Paradoks Fermiego – ludzka tęsknota za obcym (Część II)

Czym jest Wielki Filtr?

Na drodze ewolucyjnej planety powstaje wiele trudności, zanim wykształci ona cywilizację, nawet jeśli czysto teoretycznie dużo planet ma taką fizyczno-chemiczną możliwość. Planeta podlega naturalnym katastrofom, które mogą ją sterylizować albo uniemożliwić prostemu życiu przejście do form wysoko rozwiniętych. Jest możliwe, że już pierwszy krok – same narodziny życia ze złożonych abiotycznych cząsteczek – jest takim filtrem. Wielki Filtr oznacza więc próg, który jest tak trudny do pokonania, że dokonują go tylko nieliczne światy, dajmy na to 1 na 10 000.

Na przykład jeśli Wielkim Filtrem jest przejście od komórki prokariotycznej do posiadającej jądro komórkowe (eukariotycznej), o wiele bardziej złożonej i dającej większe możliwości rozwoju, to pośród tych światów, które wytworzą życie prokariotyczne, tylko jedne na dziesięć tysięcy przejdą do życia eukariotycznego. Jeśli Wielkim Filtrem jest konieczność przebycia katastrofy tlenowej, to znów tylko jedna planeta na tysiące, które stworzyły życie, poprowadzi dalej ewolucję ku złożoności. Jeśli takim filtrem jest przejście od życia zwierzęcego do wyżej rozwiniętej inteligencji, to znów pośród światów, które rozwiną złożone życie zwierzęce lub analogiczne do niego, tylko jeden na dziesięć tysięcy przejdzie do inteligencji o wyższych zdolnościach rozumowania. Co sumując znaczy, że jeśli tylko dwa poprzednie wymienione kroki są na skalę Wielkich Filtrów, to razem dawałoby to już planetę jedną na bilion. I tak dalej.

Koncepcja Wielkiego Filtra jest obecnie czysto hipotetyczna, bo nie wiemy który krok w ewolucji życia miałby takim filtrem być, ale zdaje się ona bardzo zasadna, ponieważ niektóre przejścia, ze względu na ich złożoność i konieczność pojawienia się szeregu szczęśliwych przypadków, wydają się rzeczywiście mieć charakter wyjątkowego zbiegu okoliczności. Życie w swojej ewolucyjnej drodze niewątpliwie ma bardzo dużo kłopotów przed sobą. Zapewne pierwsze co nam przychodzi do głowy z ziemskich przykładów, to wielkie wymierania. Zmiany klimatyczne i katastrofy naturalne powodowały, że ekosystemy ulegały załamaniu i ginęła większość żyjących gatunków. Jednakże wielkie wymierania nie mogą spełniać roli Wielkiego Filtra, bowiem zawsze bez większego trudu ewolucja szła dalej i tworzyła nowe ekosystemy z nowymi gatunkami zwierząt, roślin, grzybów itd. Wielki Filtr natomiast to taki krok, którego „prawie nie da się” wykonać. Gdyby więc wielkie wymieranie miało być takim filtrem, to najpewniej po pierwszym z nich biosfera nie poszłaby już ku dalszej ewolucji, bo prawdopodobieństwo tego zdarzenia byłoby zbyt znikome. A nawet jeśli, to wszystko zatrzymałoby się przy kolejnym takim wymieraniu, a już na pewno życie nie przetrwałoby pięciu z nich, bo tyle głównych wielkich wymierań liczy ziemska ewolucja życia (nie licząc obecnego antropogenicznego), plus liczne pomniejsze.

Obecnie jesteśmy w stanie wykluczyć niektóre kroki ewolucyjne z kategorii Wielkiego Filtra. Nie są to masowe wymierania, nie są to bombardowania przez meteoryty, naturalne katastrofy typu zmiany klimatu, zlodowacenia, wielki wulkanizm, zmiany składu chemicznego oceanów, bo na Ziemi życie wielokrotnie dawało sobie z tym radę. Ani nie jest to przejście z życia jednokomórkowego do wielokomórkowego, bo to także następowało na Ziemi wielokrotnie niezależnie od siebie. Oddzielnie nastąpiła eksplozja kambryjska, (prawdopodobnie oddzielnie) pojawiła się fauna ediakarańska, oddzielnie powstały wielokomórkowe glony, czy gabonionta, a te dwie ostatnie formy życia pojawiły się na Ziemi jeszcze w głębokim proterozoiku. Naukowcy twierdzą, że przejście do życia wielokomórkowego następowało w historii Ziemi prawie 30 razy niezależnie od siebie.

