Vamos nos mostrar o Universo: os faróis que permanecerão depois da nossa civilização

Do blog de Stephen Wolfram - físico britânico, matemático, programador, escritor. Desenvolvi o sistema de álgebra computacional Mathematica e o sistema de extração de conhecimento WolframAlpha.

Essência da tarefa

Suponha que possamos colocar faróis em nosso sistema solar (e além) que possam sobreviver vários bilhões de anos e registrar todas as conquistas de nossa civilização. O que deveriam ser?

É muito fácil chegar a uma resposta superficial e superficial a essa pergunta. Mas, de fato, parece-me que esse é um problema filosófico profundo e, em certo sentido, insolúvel, relacionado a conceitos fundamentais como conhecimento, comunicação e significado.

E, no entanto, recentemente um amigo meu levou esse problema a sério - ele cria pequenos discos de quartzo e quer espalhá-los pelo sistema solar com a ajuda de naves espaciais. No começo, eu disse que essas tentativas foram em vão, mas, no final, concordei em ser consultor do projeto e, pelo menos, tentei decidir o que podemos fazer a respeito.

OK, então qual é o problema? Em essência, consiste em transferir conhecimento ou significado de dentro do nosso contexto cultural e intelectual para o exterior. Para entender que isso é difícil, basta recordar a arqueologia. Por que, milhares de anos atrás, algumas pedras foram construídas em uma determinada configuração? Às vezes, podemos responder a essa pergunta, uma vez que ela se aproxima da nossa cultura moderna. Mas na maioria das vezes é muito difícil dizer.

Ok, quais são os possíveis usos desses beacons? Uma delas é criar uma cópia de segurança do conhecimento humano para que tudo possa ser iniciado novamente, mesmo que algo dê completamente errado com nossa civilização terrestre. E, é claro, de um ponto de vista histórico, tivemos muita sorte de termos preservado textos antigos quando um reinício cultural ocorreu na Europa durante o Renascimento. Mas em parte isso foi possível graças à contínua tradição de idiomas - como o latim e o grego - sem mencionar o fato de que tanto os criadores quanto os consumidores do material eram.

Mas e se os consumidores dos faróis que planejamos distribuir pelo sistema solar forem alienígenas que não estão historicamente conectados conosco? Então esse problema se torna muito mais complicado.

No passado, quando as pessoas pensavam sobre isso, elas tendiam a dizer "apenas mostre a elas a matemática: é universal e as impressionará!" Mas parece-me que, de fato, essas duas afirmações sobre matemática não são verdadeiras.

Para entender isso, precisamos nos aprofundar nos fundamentos da ciência, nos quais eu, pela vontade do destino, trabalhei por muitos anos. A razão pela qual as pessoas consideram a matemática candidata a uma linguagem universal de comunicação é porque suas construções parecem precisas, e pelo menos aqui na Terra há apenas uma versão dela, então parece que ela pode ser definida sem referências culturais . Mas se você realmente começa a pensar em como pode transferir informações sobre matemática sem nenhuma suposição (como eu fiz, aconselhando os autores do filme “Chegada” ), rapidamente fica claro que é necessário descer para o nível “abaixo da matemática” para obter processos computacionais com mais regras simples.

E uma das conclusões óbvias (como acontece com muita frequência, pelo menos comigo) é o uso de autômatos celulares . É fácil demonstrar um padrão complexo criado por regras simples e bem definidas.



Mas há um problema: existem muitos sistemas físicos que funcionam de acordo com regras semelhantes e produzem padrões igualmente complexos. Portanto, se tal abordagem demonstrar as conquistas impressionantes de nossa civilização, ela não poderá lidar com isso.

Ok, mas deve haver algo que possamos mostrar, e do qual temos claramente uma centelha de inteligência? Pessoalmente, eu sempre assumi que era. Mas uma das consequências dos fundamentos da ciência com que lidei é, como o chamei, o " princípio da equivalência computacional ". Ele argumenta que, após qualquer sistema ultrapassar o nível mais primitivo, ele exibirá um comportamento equivalente em complexidade ao processo computacional.

Portanto, embora tenhamos orgulho de nossos cérebros, nossos computadores e nossas matemáticas, eles, na verdade, não poderão fornecer nada além do que podem oferecer programas simples como autômatos celulares - ou, nesse caso, sistemas físicos naturais . Portanto, quando alguém diz que "o tempo está em sua mente", isso não é tão estúpido: processos dinâmicos instáveis ​​que levam ao clima são computacionalmente equivalentes a processos, por exemplo, que ocorrem em nosso cérebro.

Nesse momento, será um impulso humano natural declarar que nós, e tudo o que alcançamos como civilização, devemos nos destacar. As pessoas podem, por exemplo, dizer que o clima não tem significado ou propósito. Certamente, podemos atribuir esses objetivos a ela ("ela está tentando equalizar as temperaturas entre os dois pontos") e, sem alguma história cultural, não há maneira significativa de falar se eles realmente são ou não.

Bem, se a demonstração de cálculos complexos não transmite a singularidade de nós e de nossa civilização, o que pode transmiti-la? A resposta está nos detalhes. Cálculos complexos são comuns no universo. Nossa peculiaridade está nos detalhes de nossa história e no que nos parece valioso.

Aprendemos isso observando o progresso da inteligência artificial. Somos capazes de automatizar cada vez mais coisas das quais as pessoas são capazes - até raciocínio, julgamento, criatividade. Mas o que, por definição, não podemos automatizar é o processo de escolher o que queremos e quais são nossos objetivos. Afinal, eles estão intimamente ligados aos detalhes de nossa existência biológica e à história de nossa civilização - e é isso que nos diferencia.

Bem, como podemos transmitir essas coisas? Bem, isso é difícil. Uma vez que, é claro, eles estão ligados a nossos aspectos particulares, e esses aspectos podem não ser necessariamente transmitidos na maneira como tentamos estabelecer comunicações.

Como resultado, ainda temos um projeto planejando lançar faróis com naves espaciais. Então, qual é o melhor lugar para colocá-los? Passei uma parte significativa da minha vida criando o que a Wolfram Language é hoje, cujo objetivo é fornecer uma linguagem precisa para transmitir o conhecimento acumulado por nossa civilização de forma que seja compreensível para pessoas e computadores. Talvez este projeto, e minha experiência com ele, possam ajudar. Mas primeiro você precisa falar sobre história para entender o que funcionou no passado e o que não funcionou.

Lições do passado

Alguns anos atrás, eu estava em um museu e examinei os modelos de madeira da vida no Egito antigo, enterrados com alguma régua há vários milênios. "Que triste", pensei. "Eles pensaram que isso os ajudaria na vida após a morte." Mas isso não funcionou - eles acabaram em um museu. " E então de repente me ocorreu: “Não, funcionou! Esta é a vida após a morte! Eles transmitiram com sucesso uma certa essência de sua vida a um mundo muito além das fronteiras de seu mundo.



Naturalmente, quando olhamos para esses modelos, ajuda-nos que muitos de seus recursos nos são familiares nos tempos modernos. Vacas Barco com remos. Scrolls. Mas algo não é tão familiar. Quais são essas coisas estranhas nas extremidades dos barcos? Qual é o seu propósito? Para que eles foram usados? E aqui começa a difícil tarefa - tentar entender isso sem um contexto geral.

No verão passado, visitei um sítio arqueológico no Peru, na cidade de Caral , onde encontrei muitos tipos de edifícios construídos há mais de 4000 anos. Era bastante óbvio para o que alguns deles eram. E o objetivo dos outros era difícil de entender. E continuei a fazer as perguntas do guia. E quase sempre a resposta era a mesma: "para necessidades cerimoniais".



Eu imediatamente comecei a pensar em edifícios modernos. Sim, temos monumentos e obras de arte. Mas existem arranha-céus, estádios, catedrais, canais, entroncamentos e muito mais. E as pessoas estão acostumadas a interagir quase ritualmente com esses prédios. Mas, no contexto da sociedade moderna, não os chamaríamos de “cerimoniais”: do nosso ponto de vista, cada tipo de estrutura tem um objetivo definido que podemos descrever. Mas essa descrição inclui inevitavelmente um contexto cultural bastante profundo.

Quando eu cresci na Inglaterra, muitas vezes andava na floresta perto de casa - e encontrei muitos poços, bermas e outros traços de trabalho com a terra. Perguntei às pessoas o que é isso. Alguns disseram que estas eram antigas fortificações defensivas; alguns pensavam que os poços eram funis das bombas da Segunda Guerra Mundial. Quem sabe - talvez eles tenham surgido devido ao processo de erosão, não relacionado a pessoas.

Quase 50 anos atrás, quando criança e relaxante na Sicília, encontrei este item na praia:



Muito interessado no que é, levei-o ao meu museu local de arqueologia. "Você veio ao lugar errado, jovem", disseram-me, "este é obviamente um objeto de origem natural". Então fui ao Museu de História Natural, apenas para ouvir: “Desculpe, isso não é para nós; é um artefato. E desde então, esse mistério permanece sem solução (embora com a ajuda de métodos modernos de análise de materiais possa ser resolvido - e eu provavelmente deveria fazê-lo!)

