Empacotar civilização em uma caixa projetada para o espaço sideral significa escolher nossa herança

Quando o foguete SpaceX Falcon Heavy lançou seu lançamento de teste em fevereiro, o navio não lançou apenas a Máscara Roadster vermelha e um manequim em um traje espacial. Ele carregava outra pequena carga útil que, à primeira vista, parecia menos impressionante: um disco de quartzo com 2,5 cm de diâmetro e uma trilogia de Isaac Asimov gravada a laser " Foundation ".

O famoso ciclo de ficção científica é apenas o começo do conteúdo planejado do disco. Enquanto os discos rígidos tradicionais entram apenas na área de capacidade de terabytes, o quartzo pode acomodar 360 TB por disco. E ele possui uma vida útil de 14 bilhões de anos. Isso é mais do que a era atual do universo.

Este disco era simbólico; dispositivos do futuro conterão muito mais informações e muito mais úteis. Mas essa tecnologia está relacionada a problemas mais sérios do que a humanidade resolve hoje: transformação em civilização interplanetária, armazenamento de informações por milhares e milhões de anos, comunicação e comunicação com outras mentes (alienígenas e terrestres).

Então, como registramos conhecimento e experiência para a posteridade? Como garantir que essas informações sejam compreensíveis para as civilizações, que podem ser muito diferentes das nossas? E o que precisamos dizer?

As pessoas já encontraram esses problemas antes. Civilizações antigas construíram monumentos como pirâmides e deixaram artefatos e notas - às vezes intencionalmente. Pesquisadores posteriores usaram esse material para recriar idéias antigas sobre o mundo. No entanto, no mundo moderno, pretendemos muito mais: de séculos a milênios, de um planeta ao espaço interestelar, de uma espécie a muitas.

Esculpido em pedra

Civilizações antigas, dos maias aos indianos , usavam pedra e cerâmica para armazenar registros. Esses materiais podem não ser o transportador mais eficaz, mas são definitivamente duráveis. As tábuas de barro da Mesopotâmia sobreviveram desde o início da civilização.

Hoje, as pessoas mantêm a maioria de nossos registros em eletrônicos delicados que quebram muito mais facilmente do que os tablets antigos.

"Nossa civilização é mais efêmera e corre maior risco do que qualquer uma das anteriores", disse Nova Spivak em nossa publicação. Spivak foi um dos fundadores da Fundação sem fins lucrativos Arch Mission (arco do arquivo de palavras - arquivo), que forneceu discos de quartzo enviados ao espaço em um foguete Falcon Heavy.

O quartzo, como o vidro, é quimicamente estável e forte fisicamente, apontou Spivak. Pense em todas as ferramentas de vidro usadas em laboratórios químicos em todo o mundo. Como o quartzo é transparente, os cientistas podem usar lasers de alta potência para criar padrões dentro dos discos - algo como gravuras tridimensionais que podem ser compradas em lojas de presentes. A gravação física dos dados dentro do disco cria uma gravação muito mais estável do que o método de gravação eletrônica de dados. Por exemplo, a memória magnética no disco rígido é afetada pelos campos eletromagnéticos e naturalmente se deteriora com o tempo.

A gravação de dados dentro de um material em vez de em uma superfície também tem suas vantagens. Ele protege as informações do desgaste de uma superfície que mata dispositivos como CDs, nos quais os dados são armazenados na superfície [ é estranho que o autor não conheça o princípio de operação dos CDs - os dados, é claro, não são armazenados na superfície, mas os riscos na superfície podem interferir na leitura / aprox. perev. ] Esse método também permite aumentar a densidade de informações, de acordo com o artigo que descreve a tecnologia. Os engenheiros podem tirar proveito da disponibilidade de cinco variáveis ​​para codificação de dados - cada “entalhe” possui três dimensões espaciais e duas propriedades ópticas - o eixo da menor velocidade de propagação da luz e mudança de fase. Isso lhes permitiu alcançar uma quantidade impressionante de 360 ​​TB.


