خلال الأربعينيات من القرن العشرين ، طور العالم المجري الأمريكي جون فون نيومان نظرية رياضية عن كيفية إنتاج الآلات لما لا نهاية لها. أثار هذا العمل فكرة "مجسات فون نيومان" ، وهي فئة من المجسات بين النجوم ذاتية التكرار (SRPs) التي يمكن استخدامها للقيام بكل شيء من استكشاف الكون إلى بذره بالحياة والتدخل في تطور الأنواع.
اقترح البعض بشكل طبيعي أن يكون هذا بحثًا محوريًا لـ SETI ، والذي يستلزم البحث عن علامات على مركبة فضائية ذاتية التكرار في مجرتنا. ولكن كما هو الحال دائمًا مع مقترحات كهذه ، فإن مفارقة Fermi تؤكد مجددًا نفسها بطرح السؤال القديم - "أين الجميع؟" إذا كانت هناك حضارات غريبة ، فلماذا لم نجد أي دليل على SRPs الخاصة بهم؟
وفقًا لـ Duncan H. Forgan ، زميل باحث في مركز جامعة سانت أندروز لعلم الكواكب الخارجية في المملكة المتحدة ، يمكن أن يكون الجواب هو أن هذه المجسات تتحول في النهاية إلى مجسات مفترسة (وتعرف أيضًا باسم المتسللين) وتنتهي بتدمير نفسها. قدم Forgan هذه الحجة في دراسة بعنوان "سلوك المفترس والفريسة في المسابر بين النجوم ذاتية التكرار" ، والتي ظهرت مؤخرًا في مرحلة ما قبل الطباعة عبر الإنترنت.
فكرة آلات الاستبدال الذاتي فكرة عريقة ، مع مراجع ترجع إلى الفيلسوف رينيه ديكارت في القرن السابع عشر. وفقا لحكاية شعبية ، ارتبط ديكارت بالملكة السويدية كريستينا أن جسم الإنسان كان آلة في الأساس. يُزعم أن الملكة أشارت بعد ذلك إلى ساعة قريبة وأمرت ديكارت ، "تأكد من أنها تستنسخ ذرية".
ومع ذلك ، كان جون فون نيومان هو أول من اقترح إطارًا مفاهيميًا لآلة حركية قادرة على التكرار الذاتي. خلال سلسلة من المحاضرات التي ألقاها في عام 1948 وعام 1949 ، شارك مفهومه عن آلة تستخدم مخزن قطع غيار لبناء آلات متطابقة بناءً على برنامج مخزن في شريط ذاكرة.
بمجرد اكتمالها ، يقوم المجمّع بنسخ محتويات شريط الذاكرة الخاص به إلى تلك الموجودة في النسخة المكررة ، والتي ستبدأ بعد ذلك في بناء جهاز آخر بناءً على نفس التصميم المتطابق. تم تعميم هذه الأفكار لاحقًا في مقالة ظهرت في عدد عام 1955 من مجلة Scientific American ، بعنوان "رجل ينظر إليه على أنه آلة" (كتبه عالم مجري أمريكي مشهور آخر ، جون ج. Kemeny).
قام Von Neumann لاحقًا بتنقيح هذا الاقتراح من خلال تطوير نموذج للناسخ الذاتي القائم على الأوتوماتونات التي تعمل على المستوى الخلوي ، وتكرار نفسها بشكل كبير وغير محدود. سيتوسع ريتشارد فينمان في هذه الفكرة من خلال محاضرته في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS) في كالتيك في عام 1959 ، "هناك الكثير من المساحة في القاع".
ستلهم هذه المحاضرة إريك ك.دريكسلر (غالبًا ما يُطلق عليه "أبو تقنية النانو") لاقتراح فكرته عن المجمعات الجزيئية في كتابه الشهير لعام 1986 محركات الخلق: العصر القادم لتقنية النانو. أشارت هذه الدراسات وغيرها إلى أن آلات النسخ الذاتي التي لا نهاية لها كانت ممكنة ، مما أدى بطبيعة الحال إلى ظهور فكرة مفادها أن ذكاء خارج الأرض المتقدم (ETI) ربما يكون قد قام بذلك بالفعل.