Em muitos casos, é difícil dizer se é um artefato ou não. Pegue os edifícios que construímos na Terra. Quando escrevi o livro “Um Novo Tipo de Ciência”, perguntei aos astronautas que tipo de estrutura eles notavam do espaço tinha a origem humana mais óbvia. Não era a Grande Muralha da China (que é realmente difícil de ver do espaço). Não, eles disseram que era um trecho de estrada que cruzava o Great Salt Lake, em Utah (uma ferrovia de 50 quilômetros construída em 1959, na qual os lados das algas têm uma cor diferente).



Havia também um círculo com um diâmetro de 20 km na Nova Zelândia, um círculo com um diâmetro de 50 km na Mauritânia e um círculo de 65 km no Quebec (um pouco como o heptapod de Chegada):



Quais destes são artefatos? Isso foi antes do advento da web, então tivemos que entrar em contato com as pessoas e descobrir essa pergunta. Um pesquisador do governo da Nova Zelândia disse que não devemos pensar que esse círculo segue a forma de um vulcão cônico no centro. “De fato, tudo é muito mais prosaico”, disse ele, “essa é a fronteira do parque nacional, onde as árvores são cortadas apenas do lado de fora, ou seja, é um artefato. Outros círculos não estão relacionados às pessoas ".

É bastante interessante procurar evidências da presença de pessoas visíveis do espaço. Como a grade de luzes do Kansas ou a linha de luzes no Cazaquistão. E nos últimos anos, a imagem de uma palmeira de 11 km é visível em Dubai. Por outro lado, as pessoas tentaram procurar o que poderia vir a ser "estruturas arqueológicas" em fotografias de alta resolução da lua.

Ok, voltando à questão do significado das coisas. Em uma pintura de caverna de 7.000 anos atrás, podemos reconhecer formas e marcas de animais. Mas o que significam as configurações desses desenhos? No momento, não temos idéias sólidas sobre esse assunto.



Talvez seja mais fácil para nós se nos voltarmos para coisas que estão mais próximas da matemática. Nos anos 90, procurei exemplos precoces de desenhos estruturados complexos em todo o mundo. Encontrei muitas coisas interessantes (por exemplo, um mosaico supostamente feito por Gilgamesh , 3000 aC e os primeiros fractais, de 1210 aC). Na maioria dos casos, eu podia determinar por quais regras os desenhos foram feitos - embora eu não pudesse dizer qual o "significado" que eles tinham para transmitir, ou se eram "apenas decorações".



O último ornamento me intrigou por um tempo. Talvez este seja um autômato celular do século XIV? Ou algo da teoria dos números? Mas, no final, descobriu-se que esta é uma imagem de 62 atributos de Alá do Alcorão, em uma forma retangular especial de caligrafia árabe, construída da seguinte maneira:



Cerca de 10 anos atrás, eu aprendi sobre a existência de um desenho 11.000 anos atrás em um muro em Aleppo, na Síria (espero que seja preservado). O que é isso Math? Música? Mapa? Decoração? Codificação digital de dados? Nós, em geral, não sabemos disso.



Eu posso continuar com exemplos. Muitas vezes as pessoas dizem: "se você vê isso e aquilo, deve ser feito com algum objetivo". O filósofo Immanuel Kant expressou a opinião de que se você vir o hexágono regular desenhado na areia , poderá pensar apenas em uma "razão racional" para isso. Lembrei-me disso toda vez que via formas hexagonais em pedras . E há alguns anos, ouvi falar de hexágonos na areia, resultantes apenas do trabalho do vento. O maior hexágono que conheço é o surgimento de uma tempestade em torno do pólo norte de Saturno , e provavelmente não foi "colocado lá para nenhum fim específico" em nenhum sentido comum da palavra.



Em 1899, Nikola Tesla recebeu muitos sinais de rádio complexos e de som estranho, muitas vezes lembrando o código Morse. Ele sabia que eles não eram produzidos por pessoas, então decidiu imediatamente que eram mensagens de rádio dos habitantes de Marte. Naturalmente, isso não é verdade. Isto é simplesmente o resultado de processos físicos que ocorrem na Terra na ionosfera e magnetosfera.

Mas aqui está a ironia: eles costumam parecer surpreendentemente semelhantes às músicas de baleias! E, sim, nas canções das baleias, existem todos os tipos de momentos rítmicos complexos e outras características que nos lembram as línguas. Mas ainda não sabemos se eles são usados ​​para comunicação, ou apenas para decoração, ou para jogos.

Pode-se imaginar que, com a ajuda do aprendizado de máquina moderno e uma quantidade suficiente de dados, será possível treinar o tradutor para "se comunicar com os animais". Não há dúvida de que será fácil o suficiente criar perguntas como "você está feliz?" ou você está com fome? Mas e as coisas mais complicadas? Por exemplo, aqueles que queremos usar para se comunicar com alienígenas?

Eu acho que vai ser muito difícil. Mesmo que os animais vivam no mesmo ambiente que nós, não está muito claro como eles pensam. O fato de que mesmo sua experiência diária em se comunicar com o mundo pode ser muito diferente, não simplifica a tarefa, por exemplo, de enfatizar o olfato em vez da visão, e assim por diante.

Os animais, é claro, também são capazes de produzir "artefatos". Como, por exemplo, este desenho na areia , feito em cerca de uma semana por um pequeno baiacu :



Mas o que é isso? O que isso significa? Esse “iglofato” pode ser considerado uma grande conquista da civilização baiacu, que deve ser glorificada em todo o sistema solar?

Alguém dirá - claro que não. De fato, apesar de parecer complicado e até "artisticamente" - algo como o twitter de pássaros, que contém elementos da música - você pode imaginar como um dia podemos decifrar as vias neurais no cérebro de um peixe-balão, forçando-o a executar essas ações. E daí? Afinal, um dia seremos capazes de entender os caminhos nervosos de uma pessoa, forçando-a a construir catedrais - ou a instalar faróis no sistema solar.

Estrangeiros e filosofia dos objetivos

Durante muito tempo, achei o seguinte experimento mental útil. Imagine uma civilização muito avançada capaz de mover estrelas e planetas à vontade. Em que configuração eles poderiam levá-los?

Talvez eles gostariam de fazer um "farol de propósito". Ou talvez, como Kant, possa ser decidido que isso pode ser feito organizando algumas configurações geométricas facilmente reconhecíveis. Que tal um triângulo equilátero? Não, não vai funcionar. Os asteróides troianos já formam um triângulo equilátero com Júpiter e o Sol, simplesmente por causa da física.

E logo fica claro que os alienígenas não podem fazer nada para "provar a existência de um alvo". A configuração das estrelas no céu pode parecer aleatória para nós (embora ainda vejamos constelações nelas). Mas você não pode dizer que existe uma maneira correta de visualizar, usando qual deles verá um grande objetivo.

Mas o que é confuso é que, em certo sentido, existe esse caminho! Porque, simplesmente baseada na física, a configuração resultante pode ser descrita como alcançando o objetivo de limitar ao limite uma certa quantidade determinada pelas equações para matéria, gravidade e assim por diante. Claro, podemos dizer que "isso não conta, é apenas física". Mas todo o nosso universo, e nós também estamos trabalhando de acordo com as leis da física. Portanto, voltamos à discussão sobre se existe algum sentido em tal extremização.

Nós, humanos, temos certas maneiras de julgar se há algo para nós. E tudo se resume a saber se podemos "contar uma história", explicando em termos culturalmente significativos por que estamos fazendo alguma coisa. Obviamente, o conceito de propósito se desenvolveu junto com o desenvolvimento da humanidade. Imagine que você está tentando explicar o propósito de caminhar em uma esteira, comprar mercadorias no mundo virtual ou enviar os mesmos faróis para o sistema solar, para pessoas que viveram milhares de anos atrás e que construíram os edifícios no Peru que demonstrei anteriormente.

Não estamos familiarizados com as maneiras de contar "histórias culturalmente significativas" sobre estrelas e planetas que não sejam mitologia. E no passado, poderíamos imaginar que as histórias contadas seriam inevitavelmente menos ricas do que aquelas que podemos contar sobre nossa civilização.Mas aqui os próprios fundamentos da ciência com os quais lidei entram em vigor. O princípio da equivalência computacional diz que não é assim - e o que acontece com estrelas e planetas é tão rico quanto o que acontece em nossos cérebros ou com nossa civilização.

Na tentativa de "mostrar algo interessante" do Universo, poderíamos decidir o que é melhor para fornecer cálculos abstratos complexos. Mas será inútil. A computação abstrata no universo está cheia.

Em vez disso, o "mais interessante" serão os detalhes específicos e aleatórios da nossa história pessoal. Certamente, pode-se imaginar que em algum lugar exista algo tão complicado que possa olhar para o início de nossa história e calcular imediatamente como ela se desenvolverá. Mas uma conseqüência do princípio da equivalência computacional é o que chamo de irredutibilidade computacional - implica que não há atalhos na história; para descobrir como tudo se desenvolveu, você precisa vivê-lo. Esse princípio ajuda a sentir a importância da vida.