Um laser com pulsos de femtossegundos é necessário para codificar informações gravando em tamanho de nanômetro - esta é a escala de tempo dos movimentos dentro das moléculas

Os discos também são uma maneira conveniente de enviar e receber grandes quantidades de dados. Spivak imagina como as pessoas gravam com esses discos de grande capacidade em postos avançados remotos para fornecer, por exemplo, a atualização da Internet terrestre para a Internet marciana. Os discos podem claramente fornecer mais largura de banda do que os transmissores de rádio, diz Spivak, e enviar informações fisicamente de um lugar para outro já é uma prática comum. O Google usou esse método para transferir 120 terabytes de dados do telescópio Hubble entre cientistas perev. ]

Armazenar dados em 5D em unidades de quartzo ainda é inaceitavelmente caro. O primeiro conjunto de discos foi criado e doado à Arch Foundation pelo laboratório da Universidade Britânica de Southampton, onde essa tecnologia foi inventada. Spivak prevê que a comercialização dessa tecnologia exigirá vários milhões de dólares e até dez anos. Projetos como o Project Silica da Microsoft demonstram que já estão em andamento trabalhos para melhorar essa tecnologia.

Nós estamos indo para o espaço

Confiabilidade e redundância são essenciais para manter as informações a longo prazo. Essa atitude é cultivada no campo do arquivamento, diz Laura Welcher, gerente de projeto do armazenamento de longo prazo de idiomas mundiais da Rosetta na Long Now Foundation, parceira da Arch. "As informações estarão seguras se você tiver muitas cópias", ela nos disse.

Portanto, a Fundação Spivak planeja criar várias bibliotecas do Arch. "Veja o disco da Voyager ou outras tentativas de preservar a cultura - cápsulas do tempo, enviando algo para o espaço - esses itens são enviados para um local uma vez", diz Spivak. "Nós enviamos muitos itens para vários lugares o tempo todo."


Algumas gravações nas naves espaciais Voyager continham música, sons da Terra, imagens analógicas gravadas e saudações em vários idiomas. O estojo de gravação em alumínio possui instruções simbólicas para reproduzi-lo com o cartucho e a agulha incluídos.

A redundância como meio de economizar pode ser aplicada à humanidade como um todo. Se nos tornarmos uma visão multi-planetária, será "seguro da vida que conhecemos", como Musk disse em uma entrevista à revista Rolling Stone.

Se você esperar o suficiente, certamente ocorrerão grandes desastres. É aconselhável não colocar todos os ovos em uma cesta.

"Agora, o nível de oportunidades e o nível de risco aumentaram", disse Spivak. A oportunidade para uma pessoa ou um pequeno grupo de pessoas destruir a civilização inteira, intencional ou acidentalmente, é maior do que nunca. "Acho que isso será um sinal para avançarmos para o próximo nível de desenvolvimento se sobrevivermos como civilização", disse ele, "e é muito provável que a maior parte da civilização não sobreviva".

A SpaceX declarou que seu objetivo é promover o desenvolvimento de uma civilização que explora o espaço. "A parte do trabalho descrita por esta frase é a exploração espacial", disse Spivak. "E nossa parte é a civilização."

Spivak disse que a colocação de bibliotecas da Arch em todos os lugares do sistema solar que interessam aos seres humanos em mídias de armazenamento que podem ser armazenadas de milhões a bilhões de anos pode ajudar a preservar a civilização. E o espaço é definitivamente o lugar para estabelecer uma conexão com outras formas de vida.

Além de trabalhar em tecnologias inovadoras, as pessoas que desenvolvem esses artefatos enfrentam muitos problemas filosóficos. Por exemplo, eles precisam garantir que as pessoas, ou outras formas de vida descobertas por nossas mensagens, sejam capazes de reconhecê-las e decifrá-las.

É impossível fazer um cálculo para todo tipo de mente que nossos registros possam encontrar em um futuro distante. Pode haver alguma forma de vida que se alimente de silício, disse Spivak. "Eles podem decidir que é delicioso", disse ele. Portanto, o dispositivo de armazenamento deve ser interessante o suficiente para estimular a curiosidade e parecer claro que uma mensagem está incluída nesse objeto.

Spivak pediu ao renomado cientista da computação Stephen Wolfram, criador do software de computação Mathematica e Wolfram Alpha , um sistema on-line de solução de problemas, para ajudar a equipe do Arch a resolver essas dificuldades. O papel do tungstênio é "fazer perguntas difíceis e manter a franqueza intelectual em nós", disse Spivak.

Dois homens tinham uma abordagem diferente para resolver esses problemas. “Nova me contou sobre o projeto dela e eu reagi no estilo de“ Seu projeto está condenado do ponto de vista filosófico ”, ri Wolfram. Ele disse que as diferenças culturais e provavelmente biológicas entre nós e os destinatários de nossas mensagens podem ser intransponíveis. No entanto, ele disse, essa missão parece interessante o suficiente para trabalhar como conselheira.

