在一个为外层空间设计的盒子里包装文明意味着选择我们的遗产



当SpaceX Falcon Heavy火箭在2月进行试射时,这艘船不仅发射了红​​色Roadster面具和人体模型的太空服。 他携带了另一个小的有效载荷,乍一看似乎并不那么令人印象深刻:一块直径2.5厘米的石英盘,上面刻有激光雕刻的Isaac Asimov三部曲“ Foundation ”。

著名的科幻小说周期只是计划的碟片内容的开始。 尽管传统的硬盘驱动器仅进入TB级容量的区域,但是石英可以容纳每个磁盘360 TB。 他的寿命为140亿年。 这比当前的宇宙时代还要多。

该磁盘是象征性的。 未来的设备将包含更多信息,并且更加有用。 但是,这项技术是人类今天要解决的最严重的问题之一:转变为行星际文明,信息存储了数千亿年,与其他人(外星人和地球人)进行交流和交流。

那么我们如何记录后代的知识和经验呢? 如何保证这些信息可以被文明所理解,这可能与我们的文明大不相同? 那我们要说什么呢?

人们以前曾遇到过这样的问题。 古代文明建造了金字塔和左手工艺品和笔记之类的纪念碑-有时是有意为之。 后来的研究人员使用这种材料来重现关于世界的古老观念。 但是,在现代世界中,我们的目标远不止于此:从几个世纪到数千年,从一个星球到星际空间,从一个物种到许多物种。

刻在石头上


玛雅人印度人的古代文明都使用石材和陶瓷来存储记录。 这些材料可能不是最有效的载体,但它们绝对耐用。 美索不达米亚的粘土片从文明的曙光中幸存下来。

如今,人们将我们的大部分记录保存在精致的电子产品中,这些电子产品比旧平板电脑更容易分解。

“我们的文明比以前的任何文明都是短暂的,而且风险更大。” 诺瓦·斯皮瓦克Nova Spivak)告诉我们的出版物。 斯皮瓦克(Spivak)是非营利性Arch Mission Foundation的创始人之一。ArchMission Foundation是用猎鹰重型火箭运送到太空的石英磁盘。

Spivak指出,石英像玻璃一样,化学性质稳定且物理强度高。 想想全球化学实验室使用的所有玻璃工具。 由于石英是透明的,因此科学家可以使用大功率激光在光盘内创建图案-类似于可以在礼品店购买的三维雕刻 。 与使用电子数据记录方法相比,对磁盘内部数据进行物理雕刻可以使记录更加稳定。 例如,硬盘上的磁存储器会受到电磁场的影响,并且会随时间自然退化。

在材料而不是表面内写入数据也有其优势。 它可以保护信息免受表面磨损的伤害,这些磨损会杀死存储在表面上的CD之类的设备[ 奇怪的是,作者不知道CD的工作原理-当然,数据没有存储在表面上,但是表面刮擦会干扰其读取/大约 佩雷夫 ]。 根据描述该技术的文章 ,此方法还允许您提高信息密度。 工程师可以利用五个变量来编码数据-每个“缺口”具有三个空间维度和两个光学特性-最低的光传播和相移速度轴。 这使他们可以实现惊人的360 TB容量。


需要用飞秒脉冲的激光通过雕刻纳米尺寸来编码信息-这是分子内部运动的时间尺度

磁盘也是一种发送和接收大量数据的便捷方式。 斯皮瓦克(Spivak)想象人们如何用这种大容量的磁盘向远程空间哨所射击,以将例如地面互联网更新为火星互联网。 Spivak说,磁盘显然可以提供比无线电发射器更多的带宽,并且从一个地方到另一个地方物理上发送信息已经是很普遍的做法。 Google 使用这种方法在科学家之间传输了哈勃望远镜发送的120 TB数据[ 指环王三部曲电影的新近安装材料在美国和新西兰之间的硬盘上运输,供彼得·杰克逊(Peter Jackson)观看。 佩雷夫 ]。

在石英驱动器上以5D格式存储数据仍然昂贵。 第一组光盘是由南安普敦的英国大学实验室发明并捐赠给Arch基金会的。 Spivak预测,将该技术商业化将需要数百万美元,最多十年。 诸如Microsoft的Project Silica之类的项目表明,正在进行改进该技术的工作。

我们要去太空


可靠性和冗余对于长期维护信息至关重要。 Rose长期在Arch合伙人Long Now基金会存储世界语言的项目经理Laura Welcher说,这种态度在归档领域得到了培养。 她告诉我们:“如果您有很多副本,信息将是安全的。”