Função do idioma

Ok, digamos que queremos explicar nossa história. Como fazemos isso? Não podemos reproduzir em detalhes tudo o que aconteceu. Precisamos fornecer uma descrição simbólica de um nível superior, no qual tudo que for importante será capturado e tudo o mais será idealizado. Mas, é claro, a escolha do que é importante depende da pessoa.

Podemos dizer: vamos mostrar uma imagem. Mas é preciso falar sobre como criar uma imagem a partir de pixels em uma determinada resolução, como representar cores, por exemplo, através de RGB - sem mencionar como representar objetos em 2D, como compactar tudo, etc. Em nossa história, há um conjunto muito bom de imagens que permanecem, pelo menos, reconhecíveis. Mas isso provavelmente não é menos importante, devido ao fato de que nossos sistemas visuais, definidos pela biologia, permaneceram inalterados.

Vale a pena notar que as imagens podem ter propriedades que só notamos depois que certos conceitos entram em nossa cultura. Por exemplo, os desenhos anexos do século XIII, citados acima, foram reproduzidos, mas ignorados em livros sobre a história da arte por centenas de anos - até que os fractais se tornaram populares, e as pessoas não adquiriram uma maneira de discutir esse conceito.

Quando se trata de transferência de conhecimento em larga escala, o único esquema conhecido permanece (e provavelmente essa é a única opção possível) uma linguagem - na qual, de fato, há um conjunto de conceitos simbólicos que podem ser construídos de um número quase infinito de maneiras de transmitir diferentes significados. .

Presumivelmente, foi o surgimento da linguagem que permitiu que nossa espécie começasse a acumular conhecimento de geração em geração e, como resultado, desenvolvesse uma civilização conhecida por nós. Portanto, faz sentido que a linguagem esteja no centro da tarefa de transmitir a história de nossas realizações.

E, de fato, se você olhar para a história da humanidade, as civilizações que estudamos com mais detalhes são aquelas que deixaram suas anotações por escrito, em um idioma que poderíamos ler. Se os edifícios de Caral tivessem inscrições, então (se pudéssemos lê-las) entenderíamos muito melhor por que elas eram necessárias.

Existem idiomas, como latim, grego, hebraico, sânscrito e chinês, que têm sido usados ​​continuamente (ou pelo menos permaneceram famosos) por milênios - e podemos traduzir a partir deles. Mas nos casos de hieróglifos egípcios, cuneiforme babilônico , linear B ou maia, a continuidade do uso foi prejudicada, e foram necessários esforços heróicos para decifrá-los (e muitas vezes sorte em encontrar coisas como a pedra de Roseta ). E hoje existem muitas outras línguas - letra linear A , etrusca , rongo-rongo , zapoteca , a língua escrita do vale do Indo - que não foram decifradas.

E ainda existem casos em que simplesmente não está claro se a linguagem é alguma coisa. Um exemplo é uma pilha - que, presumivelmente, foi usada para gravar algum tipo de "dado", embora possa ou não ter sido usado para gravar o que geralmente chamamos de idioma:

Matemática para o resgate?

Tudo bem, mas com todo o nosso conhecimento abstrato de matemática, computação e assim por diante, provavelmente seremos capazes de inventar uma "linguagem universal" que possa ser entendida em qualquer lugar. Bem, é claro, podemos criar um sistema formal - como um autômato celular - trabalhando continuamente de acordo com suas regras formais. Mas isso transmite alguma informação?

No decorrer de seu trabalho, esse sistema simplesmente faz o que faz. Você pode escolher apenas o próprio sistema, as regras usadas e as condições iniciais. Portanto, se usássemos um autômato celular, poderíamos, por exemplo, decidir que queremos demonstrar estes resultados:



O que estamos transmitindo aqui? Cada regra possui todos os tipos de propriedades e comportamento detalhados. Mas como pessoa, você poderia dizer: "Sim, vejo que todas essas regras dobram o comprimento dos dados de entrada, esse é o ponto". Mas, para tirar essa conclusão, é necessário um certo contexto cultural. Sim, com nossa história intelectual, temos uma maneira fácil de discutir a duplicação do tamanho da entrada. Mas com uma história intelectual diferente, isso pode se tornar uma propriedade sobre a qual não há como falar - assim como os historiadores da arte por muitos séculos não tiveram como falar sobre padrões aninhados.

Suponha que decidamos nos concentrar na matemática tradicional. Estaremos na mesma situação. Talvez possamos propor teoremas em algum sistema abstrato. Mas sobre cada um deles será possível dizer: "Ok, bem, essas regras seguem essas regras - aproximadamente como as formas das moléculas determinam como elas podem formar um cristal". E a única maneira de realmente transmitir uma mensagem é escolher quais teoremas mostrar, que sistema de axiomas usar. Mas para interpretar essa escolha, novamente, é necessário um contexto cultural.

Um dos lugares em que a abordagem formal encontra a realidade é a construção de modelos teóricos de coisas reais. Temos um processo físico e seu modelo simbólico formal - feito usando equações matemáticas, programas como autômatos celulares ou qualquer outra coisa. Parece-nos que essa conexão determina instantaneamente a interpretação do nosso sistema formal. Mas, repito, isso não acontece - nosso modelo é apenas um modelo que descreve algumas propriedades do sistema e idealiza todas as outras. E para ver como funciona, é necessário um contexto social.

Há uma pequena exceção a tudo isso: e se houver uma teoria fundamental da física de tudo, que, talvez, possa ser denotada como um programa simples? Então este programa não será apenas um modelo idealizado. Mas uma visão completa da física. E essa "verdade" sobre o nosso Universo descreverá a física que governa absolutamente todas as entidades que existem nele.

Se realmente existe um modelo simples do Universo, então, em princípio, é inevitável que as coisas que ela descreve diretamente não coincidam com as coisas familiares a nós da experiência sensorial cotidiana; eles provavelmente serão construções "inferiores", como espaço e tempo. Ainda assim, podemos imaginar como mostrar nossas realizações apresentando uma versão da teoria final do nosso universo (se a encontrarmos). Mas há um problema. Não é tão difícil mostrar o modelo correto do universo: basta olhar para o universo real! Portanto, as informações básicas em uma representação abstrata serão suas primitivas (em que base o universo funciona - redes, estruturas algébricas, algo mais?)

Vamos nos afastar um pouco desse nível de filosofia. Suponha que entregemos um objeto físico - uma nave espacial, por exemplo - a nossos alienígenas. Você pode decidir que a tarefa seria mais fácil. Mas, novamente, o problema é a necessidade de um contexto cultural para decidir o que é importante e o que não é. O rebite está posicionando uma mensagem? Otimização de engenharia? Tradições de engenharia? Ou é tudo por acaso?

Quase tudo o que está na espaçonave foi colocado lá no processo de criação da espaçonave. Algo foi publicado "especificamente" por decisão dos engenheiros. Algo era necessário devido à física de fabricação. Mas, no final, uma nave espacial é apenas uma nave espacial. Pode-se imaginar uma recriação dos processos nervosos que ocorreram entre os engenheiros humanos, assim como se pode imaginar uma recriação de correntes térmicas durante o tratamento térmico de produtos. Mas, graças a qual mecanismo a nave espacial foi construída, qual é o seu objetivo - que mensagem ele tentou transmitir?

Versão molecular

Uma coisa é falar sobre o envio de mensagens com base nas conquistas da nossa civilização. Mas que tal apenas enviar nosso DNA? Ela, é claro, não descreve (diretamente, pelo menos) nossas realizações intelectuais. Mas descreve alguns bilhões de anos de evolução biológica e apresenta um monumento a 10 ⁴⁰ organismos que já viveram em nosso planeta.

Obviamente, podemos perguntar: "o que isso significa?" E um dos significados do darwinismo é que as formas dos organismos (e o DNA que os define) surgem apenas como resultado de processos de evolução biológica, sem nenhum "design intencional". É claro que, em uma conversa sobre organismos biológicos, há uma forte tendência a dizer algo como "este molusco tem uma casca afiada, porque é útil para se firmar entre pedras" - em outras palavras, atribuir a meta ao que apareceu como resultado da evolução.

Então, que mensagem transmitiremos enviando DNA (ou organismos inteiros)? Em certo sentido, será uma visão congelada da história, embora agora biológica. E novamente a questão do contexto aparece. Como interpretar o DNA incorpóreo? Ou que tipo de ambiente esse argumento precisa fazer?

Dizia-se há muito tempo que se houvesse "moléculas orgânicas" no espaço, isso seria um sinal de vida. Mas agora muitas moléculas complexas foram descobertas, mesmo no espaço interestelar. E, embora essas moléculas, sem dúvida, reflitam todos os tipos de processos físicos complexos, ninguém as considera sinais de vida.

O que aconteceria se os alienígenas encontrassem uma molécula de DNA? Essa é uma sequência complexa de mensagens significativas ou apenas algo gerado aleatoriamente? Como resultado, é claro, as seqüências que sobreviveram no DNA moderno, em certo sentido, refletem o que leva ao sucesso de organismos em nossas condições terrestres - mas, como no caso da tecnologia e da linguagem, também há um feedback que os organismos criam ambiente para os outros.