وهنا يأتي دور قضية SRPs و Fermi Paradox. كما شرح دكتور فورغان لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"إن التوجه الرئيسي هو أنه إذا كان من الممكن صنع SRPs ، فيجب أن يكونوا قادرين على استكشاف Galaxy في حوالي 10-100 مليون سنة. هذا أقصر بكثير من عمر الأرض ، لذا فإن كل الأشياء متساوية ، إذا كان من الممكن إجراء SRPs ، فمن المحتمل أن يكون Galaxy قد تم استكشافه بالكامل عدة مرات ، ويجب أن يكون المسبار في النظام الشمسي الآن. لكننا لا نرى واحدة! فلماذا لا نرى علامات SRPs؟ "
سؤال صالح بالفعل ، وهو سؤال يعتقد بعض العلماء أنه تمت معالجته عندما أبحر أوموموا عبر نظامنا الشمسي. بعد تحليل سلوكه الغريب ، غامر شموئيل بيالي والبروفيسور أبراهام لوب من معهد هارفارد سميثسونيان للحساب النظري (ITC) بأن "أوموموا قد يكون شراعًا شمسيًا أو بقايا مسبار بين النجوم.
لسوء الحظ ، أشار التحليل اللاحق إلى أن هذا الجسم الغامض كان على الأرجح جزءًا من مذنب مفكك. على الرغم من كونها مصدرًا لخيبة الأمل للكثيرين ، إلا أن الطريقة "التي ألهمها أوموموا كثيرًا في طريقة البحث كانت مثيرة للإعجاب. كما سلط الضوء أيضًا على مدى صعوبة البحث عن أدلة على ETIs. ولهذا السبب فإن النظرية التي اختبرها Forgan جذابة للغاية.
هل من الممكن أننا لا نرى أدلة على ETIs لأن الأدلة تعمل على إزالة نفسها بنشاط (على الأقل فيما يتعلق بـ SRPs)؟ لاختبار هذه النظرية ، طبّق دكتور فورغان نماذج تستند إلى معادلات Lotka -Volterra (المعروفة أيضًا باسم معادلات المفترس والفريسة) إلى مجموعة نظرية من SRPs. تُستخدم هذه المعادلات عادةً لوصف ديناميات النظم البيولوجية التي يتفاعل فيها نوعان.
في هذه الحالة ، تم إعادة استخدام المعادلات لوصف ما سيحدث إذا بدأت بعض هذه المجسات في تشغيل amok وبدء استهلاكها. كما أوضحه Forgan:
"أحد الحلول لنقص SRPs هو أن SRPs تتحول أثناء تكاثرها ، وتتطور إلى أنواع متعددة. إذا كان أحد الأنواع يفترس مسابير أخرى ، فيمكن تقليل إجمالي عدد السكان وقد تفشل جهود الاستكشاف. لقد بحثت في هذا الحل باستخدام النماذج البيئية الكلاسيكية المفترسة ، التي لم يتم تطبيقها على نطاق بين النجوم من قبل. هذا يشبه إلى حد ما دراسة بيئة جزر متعددة ، حيث تكون الحيوانات المفترسة والفرائس من الطيور التي يمكنها الطيران إلى الجزر القريبة ".
لحسن الحظ (أو لسوء الحظ ، اعتمادًا على وجهة نظرك) ، أشارت نتائج محاكاة Forgan إلى أنه إذا تعطلت بعض SRPs وبدأت تتصرف مثل تحقيقات المتسللين ، فلن يتأثر إجمالي عدد السكان بشكل كبير. باختصار ، سوف تجد مجسات "الفريسة" طرقًا للبقاء ، ويرجع الفضل في جزء كبير منها إلى قدرتها على التكاثر.