因此,Spivak基金会计划创建多个Arch库。 “从旅行者号或其他尝试保存文化的磁盘(时间胶囊,将某些东西发送到太空)中查看这些磁盘,这些物品一次被发送到一个地方,” Spivak说。 “我们一直将很多物品运送到几个地方。”


旅行者太空飞船上的几张唱片包含音乐,地球之声,模拟记录的图像和多种语言的问候。 铝制录音盒具有使用随附的墨盒和针头播放时的符号说明。

冗余作为一种储蓄手段,可以应用于整个人类。 正如马斯克在《滚石杂志》(Rolling Stone)杂志的采访中所说,如果我们成为一个多行星的视线,那将是“我们所知道的生命的保证”。

如果等待足够长的时间,肯定会发生重大灾难。 最好不要将所有鸡蛋都放在一个篮子里。

“现在机会水平和风险水平都增加了,” Spivak说。 一个人或一小群人有意或无意破坏整个文明的机会比以往任何时候都高。 他说:“我认为,如果我们作为一个文明生存下来,这将标志着我们迈向新的发展水平,而且大多数文明很可能将无法生存。”

SpaceX表示,其目标是促进探索太空文明的发展。 斯皮瓦克说:“用这句话描述的工作的一部分是太空探索。” “而我们是文明。”

斯皮瓦克说,将人类感兴趣的Arch图书馆放置在太阳系的所有地方,并保存在数百万至数十亿年的存储介质上,有助于保护文明。 空间绝对是与其他生命形式建立联系的地方。

除了研究创新技术外,开发这些人工制品的人还面临许多哲学问题。 例如,他们需要确保我们的信息发现的人或其他生命形式能够识别并破译它们。

对于我们的记录在不久的将来可能会遇到的每一种想法,都无法进行计算。 Spivak说,可能存在以硅为生的某些生命形式。 他说:“他们可以决定它的味道。” 因此,存储设备应该足够有趣以激发好奇心,并且看起来很明显,消息已包含在此对象中。

Spivak要求著名的计算机科学家Mathematica计算软件的创建者Stephen Wolfram和在线问题解决系统Wolfram Alpha帮助Arch团队克服这些困难。 斯皮瓦克说,钨的作用是“向我们提出棘手的问题并保持知识上的坦率”。

两个人用不同的方法来解决这些问题。 “诺娃向我介绍了她的项目,我的反应是:“从哲学的角度来看,你的项目注定要失败,”沃尔夫拉姆笑着说。 他说,我们与接收消息的人之间在文化和生物学上的差异是无法克服的。 他说,尽管如此,他的任务似乎很有趣,可以作为顾问开展这项工作。

»主要问题是如何在没有任何共同文化背景的情况下使某些东西易于理解? -Wolfram说。 “我认为,尽管如此,我们面临的问题从哲学的角度来看是无法解决的。”


钨在他的著作《一种新的科学》中偶然发现了这个波斯铭文。 在没有文化背景的情况下,他无法理解这是数学图像,细胞自动机还是其他东西。 结果,他发现这是安拉62种独特特征的程式化清单。

Wolfram解释说,如果在文化,时间或生物学的角度上,沟通双方之间的距离越来越远,则消息传递的问题就变得更加困难。 他补充说,我们的思维和交流概念非常以人为本,并以21世纪的思想为基础。

考虑一下人类和人工智能之间的区别。 Google最近根据对眼底血管的分析,制定了一项程序来识别与心脏病相关的风险。 该算法基于近300,00名患者的医学数据。 对于AI而言重要的差异最有可能对我们无关紧要。

同样,在研究古代文物时,很难理解古代几何结构的哪些方面对创作者很重要,哪些方面是偶然的。

如这些示例所示,准备与外星生命形式进行交流的真正问题是我们只能在一种生物上检验我们的假设。 这个物种自己进行这些测试。

沃尔夫拉姆的怀疑态度不应与玩世不恭相混淆:从哲学的角度来看,沟通的障碍是不可克服的,”沃尔夫拉姆说,“但这并不意味着我们不必尝试这样做。”

Spivak同意沟通将很困难。 但他指出,人们在各个年龄段都成功地传递了信息,例如死海古卷和埃及象形文字。

如果某个生物在不久的将来找到我们的档案,那可能是人类。 鉴于此,Spivak限制了Arch Mission在人类和生物体中的应用范围。 限制目标受众可以减少哲学问题,并为设备开发提供基础。 例如,人们受到视觉的引导并使用符号书写,因此创建视觉上引人入胜的人工制品是一个不错的开始。