Então, o que mostra a sequência de DNA? Como a biblioteca do conhecimento humano, é uma representação de muitos processos históricos complexos - e de muitos cálculos irredutíveis. A diferença é que ele não contém uma "centelha de intenções humanas".

Obviamente, é difícil determinar a presença de tal sinal. Se observarmos as coisas criadas por nossa civilização, elas geralmente podem ser reconhecidas pela presença de sinais como formas geométricas simples - linhas, círculos e assim por diante. Em certo sentido, é irônico que, depois de todo o nosso desenvolvimento como civilização, nossos artefatos pareçam muito mais simples do que aqueles que a natureza produz.

E não precisamos nos voltar para a biologia, com toda a sua evolução. Você pode olhar para a física, a forma de flocos de neve, respingos ou turbulência em líquidos.

Como argumentei por muito tempo, o ponto principal é que, no universo da computação de possíveis programas, é bastante fácil encontrar exemplos nos quais mesmo as regras básicas mais simples levam ao aparecimento de comportamentos complexos. É isso que acontece na natureza. E a única razão pela qual geralmente não vemos isso nas coisas que criamos é porque nos limitamos a práticas de engenharia que evitam a complexidade, para que possamos antecipar o resultado. E, no final, sempre temos coisas mais simples e familiares.

Agora que temos uma melhor compreensão do universo computacional, podemos ver que isso nem sempre é o caso. Fiz grandes progressos simplesmente vasculhando o universo da computação em busca de programas e estruturas que sejam úteis, independentemente de podermos "entender" como eles funcionam. Aproximadamente o mesmo acontece ao treinar um sistema moderno de aprendizado de máquina. Você tem em suas mãos um sistema tecnológico que atinge uma meta, mas as partes individuais das quais, do nosso ponto de vista, não fazem coisas significativas.

E espero que, no futuro, uma proporção cada vez menor da tecnologia criada pelo homem se torne "reconhecível" e "compreensível". Um circuito eletrônico otimizado não terá necessariamente uma bela estrutura de repetição, como algoritmos otimizados. Naturalmente, às vezes é difícil entender o que está acontecendo. Esse padrão de orifícios no alto-falante é feito para otimizar alguns momentos acústicos ou é apenas uma decoração?

E, novamente, nos deparamos com a mesma dificuldade filosófica: reconhecemos a mecânica das coisas e podemos contar uma história sobre por que elas podem funcionar dessa maneira. Mas não há como decidir se essa história é verdadeira - exceto se referir a detalhes relacionados às pessoas e à cultura das pessoas.

Falando sobre o mundo

De volta ao idioma. Qual é o idioma realmente? Estruturalmente (pelo menos nos exemplos até agora conhecidos), é um conjunto de primitivas (palavras, construções gramaticais etc.) que podem ser montadas de acordo com certas regras. Podemos aprender um idioma formalmente neste nível, assim como podemos montar um mosaico de acordo com um conjunto específico de regras. Mas o que torna uma linguagem útil para a comunicação é que suas primitivas estão de alguma forma conectadas ao mundo - e que estão conectadas ao conhecimento.

Numa primeira aproximação, palavras ou outras primitivas de linguagem são adequadas para descrever aspectos do mundo sobre os quais queremos falar. Temos palavras diferentes para a mesa e a cadeira, porque achamos útil separar esses conceitos. Poderíamos começar a descrever os detalhes das pernas da mesa, mas para muitos propósitos seria suficiente dizer apenas uma palavra ou fornecer uma primitiva simbólica: "mesa", que descreve o que pensamos como mesa.

Obviamente, para que a palavra “tabela” seja útil para a comunicação, o remetente e o destinatário da palavra devem compartilhar um entendimento de seu significado. Na prática, nas línguas naturais, isso geralmente é alcançado pelo método social - quando as pessoas vêem como as outras pessoas descrevem coisas como a “mesa”.

Como determinar quais palavras devem existir? Esse processo é controlado pela sociedade, mas em algum nível consiste em ser capaz de definir conceitos que são periodicamente úteis para nós. Mas todas essas considerações praticamente não vão além dos limites do círculo lógico. Conceitos úteis dependem do ambiente em que vivemos. Se não tivéssemos tabelas (por exemplo, na Idade da Pedra), a palavra "tabela" não seria útil.

Mas quando introduzimos uma nova palavra para algo (por exemplo, um “blog”), fica mais fácil pensar sobre isso - e há mais desses objetos no ambiente que criamos para nós mesmos ou que escolhemos para a vida.

Imagine uma mente que exista na forma de um líquido (por exemplo, o clima), ou até imagine um organismo aquático acostumado a um habitat fluido. As muitas palavras que tomamos como garantidas, descrevendo objetos ou lugares sólidos, não são particularmente úteis para ele. Em vez disso, ele pode ter palavras para aspectos do fluxo de fluido (por exemplo, para vórtices estáveis ​​que mudam de alguma maneira especial), que nunca percebemos como conceitos para os quais as palavras são necessárias.

Pode parecer que outros seres em nosso universo físico terão necessariamente algo em comum conosco na maneira como descrevem o mundo. Mas não acho que isso ocorra - de fato, devido a um fenômeno como a irredutibilidade computacional.

O problema é que a irredutibilidade computacional implica a existência de um número infinito de ambientes irredutivelmente diferentes que podem ser construídos com base em nosso universo físico - assim como há um número infinito de computadores universais irredutivelmente diferentes que podem ser criados usando qualquer computador universal. Em um sentido mais prático, criaturas diferentes - ou mentes diferentes - podem trabalhar usando "coleções tecnológicas" irreversivelmente diferentes, baseadas em diferentes elementos do mundo físico (atômico, eletrônico, líquido, gravitacional etc.) e várias cadeias de invenções. Como resultado, seu método de descrever o mundo pode ser irredutível para outros.

Formação linguística

Bem, se tivermos uma certa percepção do mundo, como entender quais palavras ou conceitos são úteis para descrevê-lo? No caso das línguas humanas naturais, essa descrição simplesmente se desenvolve como resultado de um processo semelhante à seleção natural durante o uso da linguagem pela sociedade. E, ao desenvolver a Wolfram Language como uma linguagem para comunicação computacional, usei o que se desenvolveu na linguagem humana.

Como se pode ver a aparência de palavras e conceitos em um contexto mais distante da linguagem humana? Atualmente, há uma resposta que consiste em usar um exemplo cada vez mais manifesto de inteligência alienígena: inteligência artificial.

Pegue uma rede neural e comece a alimentá-la, por exemplo, imagens de um monte de coisas no mundo (escolhendo um meio na forma de imagens bidimensionais com uma certa codificação de dados, nós, de fato, determinamos uma certa maneira de "perceber o mundo"). E vamos ver quais diferenças a rede neural fará ao classificar ou classificar essas imagens.

Na prática, diferentes execuções fornecerão respostas diferentes. Mas qualquer regularidade de respostas nos dará um exemplo de primitivos de linguagem.

É fácil ver isso ao treinar uma rede que identifica imagens. Começamos a fazer isso há vários anos usando dezenas de milhões de imagens divididas em 10.000 categorias. Curiosamente, se você olhar para a própria rede, na verdade, ela estará envolvida na análise dos recursos de imagem que permitem distinguir efetivamente entre categorias.

De fato, esses recursos determinam a linguagem simbólica emergente da rede neural. E essa linguagem é realmente bastante estranha para nós. Não reflete diretamente a linguagem ou o pensamento humano. Essa é uma maneira alternativa de "conhecer o mundo", diferente daquela escolhida pelas pessoas e pela linguagem humana.

Podemos decifrar esse idioma? Isso nos permitiria “contar uma história” sobre o que a rede neural “pensa”. Mas isso geralmente não é fácil de fazer. Os “conceitos” definidos pela rede neural geralmente não se traduzem tão facilmente aos que conhecemos - e ficaremos atolados ao fazer algo como a ciência natural, tentando entender os fenômenos com base nos quais podemos construir uma descrição do que está acontecendo.

Tudo bem, mas talvez este exemplo nos ofereça uma maneira de resolver o problema de comunicação com alienígenas. Não tente (será difícil) definir formalmente uma "cadeira". Mostre muitos exemplos de cadeiras e use-os para definir o conceito simbólico de uma cadeira. Naturalmente, quando começamos a mostrar imagens de cadeiras em vez de cadeiras reais, surge o problema de descrever ou codificar imagens. Embora essa abordagem funcione bem para substantivos comuns, será muito mais difícil lidar com verbos ou conceitos lingüísticos mais complexos.

Mas se não queremos entupir a sonda com exemplos de objetos (para criar algo como a arca de Noé ontológica ), talvez possamos simplesmente enviar um dispositivo que possa ver o objeto e mostrar seu nome. Afinal, é assim que as pessoas aprendem idiomas - na infância ou para fins lingüísticos. E hoje, definitivamente podemos criar um computador pequeno com um bom identificador de imagem que funcione no nível humano.