»O principal problema é como tornar algo compreensível na ausência de um contexto cultural comum? - disse Wolfram. "Acho que, de qualquer maneira, fomos confrontados com um problema insolúvel do ponto de vista filosófico."


Tungstênio encontrou esta inscrição persa durante a pesquisa de seu livro Um Novo Tipo de Ciência. Na ausência de um contexto cultural, ele não conseguia entender se era uma imagem matemática, um autômato celular ou outra coisa. Como resultado, ele descobriu que esta é uma lista estilizada de 62 características distintas de Allah.

O problema das mensagens se torna mais difícil à medida que as partes que se comunicam se separam - em escala cultural, temporal ou biológica, explicou Wolfram. E nossos conceitos de pensamento e comunicação são extremamente centrados no ser humano e baseados em idéias do século XXI, acrescentou.

Pense na diferença entre inteligência humana e inteligência artificial. O Google recentemente treinou um programa para reconhecer os riscos associados a doenças cardíacas, com base em uma análise dos vasos sanguíneos do fundo. O algoritmo é baseado em dados médicos de quase 300,00 pacientes. Provavelmente, as diferenças importantes para a IA não importam para nós.

Da mesma forma, ao estudar artefatos antigos, é difícil entender qual aspecto da estrutura geométrica antiga era importante para os criadores e quais se tornaram acidentais.

Como esses exemplos mostram, o verdadeiro problema de preparar a comunicação com uma forma de vida alienígena é que podemos testar nossas suposições apenas em um único tipo de criatura. E esta espécie em si realiza esses testes.

O ceticismo de Wolfram não deve ser confundido com cinismo: a barreira da comunicação pode ser insuperável do ponto de vista filosófico, diz Wolfram, "mas isso não significa que não precisamos tentar fazê-lo".

Spivak concorda que a comunicação será difícil. Mas ele ressalta que as pessoas transmitiram mensagens com sucesso através dos tempos, mencionando entre os exemplos os rolos do Mar Morto e os hieróglifos egípcios.

Se alguma criatura encontrar nossos arquivos em um futuro próximo, provavelmente será humana. Diante disso, Spivak limitou o leque de aplicações da Arch Mission a humanos e organismos humanos. Limitar o público-alvo reduz problemas filosóficos e fornece a base para o desenvolvimento do dispositivo. Por exemplo, as pessoas são guiadas pela visão e usam escrita simbólica; portanto, criar um artefato visualmente intrigante é um bom começo.

Infelizmente, muitos animais e fenômenos naturais parecem bastante interessantes, mas não transmitem nenhuma mensagem. Um exemplo é o arotron espinhoso masculino, criando ornamentos na areia para atrair parceiros. Até agora, os cientistas não sabem exatamente até que ponto esses ornamentos contêm uma mensagem e qual. No entanto, Spivak disse que era razoável supor que nossos descendentes reconheçam os sinais visuais usados ​​na biblioteca, dada a história do uso de símbolos e idiomas escritos pela humanidade.

Transmitindo uma mensagem à distância

Muitos fatores compartilharão a mente das pessoas futuras e as informações que as deixamos: idioma, cultura, convenções técnicas, possivelmente até biologia. A comunicação bem-sucedida requer minimizar esses obstáculos.

Ao desenvolver um arquivo, é importante avaliar os pontos fortes de diferentes maneiras de codificar informações. "Cada camada de criptografia adiciona complexidade à descriptografia", disse Rosetta Welcher do projeto. Se quisermos codificar o conto de fadas " Jack and the Beanstalk " no DNA, então, de acordo com Welcher, ela deve ter cinco camadas de abstração:

1. Experiência humana.
2. Linguagem falada.
3. Linguagem escrita.
4. Informação digital.
5. Nucleotídeos de DNA.

As unidades de arco têm níveis semelhantes de codificação, mas Welcher diz que o sacrifício da simplicidade valeu a pena, dada a incrível durabilidade da mídia.

Para o disco Rosetta, o componente físico do projeto Rosetta, eles escolheram uma estratégia com menos codificação: eles codificam informações na forma de páginas de texto reais, algo como microfichas . As tecnologias existentes tornam possível gravar texto tão pequeno que um microscópio eletrônico é necessário para lê-lo, diz Welcher, mas "não queríamos erguer uma barreira tão alta para acessar, então deixamos páginas de tamanho que pudessem ser lidas usando o zoom óptico".


O disco Rosetta contém mais de 13.000 páginas de informações em mais de 1.500 idiomas. Cada página é gravada microscopicamente em um disco de níquel.