不幸的是,许多动物和自然现象看起来很有趣,但没有传递任何信息。 一个例子是雄性多刺的arotron ,它在沙滩上制作装饰品以吸引伴侣。 到目前为止,科学家们还不知道这些装饰品在多大程度上包含一种信息,以及哪种信息。 尽管如此,斯皮瓦克说,鉴于人类使用符号和书面语言的历史,可以合理地假设我们的后代能够识别图书馆中使用的视觉信号。

传送讯息到远方


许多因素将共享未来人们的思想以及我们留下的信息:语言,文化,技术惯例,甚至生物学。 成功的沟通需要最大限度地减少这些障碍。

在开发档案时,重要的是权衡各种信息编码方式的优势。 该项目的Rosetta Welcher说:“加密的每一层都增加了解密的复杂性。” 如果我们想用DNA编写童话故事《 杰克与魔豆 》,那么根据Welcher的说法,她应该具有五层抽象:

  1. 人类的经验。
  2. 口语。
  3. 书面语言。
  4. 数字信息。
  5. DNA核苷酸。

拱形驱动器具有相似的编码级别,但是Welcher表示,考虑到媒体令人难以置信的耐用性,牺牲简单性是值得的。

对于Rosetta项目的物理组件Rosetta磁盘,他们选择了一种编码较少的策略:它们以文本的真实页面形式(例如缩微胶片)对信息进行编码。 韦尔切尔说,现有的技术可以写出很小的文本,以至于需要用电子显微镜才能阅读,但“我们不想建立如此高的访问障碍,因此我们留下的页面尺寸如此之大,可以通过光学变焦读取。”


Rosetta光盘包含1,500多种语言的13,000多页信息。 每页都微观地刻在镍盘上。

理想情况下,档案管理员将需要存储设备以从人工制品中提取信息。 这是Spivak盒子中的文明概念。 在这个项目中,他希望建造带有不同寿命和容量的运载工具的小型集装箱。 这将包括类似于Rosetta驱动器的可以直接读取的设备,以及需要更复杂解密的设备,例如大容量石英磁盘。

该盒子还将提供解密消息的工具。 例如,该套件将包括用于读取带有真实图像的模拟光盘的显微镜的镜头和图表。 该基金会还开发了基于Raspberry Pi和DVD播放器的小型计算机,这些计算机可以读取由特殊材料制成的具有数千年使用寿命的DVD。 这些计算机将与备件一起存放在盒子中。 斯皮瓦克说,基金会将编写指令,以将更复杂的笔记(例如石英磁盘)读入其他媒体。

Spivak说,如果将这种敏感的电子设备屏蔽掉碎片和辐射,尤其是在无氧气氛中,则可以持续使用相当长的一段时间。 但是,即使在降级之后,这些组件也可以用作消息接收者可以用来重新创建技术并从磁盘提取信息的方案。

斯皮瓦克说,档案工作者可以利用历史观念。 他说:“当我们有很多数据分布在许多地方时,我们就能理解这个故事。” “在某些情况下,存在到其他已知数据集的翻译或链接。”

有鉴于此,Spivak计划在所有设备中包括教科书-简介性材料。 但是,他说,他希望在这件事上达到“极限”:包括大量的视觉和编码指令,以访问,翻译和理解每个设备上的信息。

他们想知道什么?


如果我们假设我们能够将信息传达给我们的后代或外星客人,并假设他们将能够解密该信息,那么该告诉他们什么仍然是问题。 许多科学家和未来主义者提出在通信中使用数学。 数学具有普遍性和基础性,可以从基本原理中推论得出。 只需做一些工作,您甚至可以对有关我们了解的有关宇宙如何工作的信息(即科学发现)进行编码。

Spivak和Wolfram说,但这正是使数学成为我们可以发送给外星人或为后代保留的所有东西中最无聊的东西的原因。

Spivak说:“当我开始这个项目时,我完全是为了传递有关科学的信息。” “但是我想得越多,我越意识到某种意义上的科学和数学是一种商品:宇宙中达到某个发展水平的每个人都可以到达它们。”

在思考我们的后代或其他聪明的生命形式想要了解我们的内容时,值得考虑一下我们通过研究文化,个体和动物而试图理解的内容。 我们通常试图了解他们的生活,以及为什么做出这样的决定。 这表明人们拥有使我们与众不同的一组有趣且有意义的价值观和经验。

Tungsten回应了这种观点:“如果我们想传达一些关于我们自己的东西,我们需要为我们发送一些特别的东西,”他在有关该主题的广泛博客文章中写道。 在10,000年内,人类应该专注于好奇心外星人或考古学家的经验和世界观的保存和转移。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN410563/


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