Mas há um problema. Os alienígenas mostrarão a esse computador todo tipo de coisas familiares a eles. Não há garantia de que eles coincidam com as coisas para as quais temos palavras. Esse problema pode ser visto imaginando como alimentamos a arte abstrata ao determinante das imagens; e com as criações de uma civilização alienígena, é provável que a situação seja ainda pior.

O que a Wolfram Language faz

O Wolfram Language pode ajudar? Meu objetivo ao criá-lo era construir uma ponte entre as coisas que as pessoas querem fazer e as que tornam possíveis os cálculos. E se eu não criasse uma linguagem para as pessoas, mas para os alienígenas - ou mesmo para os golfinhos - seria de esperar que fosse diferente.

No final, tudo se resume à computação e à representação computacional de tudo. Mas a escolha do que precisa ser apresentado - e da maneira como é apresentada - depende de todo o contexto. E mesmo para as pessoas, esses parâmetros mudam com o tempo. Por exemplo, nos mais de 30 anos em que trabalhei na Wolfram Language, a tecnologia e o mundo se desenvolveram significativamente - como resultado, fazia sentido adicionar muitas coisas novas à linguagem. Promover um entendimento cultural da computação - coisas como hiperlinks e programação funcional estão se tornando mais comuns - também altera os conceitos que podem ser usados ​​em uma linguagem.

Até agora, as pessoas pensam na Wolfram Language como uma maneira de se comunicar com um computador.Mas eu sempre me referi a ele como uma linguagem computacional para comunicação de propósito geral, tanto para pessoas quanto para computadores - entre outras coisas, permite que as pessoas pensem e se comuniquem em termos computacionais. E, sim, a importância do pensamento computacional aumentará - e se tornará mais importante do que a capacidade de pensar matematicamente no passado.

Mas o ponto principal é que a Wolfram Language descreve a computação em termos acessíveis às pessoas. Podemos considerá-lo como uma tentativa de definir quais partes do universo de possíveis cálculos nós, as pessoas, estando no estágio atual de desenvolvimento da civilização, consideramos o mais importante.

Outra maneira de dizer isso em outras palavras é imaginar a Wolfram Language como uma maneira de apresentar sucintamente (ou modelar) a essência de nossa civilização. Parte dessa entidade é algorítmica e estruturada; parte - dados e conhecimento sobre os detalhes do mundo e sua história.

Ainda há muito trabalho para transformar a Wolfram Language em uma linguagem simbólica completa para a comunicação, capaz de expressar toda a gama de intenções humanas (por exemplo, a capacidade de registrar contratos totalmente legais ou princípios éticos para a IA). Mas com a Wolfram Language em sua forma atual, já cobrimos uma gama bastante ampla de problemas e realizações de nossa civilização.

Mas como alimentar tudo isso para os alienígenas? Em algum nível, gigabytes de código e terabytes de dados são apenas algumas regras, como as regras de autômatos celulares ou qualquer outro sistema de computação. Mas o ponto principal é que essas regras foram escolhidas para cálculos que parecem ser os mais importantes para as pessoas.

Isso lembra um pouco os modelos de tumbas egípcias, que mostram quais atividades os egípcios consideravam importantes. Se dermos aos estrangeiros a Wolfram Language, daremos a eles um modelo computacional do que consideramos importante. Além de fornecer acesso a todo o idioma, em vez de fotos ou dioramas individuais, fornecemos uma maneira de comunicação muito mais ampla e profunda.

Cápsulas de tempo de realidade

O que estamos tentando fazer, de certa forma, parece uma cápsula do tempo . Que lições podemos aprender das cápsulas do tempo do passado? Infelizmente, a história não nos inspira particularmente.

Em particular, após a abertura da tumba de Tutankhamon, em 1922, houve uma onda de entusiasmo pela fabricação de cápsulas do tempo, que durou pouco mais de 50 anos, o que levou à criação - e geralmente ao enterro - de cerca de 10.000 cápsulas. Mas a maioria dessas cápsulas do tempo já está esquecida agora - principalmente porque as organizações que as criaram mudaram suas atividades ou faliram. Em 1939, a empresa Westinghouse criou especificamente paraexposição mundial . No ano passado, os restos desta empresa entraram em falência .

Em meu próprio arquivo de correspondências nos últimos anos, você pode encontrar muitos pedidos de materiais para cápsulas do tempo e, olhando para ela, lembro que criamos uma cápsula do tempo para o 10º aniversário do Mathematica em 1998. Mas onde ela está agora? Eu não seiEste é um problema típico. Um arquivo mantido em ordem de funcionamento (biblioteca etc.) pode monitorar todas as coisas de maneira organizada, e as cápsulas do tempo acabam sendo eventos separados e geralmente acabam em locais isolados, após o que são rapidamente perdidos e esquecidos. O oposto pode acontecer: as pessoas acreditam que em algum lugar deveria haver uma cápsula do tempo - por exemplo, acreditava-se que John von Newman deixasse essa cápsula para ser aberta depois de 50 anos -, mas acontece que não é assim.

Uma área em que pelo menos versões informais de cápsulas do tempo parecem funcionar com alguma periodicidade é a construção. Por exemplo, na Inglaterra, ao consertar telhados de colmo uma vez a cada 50 anos, eles costumam encontrar mensagens de trabalhadores anteriores. Mas uma tradição particularmente antiga - liderada até pelos babilônios - é a colocação de mensagens nas fundações, em particular nas pedras angulares dos edifícios.

Muitas vezes, durante o tempo da Babilônia, poderia ser uma inscrição amaldiçoando uma pessoa que destrói um edifício a tal ponto que você pode ver seu fundamento. Mais tarde, outras tradições apareceram, por exemplo, era costume os maçons esconderem pequenos caixões comemorativos nos prédios públicos que construíam.

Maior sucesso do que as cápsulas do tempo ocultas, apreciava as inscrições nas pedras à vista de todos. E grande parte do nosso conhecimento da história e cultura antigas realmente provém desses objetos. Às vezes, eles fazem parte de uma arquitetura sobrevivente maior. Mas um dos exemplos famosos (a chave para decifrar a escrita cuneiforme ) pode ser uma inscrição simples arranhada em uma rocha localizada no território do Irã moderno:





para expressividade, um baixo-relevo representando guerreiros em tamanho natural é adicionado ao topo. Texto traduzidocomeça: “Eu sou o grande Dario, o rei dos reis ...”, e existem 76 parágrafos das realizações de Dario, muitos dos quais falam sobre os levantes reprimidos contra ele, nos quais os líderes dos levantes estavam esperando por um fim inglório.

Tais inscrições são freqüentemente encontradas no mundo antigo (como suas contrapartes mais modestas são frequentemente encontradas hoje). Mas a ironia deles é bem transmitida pelo meu favorito no soneto de Shelley, " Ozimandia " (em homenagem ao egípcio Ramsés II):

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Se a descrição do projeto de beacons espaciais contiver a seção "riscos", essa descrição poderá ser um bom exemplo.

É claro que, além das inscrições "indicativas" especiais, as civilizações antigas deixaram muitos "documentários" preservados até hoje, de uma forma ou de outra. Há dez anos, comprei na Internet (sim, tenho certeza de que é real) um pequeno tablet cuneiforme datado de 2100 aC:



descobriu-se que este é um contrato pelo qual Lou-Nunn recebe 1,5 gur (cerca de 0 , 4 m ³ ) de cevada no mês de verão de Damuzi (junho a julho), pelo qual ele deve pagar com certas mercadorias entre setembro e novembro.

A maioria dos tablets sobreviventes relatam algo semelhante. Um em cada mil fala sobre matemática ou astronomia. E olhando para eles hoje, é interessante ver até que ponto os babilônios avançaram em matemática e astronomia. Mas (com exceção de alguns parâmetros astronômicos), após um certo momento, aprendemos pouco com esses tablets.

E esta é uma lição para as nossas tentativas hoje. Se colocarmos matemática ou fatos científicos em nossos faróis, isso mostrará até onde chegamos (e, é claro, para causar a melhor impressão, precisamos incluir a pesquisa mais avançada - por exemplo, matemática moderna, mas será bastante difícil) . Mas isso é um pouco como quem procura emprego, que inicia seu currículo com uma descrição de fatos básicos. Sim, todos sabemos isso - conte-nos algo sobre você!

Mas como isso é feito melhor? No passado, as palavras tinham a maior largura de banda. No mundo de hoje, este é um vídeo - ou uma simulação de IA. Mas isso não é tudo, e isso é evidente na arqueologia de hoje. Quase qualquer objeto sólido carrega traços microscópicos de sua história. Talvez estas sejam várias moléculas aleatórias - DNA ou outra coisa que tenha caído em utensílios de cozinha. Talvez sejam rachaduras microscópicas e arranhões do próprio material, mostrando desgaste.

A microscopia atômica é o começo de uma de suas maneiras de ler sistematicamente essas coisas. No campo da introdução de computadores em escala molecular, essas oportunidades crescerão mais rapidamente. Isso nos dará acesso a um enorme repositório de "exaustão histórica".