Kwestią bardziej sporną jest pojawienie się inteligencji u zwierząt, czego szersze omówienie przedstawię w innym artykule (tutaj). Inteligencja bowiem wydaje się cechą, która nie musi być przez ewolucję łatwo premiowanym dostosowaniem w porównaniu do wielu innych cech, a może nawet być w wielu wypadkach szkodliwa. Nie jest wykluczone, że jest ona na Ziemi raczej pewnym zaułkiem ewolucyjnym, niż oczywistą konsekwencją powstawania wyżej rozwiniętych form życia. Również fakt, że wiele zwierząt niezależnie od siebie wypracowało pewien poziom inteligencji nie rozwiązuje problemu, bowiem jest to cecha powstała na jednej gałęzi ewolucyjnej, jaką są zwierzęta, posiadające w dodatku tak złożony i specyficzny organ jak mózg. Żadne inne formy życia – rośliny, grzyby itd. – nie wypracowały nic porównywalnego. Jeśli do powstania bardziej zaawansowanej inteligencji, takiej jak u małp, delfinów, ośmiornic czy kruków, niezbędny jest organ mózgu (a tak wydaje się w istocie, o czym będę pisał innym razem), to może to być nieoczywisty rezultat ewolucji. Wyżej rozwinięta inteligencja typu zwierzęcego jednak co prawda może spełniać rolę Wielkiego Filtra, ale równie dobrze może być też rezultatem banalnym, jeśli ewolucja wejdzie na ścieżkę analogiczną jak u nas w przypadku zwierząt. Warto pamiętać, że ośmiornice wypracowały osobno swój poziom inteligencji, ich ścieżka ewolucyjna bowiem (mięczaki) oddzieliła się od naszej (strunowce) już przy początku ewoluowania złożonych form życia i szła zupełnie innym torem.

Gdzie jest jednak duże prawdopodobieństwo na występowanie Wielkiego Filtra? Pierwszym, niewątpliwie trudnym krokiem do pokonania dla życia, są same jego narodziny. Nawet najprostsze organizmy to już bardzo złożone zespoły cząsteczek chemicznych, które dzięki polarności i swoim kształtom przestrzennym zyskują podzespoły pełniące dość skomplikowane funkcje. Aby narodziło się życie, to, co wykonują takie cząsteczki w procesach chemicznych, musi nie tylko zacząć pełnić jakieś funkcje, ale muszą to być funkcje pełnione tak, że będą w stanie utrzymać ten związek w uregulowany sposób, zapewniając mu żywotność na tyle długą, aby mógł się powielić, czyli namnożyć, co jest kolejną złożoną funkcją. Bez podtrzymania uregulowanego istnienia oraz namnażania nie ma życia. Wiemy dzisiaj, że kosmos jest zdolny powszechnie tworzyć dość złożone związki organiczne, ale to jest o wiele mniejszy stopień złożoności i do utworzenia funkcjonalnych organizmów jest jeszcze droga bardzo daleka. Pałamy też dzisiaj mniejszym optymizmem co do pojawienia się życia na innych globach Układu Słonecznego od tego, który pasował jeszcze 15 lat temu (zob. Życie na Marsie – trzy opcje obosieczne).

Niejaki Stanley Miller w latach 50. przeprowadził laboratoryjny eksperyment polegający na próbie samoistnego pojawienia się życia ze stworzonych przez niego warunków naśladujących środowisko wczesnej Ziemi. Po nim wykonano taki eksperyment jeszcze parę razy w nieco zmienionych warunkach chemicznych. Uzyskano pewne wyniki – aminokwasy, adeninę, czyli związki wchodzące w skład RNA i DNA – ale ta pre-ewolucja nie zaszła już dalej i nie stworzyła życia. Nie jest to eksperyment rozstrzygający, jednak obecnie uważa się, że został przeprowadzony przy błędnych założeniach co do atmosfery wczesnej Ziemi i szacuje się, że szansa na samoistną syntezę tych związków w „prawidłowej” atmosferze jest… kilka rzędów wielkości mniejsza. To jest dość poważny argument za tym, że powstanie życia może być Wielkim Filtrem, choć trzeba brać pod uwagę fakt, że dzisiaj zmieniliśmy koncepcję narodzin życia na Ziemi i nie umiejscawiamy jej przy powierzchni planety, lecz raczej w pobliżu kominów hydrotermalnych głęboko w oceanie. Z drugiej strony mamy pracę Rogiera Braakmana i Erica Smitha wskazującą, że powstanie życia powinno być dość łatwe (link w literaturze). Teoretycznie. Ciekawie też przedstawiają się wyniki najnowszych analiz używających Sztucznej Inteligencji (tutaj).

Jednak samo powstanie życia może być krokiem „niemal nie do wykonania”. Mamy tutaj jednak sporą szansę na obalenie Wielkiego Filtra. Jeśli tylko bowiem zdołamy gdziekolwiek odkryć życie niebędące pochodzenia ziemskiego (np. na Marsie lub pod lodami Europy albo Enceladusa), to będziemy wiedzieć, że narodziny życia nie są Wielkim Filtrem. A to by znaczyło, że najpewniej przynajmniej proste życie może być w kosmosie powszechne. Jeśli jednak jest to Wieli Filtr, to zupełnie inaczej będzie wyglądał wynik Równania Drake’a, choć oczywiście nie będzie to znaczyło, że życia nigdzie indziej nie ma.

O różnych potencjalnych Wielkich Filtrach będę pisał w innych notkach, takich jak przejście od życia złożonego do inteligencji typu ludzkiej (tu), jak przejście od inteligencji do tworzenia cywilizacji (tu i tu), czy wreszcie coś, co nazywa się osobliwością. Jak bowiem napisałem wcześniej, cywilizacji nie tworzy jedynie inteligencja, tylko inteligencja wyposażona w konieczny do tego typ psychiczny oraz odpowiednia kultura. A typ psychiczny to cały konglomerat różnych cech umysłowych, z których tylko niektóre mają powinowactwo z inteligencją, i które każde mogły ewoluować w inną stronę. Jest więc ten typ zależny od szeregu czynników niebędących inteligencją: zmysłów, środowiska, charakteru życia społecznego, innych przystosowań umysłowych i szeregu własnych gatunkowych osobliwości.

Być może nawet jeden filtr przejść jest tak trudno, że dokonuje tego znikoma ilość planet. Ale by stworzyć cywilizację, być może potrzebne jest przebycie ich bardzo wielu. Całkowita suma tych problemów może być tak wyjątkowa i nieprawdopodobna, aby przekraczać ilość planet nadających się do ewoluowania życia. Wbrew powszechnemu przekonaniu o nieskończonych możliwościach Wszechświata, istnieje naukowa zasadność w przypuszczeniu, że być może tylko Ziemia miała szczęście (lub nieszczęście) narodzić istotę taką jak człowiek, nawet mimo wielkości Wszechświata. A nawet jeśli nie tylko ona, to możliwe, że najpewniej cywilizacji jest tak mało, że nigdy ich nie zobaczymy (zob. Paradoks Fermiego – jeśli obcy istnieją, a ich nie widzimy. Tragedia lokalności).

Warto jednak zauważyć, że samo pojęcie Wielkiego Filtra nie wyczerpuje zagadnienia problemów ewolucji życia ku cywilizacji. Bowiem to, co nie jest szansą jedną na dziesięć tysięcy, ale na przykład jedną na sto, także jest bardzo poważnym problemem dla przejścia życia w kolejne stadia prowadzące do utworzenia takich osiągnięć. Nazwijmy to Wąskim Mostem. Nawet więc, jeśli jakieś problemy nie spełnią kryterium bycia Wielkim Filtrem, to i tak mogą być Wąskim Mostem. To wszystko sumując – droga do cywilizacji może być zbyt trudna. Wiemy, że aby narodziła się ona na Ziemi, musiało wydarzyć się naprawdę bardzo wiele rzeczy.

Możemy więc wskazywać różne punkty, które mogą być bardzo trudne do przebycia dla ewoluujących organizmów. Stąd wypływa bardzo ważne pytanie – jeśli ścieżki ewolucji inteligencji mogą być tak zawiłe, to czy my sami nie jesteśmy przypadkiem osobliwością? Przez osobliwość rozumiem tutaj odmienność w stopniu nie pozwalającym rozumieć się nawzajem. Jedno bowiem można powiedzieć na pewno. Każda wyższa inteligencja/cywilizacja jest z pewnością warunkowana ichniejszymi zależnościami ewolucyjnymi. Co może oznaczać, że każda cywilizacja, jaka powstaje w kosmosie (na razie znamy jedną), jest osobliwością, łącznie z nami samymi. Czyli że my, jako istoty inteligentne budujące cywilizację, ale których inteligencja jest zespolona z ich zmysłami i podyktowana ewolucyjnie oraz kulturowo typem psychicznym, jesteśmy przez to niezrozumiali dla innych potencjalnych cywilizacji.

Tutaj Część III i Część I.

Bibliografię znajdziesz na końcu Części III.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s