Idealmente, os arquivistas precisariam armazenar dispositivos para extrair informações de um artefato junto com ele. Este é o conceito de civilização em uma caixa da Spivak. Neste projeto, ele espera construir pequenos contêineres com transportadores de diferentes vidas e capacidades. Isso inclui dispositivos que podem ser lidos diretamente, semelhantes a uma unidade Rosetta, bem como aqueles que exigem descriptografia mais complexa, como discos de quartzo de alta capacidade.

A caixa também terá ferramentas para descriptografar mensagens. Por exemplo, o kit incluirá lentes e diagramas para um microscópio para leitura de discos analógicos com imagens reais. A fundação também desenvolveu pequenos computadores baseados nos tocadores de Raspberry Pi e DVD que podem ler DVDs com vida útil de milhares de anos, feitos de materiais especiais. Esses computadores serão armazenados em caixas com peças de reposição. A fundação escreverá instruções para a leitura de notas mais complexas, como discos de quartzo, para outras mídias, diz Spivak.

Essa eletrônica sensível pode durar bastante tempo se estiver protegida contra detritos e radiação, especialmente em uma atmosfera livre de oxigênio, disse Spivak. Mas, mesmo após a degradação, os componentes podem servir como um esquema que os destinatários da mensagem podem usar para recriar tecnologias e extrair informações de discos.

Os arquivistas podem tirar proveito das idéias históricas, disse Spivak. "Conseguimos entender a história quando tínhamos muitos dados distribuídos por muitos lugares", disse ele. "Em alguns casos, houve traduções ou links para outros conjuntos de dados conhecidos."

À luz disso, a Spivak planeja incluir livros didáticos - breves materiais introdutórios - em todos os dispositivos. No entanto, ele disse que deseja alcançar "extremos" nesta questão: incluir um grande número de instruções visuais e codificadas para acessar, traduzir e entender informações em cada dispositivo.

O que eles querem saber?

Se assumirmos que seremos capazes de transmitir a mensagem a nossos filhos descendentes ou convidados extraterrestres e supor que eles serão capazes de descriptografar a mensagem - a questão permanece: o que dizer a eles. Muitos cientistas e futuristas propuseram o uso da matemática nas comunicações. A matemática é universal e fundamental e pode ser deduzida dos princípios básicos. Com um pouco de trabalho, você pode até codificar informações sobre o que aprendemos sobre como o Universo funciona - ou seja, descobertas científicas.

Mas é exatamente isso que pode fazer da matemática a coisa mais chata de tudo que podemos enviar aos alienígenas ou salvar a posteridade, disseram Spivak e Wolfram.

"Quando iniciei este projeto, eu era totalmente a favor da transferência de informações sobre ciência", disse Spivak. “Mas quanto mais eu pensava sobre isso, mais percebia que a ciência e a matemática, em certo sentido, são um pouco de uma mercadoria: todos no universo que atingem um certo nível de desenvolvimento os alcançam.”

Ao pensar sobre o que nossos descendentes ou outras formas de vida inteligentes querem saber sobre nós, vale a pena pensar no que estamos tentando entender estudando culturas, indivíduos e animais. Geralmente tentamos entender como é a vida deles e por que eles tomam essas decisões. E isso sugere que as pessoas têm um conjunto interessante e significativo de valores e experiências que nos tornam únicos.

O tungstênio ecoa essa visão: "Se queremos transmitir algo sobre nós mesmos, precisamos enviar algo especial para nós", ele escreveu em um extenso post sobre este tópico. A humanidade deve se concentrar na preservação e transferência de sua experiência e visão de mundo, para estrangeiros curiosos ou arqueólogos em 10.000 anos.

Inclua objetos de arte: imagens de pinturas, esculturas, ornamentos, do Paleolítico ao presente. Codifique músicas, idiomas e orações. Conte histórias, de textos sagrados a alta literatura e folclore. Registre história, tradições e costumes. Compartilhe a diversidade da vida na Terra através de fotos, gravações e DNA. Em geral, dê a eles tudo o que nos torna o que somos, aquilo que não pode ser reproduzido ou substituído.

Como resultado, não importa o que escolhemos incluir nos arquivos, é mais provável que isso se relacione com o que consideramos importante hoje do que com o que os futuros destinatários de mensagens querem saber sobre nós, disse Wolfram. E, nesse sentido, ele acredita que projetos como o Arch Mission serão úteis, pois fazem a sociedade pensar sobre que tipo de legado deixará.