Não seremos capazes de reconhecer imediatamente o nome "Lu-Nanna". Mas podemos reconhecer o DNA deles, o DNA do escriba, a que horas do dia a placa foi feita, o cheiro e, possivelmente, até os sons presentes quando a argila secou. Tudo isso pode ser descrito como "dados sensoriais" - e eles, novamente, nos fornecem informações sobre "o que aconteceu", sem nenhuma interpretação do que é considerado importante.

Mensagens no espaço

Ok, mas nosso objetivo é colocar informações sobre nossa civilização no espaço. Qual é o histórico das tentativas anteriores de fazer isso? Até o momento, existem apenas quatro naves espaciais fora do sistema solar e cerca de cem veículos a mais ou menos intactos nas superfícies de diferentes planetas (sem contar as aterrissagens duras, os veículos derretidos em Vênus e assim por diante). Em certo sentido, a própria espaçonave é uma "mensagem" bastante grande, uma ilustração de muitas tecnologias e assim por diante.



Provavelmente, a maior quantidade de "informações de design" estará contida nos microprocessadores. E embora a necessidade de produzir circuitos integrados resistentes à radiação nos obriga a usar circuitos de chip que estão dez anos atrás dos modelos mais recentes, no entanto, por exemplo, a espaçonave New Horizons lançada em 2006 possui processadores MIPS R3000 (embora operando com freqüência 12 MHz) contendo mais de 100.000 transistores:



Ele também contém bastante software, geralmente armazenado na ROM. É claro que pode não ser tão fácil de entender, mesmo para as pessoas - por exemplo, apenas no mês passado para iniciar os motores de foguete de reserva Voyager-1 que não foram usados ​​nos últimos 37 anos, foi necessário descriptografar o código da máquina para a CPU personalizada de longa data.

A estrutura da nave espacial pode dizer muito sobre a engenharia e sua história. Por que a antena tem esse formato ? Ele tem uma longa história de origem de outras antenas que foram fabricadas e modeladas assim por diante, e assim por diante.

E quanto a informações mais diretas sobre as pessoas? Muitas vezes, você pode encontrar pequenas etiquetas impressas e fixadas nos componentes pelos fabricantes. Recentemente, houve uma tendência de enviar uma lista de nomes de pessoas (mais de 400.000 no New Horizons) na forma de gravuras, microfilmes ou CD / DVDs. A missão MAVEN marciana transportou mais de 1000 haikus sobre Marte, criados pelo público, 300 desenhos infantis - tudo isso em DVD). Mas na maioria das naves espaciais, a “mensagem humana” mais importante é a bandeira:



Várias vezes os dispositivos foram equipados com placas e exposições especiais. Por exemplo, no pilar do módulo lunar Apollo 11, uma placa foi anexada (com a Terra na forma de uma projeção estereográfica cortada no meio do Atlântico ao longo do meridiano de 20 °):



Cada missão da Apollo à Lua também colocou uma bandeira americana lá (e a maioria delas ainda está " tremulando " de acordo com recentes observações de alta resolução) - que estranhamente se assemelha aos santuários de deuses antigos encontrados em sítios arqueológicos:



A primeira sonda lunar bem-sucedida ( Luna-2 ) carregou esse objeto, semelhante a uma bola, para a lua - ela teve que explodir à maneira de uma granada e espalhar pentágonos sobre a superfície pouco antes de a sonda cair na superfície:



Existe uma placa em Marte que se parece mais com a página de rosto de um documento - pode ser descrita como "enviar os resultados do cerebelo de algumas pessoas para o espaço" (que tipo de análise de personalidade os estrangeiros podem fazer com base nessas assinaturas?):



Há outra lista de nomes, desta vez um memorial para astronautas caídos deixados na Lua Apollo 15. Uma estatueta é anexada a ela, estranhamente reminiscente de figuras de sítios arqueológicos:



Estatuetas também apareceram em outras naves espaciais. Aqui estão algumas figuras de LEGO que foram para Júpiter no aparato Juno (da esquerda para a direita: o mitológico Júpiter, o mitológico Juno e o verdadeiro Galileu):



Também nesse dispositivo havia outra dedicação ao Galileu - embora tudo isso evapore quando sair da órbita de Júpiter em 2018, para não poluir sua lua:



Vários itens pessoais e outras bugigangas podem permanecer na lua - geralmente informalmente. Um exemplo é uma coleção de pequenas obras de arte (que até desconcertam uma pessoa) que foram anexadas ao pilar do módulo lunar Apollo 12:



Houve outro "trabalho" (assim como um dispositivo para calibração de cores) enviado no dispositivo Beagle-2 sem êxito:



Existem vários “relógios de sol marcianos” em vários veículos espaciais, servindo como relógio de sol e como calibração de cores. No começo, estava escrito "Dois mundos, um Sol" - assim como o nome de Marte em 22 idiomas; mais tarde, houve uma mensagem menos poética "Para Marte, para pesquisa".



Outra bugiganga espacial, uma moeda comemorativa da Flórida, a bordo do aparelho New Horizons recentemente passou por Plutão - era presumivelmente fácil chegar perto do local de lançamento do aparelho.

A tentativa mais séria e conhecida de transmitir a mensagem são os tablets de alumínio nos Pioneiros 10 e 11, lançados em 1972 e 1973 (hoje já estão além do nosso alcance):





Devo dizer que nunca gostei deste sinal. Seus criadores, na minha opinião, se superaram. A maior reclamação que sempre tive é um elemento no canto superior esquerdo. No artigo original (sob a liderança de Karl Sagan) sobre este tablet, está escrito que "esse elemento deve ser imediatamente reconhecível por físicos de outras civilizações".

Mas o que é isso? Como físico humano, posso adivinhar: esta é uma imagem canônica de uma linha de rádio de hidrogênio neutro , também conhecida como linha de 21 cm. As setas devem representar as direções dos giros do próton e do elétron antes e após a transição. Mas ei, elétrons e prótons têm um giro de 1/2, então eles se comportam como spinors . E tradicionalmente, nos livros didáticos sobre spinors da mecânica quântica são frequentemente representados por vetores. Mas este é um acordo arbitrário.

Sim, e por que é necessário descrever as funções de onda da mecânica quântica em átomos na forma de linhas localizadas? Os elétrons devem entrar em um "círculo completo", o que significa sua deslocalização. Sim, essa iconografia pode ser explicada a uma pessoa familiarizada com os livros didáticos de mecânica quântica. Mas tão incompreensível e inerente especificamente ao homem quanto possível. E, a propósito, por que não apenas desenhar uma linha desse comprimento para representar uma radiação de 21,106 cm ou fazer uma placa desse tamanho (sua largura é 22,9 cm) ?!

Eu poderia continuar a me espalhar sobre o que há de errado com este prato. Imagens estilizadas de pessoas, especialmente em comparação com a espaçonave. Usando a seta para mostrar a direção da espaçonave (os alienígenas passaram pelo estágio de uso de setas?) Zero bytes no final das linhas, cobrindo medições insuficientemente precisas dos períodos do pulsar.

A descrição oficial do trabalho original não corrige a situação e, em geral, um complexo "teste de QI científico" é organizado no trabalho na forma de uma explicação de como decodificar os elementos restantes do tablet:



Depois de chamar a atenção para os tablets Pioneer, foi feita uma tentativa mais ambiciosa dos dispositivos Voyager lançados em 1977. O resultado foi uma placa de ouro Voyager de 12 polegadas com capa do álbum:



Em 1977, as gravações fonográficas pareciam ser "tecnologia universalmente óbvia". Hoje, é claro, até o próprio conceito de gravações analógicas quase desapareceu . E o que é essa "agulha" cuidadosamente desenhada no canto superior esquerdo? Atualmente, a maneira óbvia de ler um registro seria simplesmente fazê-lo como uma imagem, sem ranhuras para agulhas.

Ok, então o que há neste registro ? Várias saudações verbais em 55 idiomas (começando com a versão moderna do acadiano ), juntamente com uma coleção de músicas de 90 minutos de todo o mundo. Imagine como um tradutor estrangeiro, ou AI, está tentando, em vão, combinar as mensagens contidas nas palavras e na música. Há também uma hora de ondas cerebrais registradas da futura esposa de Carl Sagan (Anne Druant), que parece estar pensando em coisas diferentes.

Também existem 116 imagens codificadas em linhas de digitalização analógica (não sei como a cor é codificada). Muitas delas são fotografias da vida da Terra na década de 1970. Algumas são “explicações científicas”, que não são exercícios ruins para os alunos interpretarem em 2010 (embora o arredondamento do material seja estranho, nove planetas são mencionados, no par de bases há S em vez de C e, além disso, há um desenho muito bonito da silhueta):









Sim, quando ofereci minhas versões de "cartões com uma foto e uma assinatura" para cientistas no filme "Chegada", também comecei com um código binário - embora em nosso tempo seja mais fácil e mais natural mostrar toda a regularidade incorporada de sequências de números:



Entre as tentativas que ocorreram após os Voyagers, havia (muito no estilo dos anos 90) um CD com a obra de arte “Visions of Mars” no aparelho malsucedido Mars-96 de 1996, bem como uma cápsula temporária de 2012 - um CD com imagens e vídeos do satélite Echostar 16 no geoestacionário órbita ao redor da Terra:



Um tablet ligeiramente diferente foi lançado em 1976 no satélite LAGEOS-1, que deve ficar em órbita polar em torno da Terra por 8,4 milhões de anos. Existem números binários semelhantes ao "medalhão binário" de Leibniz. Há também o resultado previsto da deriva continental (e o nível do mar?). De 228 anos atrás até o final da vida do satélite - por causa da qual surge a pergunta "pensamos tudo corretamente?"