وقال "لقد وجدت أن إجمالي عدد المجسات يمكن أن يبقى مرتفعًا جدًا ، حتى مع وجود الحيوانات المفترسة". "بدا هذا صحيحًا بغض النظر عن الافتراضات التي قدمتها حول مدى" الجوع "للمفترسين ، أو كيف تحركت المجسات حول المجرة."
وبطبيعة الحال ، فإن هذه النتائج لها آثار مهمة على فرضية SRP وكيفية ارتباطها بمفارقة فيرمي. وكما لوحظ ، يمكن رؤيتها على أنها أخبار جيدة وسيئة. من ناحية ، فإنه ينقذ فكرة أنه قد تكون هناك تحقيقات غريبة هناك للعثور علينا. من ناحية أخرى ، فإنه يثير السؤال لماذا لم نجد أي شيء ، وبالتالي إعادة تأكيد مفارقة فيرمي المزعجة. أو كما قال Forgan:
"بالنسبة لي ، هذا يجعل حجة برنامج التقويم الاستراتيجي أقوى من أي وقت مضى. إنه يجعل أحد الحلول الممكنة (حل Predator-Prey) أقل جدوى كوسيلة لإزالة SRPs من درب التبانة. سيتعين علينا التفكير بجدية أكبر في سبب عدم ظهور أي علامات على وجود حياة ذكية خارج الأرض ".
للأفضل أو للأسوأ ، لا تزال مفارقة فيرمي صحيحة. بالنسبة للعديد من الباحثين والمتحمسين لـ SETI ، فإن الكثير من الأمل يتوقف على نشر التلسكوبات الفضائية من الجيل التالي في السنوات القادمة. وتشمل هذه التي طال انتظارها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) و تلسكوب الفضاء تحت الحمراء واسع النطاق (WFIRST) الخلفاء الروحيين والعلميين هابل ، كبلر ، سبيتزر، و اخرين.
هناك أيضا صفائف أرضية مثل تلسكوب كبير للغاية (ELT) تلسكوب 30 متر (TMT) و تلسكوب ماجلان العملاق (GMT) التي ستبدأ العمليات بحلول عام 2020. مع تحسن حساسية هذه الأدوات وحلها ، يتوقع العلماء أن يتعلموا الكثير عن الكون والكواكب الخارجية العديدة الموجودة داخل المجرة المحلية.
وبينما نواصل البحث عن علامات الذكاء خارج الأرض باستخدام هذه الأدوات المحسنة ، يمكننا دائمًا أن نطمئن أنفسنا بأن الكون هو مكان كبير حقًا. كما قال الراحل ، كارل ساجان العظيم الشهير - "إذا كنا وحدنا في الكون ، فمن المؤكد أنه يبدو مضيعة فظيعة للفضاء."
أو ، إذا كنت تفضل اتخاذ أمر أكثر وضوحًا وغموضاً في الأشياء ، فمن الجيد أن تتذكر كلمات الراحل (والرائع على حد سواء) آرثر سي كلارك - "هناك احتمالان: إما أننا وحدنا في الكون أو أننا لسنا . كلاهما مرعبان بنفس القدر. "
لكل ما نعرفه ، قد لا يكون هناك نقص في ETIs هناك ، وربما لا يجب أن نكون في عجلة من أمرنا لمقابلتها. لكل ما نعرفه ، فهي متقدمة بشكل لا يصدق ، ولا تخشى أن تطرق على عدد قليل من النمل! أو من المحتمل أنهم ليسوا في عجلة من أمرنا لمقابلتنا ؛ وبالنظر إلى سجلنا الحافل ، من يستطيع إلقاء اللوم عليهم؟
في غضون ذلك ، يستمر البحث! واحرص على التحقق من هذا الفيديو التثقيفي TED-Ed حول تحقيقات von Neumann:
