической аномалии, в которой все необходимые для нашего существования факторы оказались на редкость устойчивыми, и больше того, мы, вероятнее всего, живем в конце такой статистической аномалии. Иначе говоря, высока вероятность того, что мы живем в конце периода устойчивости многих важных для нашего существования процессов. Т.е. антропный принцип «перестал нас защищать».
К примеру, если некий человек играл в рулетку и три раза подряд угадал число (что бывает приблизительно раз в 30 000 попыток), то у него может создаться иллюзия, что он обладает особенными способностями, и он может ожидать, что и дальше будет выигрывать. Если взять 30 000 человек, то у кого-то такая выигрышная серия может быть с первого раза, и ему будет весьма сложно предположить, что вероятность выиграть в скором времени - всего лишь 1 к 36.
Иной пример: распространено ошибочное мнение, что мы находимся в середине периода устойчивой светимости Солнца, которое светило и будет светить несколько миллиардов лет. Вообще-то светимость Солнца непрерывно растет в связи с его расширением, и по различным подсчетам это приведет к вскипанию земных океанов в период от 200 миллионов до миллиарда лет от настоящего момента - т.е. результат в 5-20 раз хуже, чем мы могли бы ожидать, исходя из принципа Коперника.
С одной стороны, даже 200 миллионов лет для нас слишком огромный срок, чтобы принимать его во внимание. Т.е. расползание природных параметров от их оптимума будет слишком медленным, чтобы это имело значение для нашей цивилизации.
С иной стороны, наихудший сценарий тоже возможен - он заключается в том, что природные процессы расположены на грани своей устойчивости и человеческое вмешательство может без проблем эту грань нарушить. К примеру, если гигантский сверхвулкан «созрел», то в таком состоянии он мог бы пребывать также миллионы лет, но бурение одной сверхглубокой скважины могло бы нарушить его устойчивость. То же касается и необратимого глобального потепления.
Наконец настала пора вплотную обсудить парадокс Ферми. Он был сформулирован Энрико Ферми в 1950 году во время званого ужина и состоял в вопросе «Если есть пришельцы, то где же они?» Согласно принципу Коперника, мы являемся простой цивилизацией в обычных условиях и, следовательно, возникли в космосе далеко не первыми и не последними. Но если так, то по какой причине мы не обнаруживаем следов деятельности прочих цивилизаций? По-видимому, существует некий «большой фильтр», который препятствует возникновению разумных цивилизаций либо тому, чтобы они проявляли себя.
Существует несчетное количество объяснений загадки молчания космоса. Первое из них заключается в том, что Земля является крайне редким явлением. Впрочем непонятно, какое именно событие является столь исключительно редким. Одно дело, если речь идет о возникновении жизни, а другое - если о распространенности космических катастроф, постоянно стерилизующих планеты. (Во втором случае нам следует сделать не популярные для нас выводы.) Возможно ещё, что редким является появление многоклеточной жизни, либо разума, либо другого фактора, кажущегося нам естественным.
При этом нет уверенности, что впереди нас не ждет «большой фильтр» - его действие заключается в том, что все достигшие разума цивилизации разрушают себя. Наконец, возможны cпocoбы, при которых цивилизаций много, но они не разрушают себя, а просто невидимы нам. К примеру, они отказываются от освоения космоса, целиком сосредотачиваясь на виртуальном мире, либо нарочно прячутся, опасаясь космических врагов, либо давно уже наблюдают за нами, либо пользуются необнаружимыми для нас средствами связи.
Следующий парадокс, возникающий в связи с угрозой гибели человечества, лежит в этической сфере. В процедурах принятия решений учитывается их ожидаемая полезность, которая выражается как произведение ожидаемого дохода на вероятность его получения. Так же учитывается и ценность человеческих жизней: если произведение числа возможных жертв на вероятность данного события оказывается выше некоторого порога, то такое решение отвергается.
Данный подход эффективно работает при оценке рисков на транспорте и производстве. Впрочем при применении его к оценке рисков возможной глобальной катастрофы он приводит к парадоксам. Связано это с тем, что если учитывать не только число людей, живущих в настоящее время, но и всех будущих людей, которые никогда не родятся в случае катастрофы, то мы получаем бесконечно большой убыток независимо от его вероятности - так как при умножении бесконечно значительного числа жертв на любую, даже самую малую вероятность мы все равно получаем бесконечно большое число. Это значит, что при рациональном принятии решений мы должны были бы пренебрегать любыми действиями, помимо тех, которые служат спасению человечества. Это похоже на поведение человека, который решил никогда не выходить из дома, потому что опасность при путешествиях по улице более, чем при сидении в собственной квартире. (Очевидно, что такой человек в нашей системе координат является сумасшедшим и, больше того, он в среднем проживет меньше, чем человек, который будет выходить из дома и заниматься спортом.)
С иной стороны, попытки ввести поправки в рациональную систему оценки приводят к не менее абсурдным следствиям. К примеру, предлагается ввести «дискаунт» на ценность человеческой жизни в скором времени. Тогда интегральная оценка не будет бесконечной и её можно будет учитывать подобно обычным рискам. К примеру, оценивать ценность жизни людей в XXII веке как 0,9 от жизни людей в XXI веке и т.д.. Тут выясняется следующее: если дискаунт осуществляется по каждому другому закону, помимо экспоненциального, то я могу играть против самого себя в различные промежутки времени. Если же применять «экспоненциальный» дискаунт, то его значение на определенном промежутке сильно быстро «спадает», что приводит к абсурдным выводам: к примеру, чтобы спасти в настоящее время одного человека, я имею право проводить такую политику, в конечном итоге которой через 1000 лет погибнет миллион человек.
Проблема дискаунта цены жизни людей не является риторической: осуществляя захоронение радиоактивного мусора, мы должны учитывать убыток, который он может нанести и через тысячи лет, либо, к примеру, когда мы исчерпываем в настоящее время некий ресурс, нам следует учитывать то, что он может потребоваться будущим поколениям. В любом случае аморально полагать, что чья-то жизнь ничего не стоит только потому, что данный человек далек от нас во времени либо в пространстве, впрочем эволюционно-психологические корни такой оценки понятны.
Ещё одна форма этого же парадокса предложена Ником Бостромом под названием «астрономическая растрата жизней». Он рассуждает, что если предположить, что человечество в скором времени расселится по всей Галактике, то суммарная его численность составит очень большую величину - больше чем 1022 человек. Соответственно, откладывая расселение человечества по Галактике на 1 секунду, мы теряем в качестве не родившихся людей 10 тысяч миллиардов человек. И с учетом конечности времени существования Вселенной они так никогда и не родятся. Следовательно, мы должны прикладывать максимальные усилия для того, чтобы прогресс развивался наиболее быстро.
Больше рациональной формой этого парадокса является идея о том, что один день отсрочки во введении в эксплуатацию, скажем, доступного для всех искусственного сердца стоит десятки тысяч человеческих жизней.
Следующий парадокс связан с проблемой бесконечности Вселенной и вопросом об окончательности человеческого вымирания. Предположение о бесконечности Вселенной весьма материалистично (иначе мы должны признать, что есть некая сверхприродная сила, которая её ограничивает). И если это так, то можно ожидать, что во Вселенной появляются разнообразные миры. В том числе есть бесконечно много миров, населенных разумной жизнью, а это значит, наряду с человеком разум во Вселенной не исчезнет. Больше того, даже в случае человеческого вымирания когда-нибудь где-нибудь возникнет мир, почти не отличающийся от Земли, и в нем появятся существа с тем же генетическим кодом.
Среди физических теорий, предполагающих множественность миров, следует отметить концепцию Мультиверса Хъюгго Эверетта, основанную на идее реализации всевозможных квантовых состояний, а еще ряд прочих теорий (к примеру, космологическую хаотическую инфляцию). Для множественности миров так же необходимо бесконечности существования Вселенной во времени, что считает теория пульсирующей Вселенной.
Наконец, если Вселенная однажды возникла «из ничего», то ничто не мешает ей возникать бесконечное число раз, потому что исчерпать либо ограничить «ничто» невозможно. Важно выделить, что названные физические теории, предполагающие бесконечность Вселенной, являются логически независимыми, а это значит, данная бесконечность гарантирована неоднократно.
Помимо того, данные теории предполагают, что реализуются и все возможные cпocoбы будущего. И в этом случае окончательная глобальная катастрофа становится невозможной, поскольку всегда найдется мир, в котором она не произошла. Первый раз это отметил сам Эверетт, придя к выводу, что Мультиверс (т.е. актуальная реальность всех возможных квантовых альтернатив) обозначает личное бессмертие для человека, так как, от какой бы причины он ни погиб, всегда найдется вариант Вселенной, в которой он не погиб в данный момент.
Знаменитый физик М. Тегмарк проиллюстрировал эту идею мысленным экспериментом о квантовом самоубийстве. После этого эту идею развил Дж. Хигго в статье «Означает ли бессмертие многомирная интерпретация квантовой механики». Истинность теории о Мультиверсе не является необходимым условием для истинности теории о бессмертии, связанной с множественностью миров. Для её истинности нужно только бесконечности Вселенной. Другими словами, эта теория работает и для неквантовых конечных автоматов: для любого конечного существа в бесконечной Вселенной найдется наверняка такое же существо, которое пройдет наверняка похожий жизненный путь, за исключением того, что не умрет в последний момент.
Наверняка такое же рассуждение можно использовать и ко всей цивилизации. Всегда найдется вариант будущего, в котором человеческая цивилизация не вымирает, и если все возможные cпocoбы будущего существуют, то наша цивилизация бессмертна. Впрочем это не обозначает, что нам гарантировано процветание.