A missão da Cassini , passando por Saturno, quase incluiu uma placa de diamante gravada, mas como as pessoas não concordavam , ela não foi enviada. Em vez disso, logo após Ozimandy, a espaçonave deixou um suporte vazio para ela, então será muito difícil adivinhar antes de seu objetivo.

Outra classe de artefatos enviados ao espaço são as transmissões de rádio. E até termos transmissões de rádio mais direcionadas (e o 5G nos ajudará), irradiaremos para o espaço uma certa quantidade de energia de rádio (cada vez mais criptografada). A transmissão mais intensa continua sendo o burburinho das linhas de energia em 50 e 60 Hz, bem como os pulsares que lembram muito os pulsares do sistema de detecção precoce de mísseis. Mas, no passado, houve tentativas de enviar uma mensagem para alienígenas.

A tentativa mais famosa foi o envio do radiotelescópio de Arecibo em 1974. Sua duração de repetição foi igual ao produto de dois números primos, que se refere a uma matriz retangular . Para as pessoas, descriptografar esta mensagem seria um exercício interessante. Você vê uma sequência de números binários? DNA esquemático, um bitmap de seus componentes? Ícone do telescópio? Homenzinho, como se fosse um jogo de 8 bits?



Outras mensagens foram enviadas - anúncios Doritos , a música dos Beatles, páginas do Craigslist , sequência genética das plantas - bem como alguns designs embaraçosos.

Obviamente, recebemos transmissões de rádio do espaço, que muitas vezes não conseguimos entender . Eles são sinais de inteligência? Ou é "apenas física"? Como eu disse, o princípio da equivalência computacional sugere que realmente não há diferença. Essa é a dificuldade do nosso projeto com faróis.

Vale ressaltar que, além de enviadas para o espaço, na Terra havia mensagens especialmente projetadas para o futuro, projetadas por vários milhares de anos. Os exemplos são um mapa estelar no solo da represa Hoover, há 2000 anos, e avisos há muito planejados, mas ainda não implementados, " não se aproximam - radioativamente ", projetados por 10.000 anos (ou "padres atômicos" especiais que transmitem informações de geração em geração), para instalações de armazenamento de resíduos radioativos, como o WIPP, no oeste do Texas .

A conversa sobre comunicação interplanetária seria incompleta sem mencionar o livro de 1960 Linkos: Desenvolvendo uma Linguagem para a Comunicação Espacial , cuja cópia apareceu no set de Chegadas. A idéia do livro é usar os métodos e métodos de escrever lógica matemática para explicar matemática, ciência, comportamento humano e outras coisas com base nos "primeiros princípios". Seu autor, Hans Freudenthal, ensinou matemática por várias décadas e procurou as melhores maneiras de explicar matemática para crianças (humanas).



Lincos apareceu cedo demais para tirar proveito do pensamento moderno sobre linguagens de computador. Ele costumava usar a abordagem quase comicamente obscura do Principia Mathematica de três volumes [lat. Principles of Mathematics], um trabalho sobre a lógica e a filosofia da matemática de Alfred North Whitehead e Bertrand Russell, lançado na década de 1910. Neste livro, a designação até das idéias mais simples se tornou complicada. Em relação ao comportamento das pessoas, os linkos simplesmente deram exemplos na forma de pequenas produções teatrais, gravadas na forma de notações de lógica matemática.

No entanto, é interessante tentar a representação simbólica de tais coisas - esse é o significado da minha linguagem simbólica para a comunicação. Porém, embora os linkos tenham sido apenas o começo das tentativas de formular algo semelhante, ainda era uma fonte óbvia de tentativas de enviar " mensagens SETI ativas " que começaram em 1999, e alguns bitmaps de baixa resolução nos linkos foram enviados para estrelas próximas .

Ficção científica e além

Para o nosso projeto com faróis, é necessário criar artefatos humanos que até os alienígenas possam reconhecer. Uma questão relacionada sobre como artefatos alienígenas podem ser reconhecidos foi encontrada muitas vezes na ficção científica.

Na maioria das vezes, isso é algo que "não parece natural", por causa da oposição da gravidade ou por excessiva simplicidade ou idealidade. Por exemplo, quando no filme "2001" um monólito retangular preto com uma proporção de exatamente 1: 4: 9 aparece na Terra da Idade da Pedra, ou na Lua, é obviamente "antinatural".

Por outro lado, as pessoas do século XIX argumentaram que o fato de que um artefato tão complexo como relógios de bolso feitos por mãos humanas é muito mais simples que organismos biológicos sugere que o último só pode ser “criação de Deus”. Mas acho que o problema é que nossa tecnologia ainda não está bem avançada. De modo geral, ainda confiamos nas tradições e projetos de engenharia, graças aos quais podemos prever facilmente como o sistema se comportará.

Mas não acho que isso continue por muito tempo. Ao longo dos anos estudando o universo da computação de todos os programas possíveis, aprendi que muitas vezes acontece que os programas mais eficazes para um propósito específico não parecem simples (e isso é, em certo sentido, uma consequência inevitável das tentativas de usar os recursos de computação com mais eficiência). Como resultado, quando começamos a gerar sistematicamente esses programas (como a evolução e o treinamento de redes neurais de Darwin já começaram a fazer), obtemos artefatos que não parecem mais simples.

É irônico, mas não surpreendente, dado o princípio da equivalência computacional, que se segue que nossos artefatos futuros se assemelhem cada vez mais a "sistemas naturais". E nossos artefatos atuais, talvez no futuro, parecerão tão primitivos quanto muitos dos objetos criados antes do advento dos modernos processos industriais nos procurar hoje.

Algumas histórias da NF estudaram a questão dos artefatos alienígenas de “aparência natural” e como eles podem ser detectados. Naturalmente, essa questão está atolada nos mesmos problemas que eu já discuti neste post - por exemplo, é muito difícil dizer com certeza se o objeto interestelar estranhamente vermelho e estranhamente alongado que cruzou recentemente nosso sistema solar era um artefato alienígena ou apenas uma "pedra natural" .

O espaço de todas as civilizações possíveis

O tema principal deste post é que, para "comunicação", é necessário um certo "contexto cultural" conjunto. Mas que articulação? Pessoas diferentes - com histórias e experiências bastante diferentes - geralmente se entendem bem o suficiente para a sociedade funcionar, embora com o crescimento das “diferenças culturais” o entendimento se torne mais complicado.

Na história humana, pode-se imaginar toda uma rede de contextos culturais determinados, em geral (pelo menos até recentemente), por lugar e tempo. Contextos vizinhos geralmente são muito fortemente conectados - mas, para avançar uma distância significativa, digamos, com o tempo, muitas vezes você precisa passar por uma cadeia bastante longa de links intermediários - sobre como você precisa passar por uma cadeia de traduções intermediárias para traduzir texto de um idioma para outro.

Em particular, nos tempos atuais, o contexto cultural geralmente muda bastante fortemente, mesmo durante o curso de uma vida humana. Mas geralmente esse processo é suave o suficiente para que um indivíduo possa construir conexões entre diferentes contextos que conhece - embora, é claro, também haja pessoas confusas com as preferências e interesses dos jovens (lembre-se das redes sociais modernas, etc.). E, é claro, se uma pessoa acordar de repente depois de cem anos, uma certa parte do contexto cultural diferirá extremamente, o que seria confuso.

Bem, tudo bem, podemos criar algum tipo de teoria formal do contexto cultural? Para fazer isso, precisaríamos descrever o espaço de todas as civilizações possíveis. E, a princípio, parece completamente irrealista.

Mas, explorando o universo computacional de todos os programas possíveis, examinamos o espaço de todas as regras possíveis. É fácil imaginar que definimos pelo menos alguns recursos da civilização com a ajuda de uma regra adequada - e regras diferentes podem levar a comportamentos radicalmente diferentes, como nesses autômatos celulares:



Ok, mas em que contexto significaria "comunicação"? Tão logo essas regras sejam computacionalmente universais (e o princípio da equivalência computacional declara que, exceto em casos triviais, sempre será assim), um modo de tradução entre elas deve aparecer. Especificamente, para uma regra universal deve haver algum tipo de programa - ou uma classe de condições iniciais - graças à qual qualquer outra regra específica pode ser emulada. Ou, em outras palavras, deve ser possível implementar o intérprete de qualquer regra em termos da regra original.

Então você pode imaginar a definição da distância entre as regras, determinada pelo tamanho ou complexidade do intérprete, necessária para a tradução entre elas. Mas, embora, em princípio, isso pareça bom, na prática definitivamente não é fácil de fazer. O fato de que a interpretabilidade pode ser formalmente insolúvel não ajuda, portanto, pode não haver limites superiores no tamanho ou na complexidade do tradutor.

Mas conceitualmente, isso nos dá a chance de pensar em definir uma "distância de comunicação". E, talvez, você possa imaginar a primeira aproximação para o caso simplificado de redes neurais, na qual você pode simplesmente perguntar o quão difícil é treinar uma rede para que ela se comporte como a outra.

Uma analogia mais mundana do espaço dos contextos culturais serão as línguas humanas, das quais cerca de 10.000 são conhecidas.Você pode avaliar a similaridade das línguas estudando suas palavras e, possivelmente, estruturas gramaticais. E, embora em uma primeira aproximação todas as línguas possam falar da mesma coisa, entre as línguas, pode haver pelo menos uma diferença artificial, mas significativa.

Mas no caso das línguas humanas, muito é determinado pela história. Você também pode definir uma árvore evolutiva inteira das linguagens que explica o que está próximo e o que não está. As línguas são frequentemente semelhantes às culturas, mas não são a mesma coisa. Por exemplo, o finlandês é muito diferente do sueco, embora as culturas finlandesa e sueca sejam muito semelhantes.

No caso das civilizações humanas, existem muitos indicadores de similaridade. Qual a aparência dos artefatos do ponto de vista da rede neural? Quão semelhantes são suas redes sociais, econômicas ou genealógicas? Quão semelhantes são as medidas numéricas das leis de suas leis ou governo?

É claro que todas as civilizações humanas têm uma história comum - e, sem dúvida, ocupam um pequeno canto no espaço de todas as civilizações possíveis. E para a maioria das civilizações alienígenas em potencial, seria completamente irreal esperar que os tipos de indicadores que estamos discutindo no contexto das civilizações humanas possam ser simplesmente determinados.

Então, como se pode caracterizar a civilização e seu contexto cultural? Pode-se perguntar como ela usa o universo da computação de todos os programas possíveis. Quais partes deste universo são importantes para ela e quais não são?

Talvez o objetivo final da evolução cultural seja usar todo o espaço de programas possíveis. Obviamente, nosso universo físico é supostamente baseado em certos programas - embora outros possam ser perfeitamente emulados dentro do universo.

E, provavelmente, tudo o que podemos definir como uma “civilização” com um “contexto cultural” deve usar algum tipo de codificação - e, de fato, um certo tipo de linguagem - para os programas que ela deseja definir. Portanto, uma maneira de caracterizar a civilização é imaginar qual análogo da Língua Wolfram (ou, em geral, qual linguagem da comunicação simbólica) ela inventa para descrever as coisas.

Sim, passei a vida inteira criando o único exemplo da Wolfram Language projetado para pessoas. E agora proponho introduzir o espaço de todas as linguagens semelhantes possíveis, com todas as formas possíveis de selecionar e codificar o universo da computação.

Mas é exatamente isso que precisamos fazer se pensarmos seriamente em nos comunicar com alienígenas. E, de certo modo, assim como podemos dizer que consideraremos alienígenas que vivem a uma distância de um certo número de anos-luz, podemos dizer que consideraremos alienígenas que têm uma linguagem que determina seu contexto cultural , está localizado a uma certa "distância de transmissão" da nossa.

Como isso pode ser estudado na prática? Certamente, podemos imaginar o que um análogo da Wolfram Language pode ser útil para as criaturas com quem compartilhamos a Terra. Podemos pensar no que parece útil para a IA - embora isso tenha um certo ciclo fechado, pois estamos criando a IA para o cumprimento de objetivos humanos. Mas talvez a melhor maneira de avançar seja simplesmente imaginar uma enumeração abstrata de todos os análogos possíveis da Wolfram Language e depois estudar possíveis métodos de tradução entre eles.

O que devemos enviar?

Ok, aqui temos um monte de problemas intelectuais e filosóficos complexos. Mas se queremos enviar para o espaço beacons que falem sobre as realizações de nossa civilização, qual é a melhor coisa a fazer na prática?

Alguns pontos óbvios. Primeiro, mesmo que pareça “universal”, você não deve enviar muito material formalmente. Podemos dizer que 2 + 2 = 4, ou definir um monte de teoremas matemáticos, ou demonstrar a evolução de um autômato celular. Mas, além de demonstrar que somos capazes de cálculos bem-sucedidos (o que não é nada especial, dado o princípio da equivalência computacional), dessa forma não transmitiremos nada em particular. A única informação real sobre nós será a escolha do que exatamente transmitir: que fatos aritméticos, que teoremas e assim por diante.



Aqui está um cubo egípcio antigo. Sim, é interessante que eles conhecessem o icosaedro e que eles decidiram usá-lo. Mas os detalhes da forma do icosaedro não nos dizem nada - é exatamente o mesmo que qualquer outro icosaedro.

Tudo bem, o seguinte será um princípio importante: se queremos transmitir algo sobre nós mesmos, precisamos transmitir o que parece especial para nós - a saber, todo tipo de detalhes aleatórios sobre nossa história e interesses. Nós podemos enviar uma enciclopédia. Ou, se houver mais espaço, todo o conteúdo da Internet, todas as digitalizações de livros, todos os vídeos disponíveis.

No entanto, uma certa quantidade de informação deve ser suficiente: quando, em princípio, tudo será matéria-prima que responderá a qualquer pergunta razoável que possa ser feita sobre nossa civilização e nossas realizações.

Mas como torná-lo o mais eficaz possível? Pelo menos para a questão do conhecimento em geral, passei muito tempo resolvendo esse problema. Como, de certo modo, é exatamente isso que o objetivo da Wolfram | Alpha é: criar um sistema que possa calcular respostas para a maior variedade possível de perguntas.

Então, sim, se enviarmos Wolfram | Alpha, enviaremos o conhecimento de nossa civilização de uma forma concentrada, calculada, pronta para uso generalizado.

Obviamente, pelo menos a versão pública do Wolfram | Alpha funciona apenas com conhecimento geral. E as informações mais detalhadas sobre as pessoas?

Você sempre pode tirar proveito de coisas como arquivos de email, análises pessoais, notas e assim por diante. Eu coletei mais de três décadas de dados pessoais detalhados, que foram coletados principalmente por serem fáceis de fazer.

Mas o que se pode aprender disso? Acredito que neste arquivo haja dados suficientes para que, em princípio, seja possível criar meu bot com base em seus dados: ou seja, criar um sistema de IA que responda às solicitações quase da mesma maneira que eu.

Obviamente, você sempre pode "ir à fonte" e ler o conteúdo do cérebro humano. Ainda não sabemos como fazer isso. Mas se assumirmos que os destinatários de nossos faróis serão mais avançados, podemos assumir que, tendo recebido o cérebro, eles serão capazes de descobrir o que ele faria.

E, de fato, talvez a coisa mais óbvia a enviar (embora um pouco assustadora) sejam pessoas completamente congeladas (e elas devem ser bem preservadas à temperatura interestelar!). É claro que é bastante irônico o quanto isso lembra a idéia egípcia de mumificação - embora nossa tecnologia seja melhor (mas ainda não resolvemos o problema da criônica).

Existe uma maneira melhor? Talvez usando IA e tecnologia digital em vez de biologia. Então teremos outro problema. Sim, acredito que podemos fazer a IA representar qualquer aspecto de nossa civilização de que precisamos. Mas então temos que decidir o que é "o melhor" da nossa civilização.

Isso está muito ligado a questões éticas e "constitucionais" que devemos definir para a IA - e essa é uma tarefa diretamente relacionada à dinâmica de nossa sociedade. Se enviarmos pessoas biológicas, receberemos todas as propriedades de cada pessoa no complexo. Mas, se enviarmos a IA, teremos que decidir qual do conjunto infinito de características possíveis atribuiremos à AI para que ela represente melhor nossa civilização.

Tudo o que enviamos - material biológico ou digital - não há garantias de comunicação bem-sucedida. Obviamente, nossa pessoa ou nossa IA tentará entender e responder aos pedidos do estrangeiro que os encontrou. Mas isso pode ser uma tarefa sem esperança. Sim, nosso representante pode ser capaz de identificar os alienígenas e observar seus cálculos. Mas isso não significa que entre ele e os alienígenas haverá pontos de contato suficientes para que você possa transmitir pelo menos algo que se assemelhe a um significado.

E o fato de ainda não termos sido capazes de determinar com precisão o que pode ser considerado sinal da presença de inteligência extraterrestre no Universo não inspira esperança. Também não é encorajador que, mesmo em nosso planeta, não possamos estabelecer comunicação com outras espécies.

Mas, como Darius - ou mesmo Ozimandia - não devemos desistir. Devemos considerar os faróis como monumentos. Talvez eles sejam úteis para algum tipo de "vida após a morte". Mas até agora eles serviram como uma espécie de idéia unificadora para refletir sobre quais realizações de nossa civilização nos orgulhamos e sobre o que queremos capturar e marcar da melhor maneira possível. E, é claro, contribuirei de bom grado a essa tentativa na forma de conhecimento computacional, pela coleção pela qual sou responsável.