Може ли живо биће бити величине целе једне галаксије?

НЕУРОНИ У ЧОВЕКОВОМ МОЗГУ СУ СПЕЦИЈАЛИЗОВАНИ ЈЕДНОЋЕЛИЈСКИ ОРГАНИЗМИ

• Ако би се наш мозак невероватно повећао по размерама и по својој величини био упоредив са Сунчевим системом, а такође и имао могућност да шаље сигнале брзином светлости - у том случају би за преношење исто толике количине информација било потребно све време постојања васионе и не би остало времена за еволуцију (да би она могла да заврши свој посао)
• Ако би наш мозак био величине наше галаксије, онда би проблем постао још комплекснији. Од тренутка њеног формирања времена би било довољно само за преношење приближно 10.000 информација које би могле да пређу пут од једног краја галаксије до другог
• Зато је тешко замислити бића упоредива по комплексности са људским мозгом, а по својој величини са звездама. Ако би таква бића постојала - не би имала довољно времена да нешто стварно и ураде
• Планета на којој би гравитационе силе биле 10 пута мање него на Земљи потенцијално би могла да има животиње које би биле 10 пута веће. Међутим, постоји граница за то колико планета може да буде мала - ако буде незнатна по величини (отприлике мања од једне десетине масе Земље), онда неће имати довољну силу да задржи своју атмосферу

Пише: Грегори ЛАФЛИН, професор астрономије и астрофизике Калифорнијског универзитета у Санта-Крузу, коаутор књиге „Пет доба васионе - у дубинама физике вечности“

        ДИМЕНЗИЈЕ ствари у нашој васиони налазе се у дијапазону од 10 на 19ти метара (карактеристика интеракција кваркова) докосмичких хоризоната на удаљености отприлике 10 на 26ти степени метра.

        Колико је нама познато, у оквиру ових 45 редних величина, живот је ограничен прилично малим дијапазоном који мало премашује девет редних величина и налази се отприлике у средини васионске скале.

        Величина бактерија и вируса може бити мања од микрона (10 на минус 6ти метра), док димензије највишег дрвећа износе приближно 100 метара. Печурка змијара (honeyfungus) која расте у подножју Плаве планине у држави Орегон може да достигне дужину до 4 километра и сматра се за једино живо биће таквих размера.

        Што се тиче нама познатог свесног живота, његов дијапазон биће још мањи - око три реда величина.

        Прогрес у теорији рачунарства претпоставља да су и науци и интелекту потребни квадрилиони примитивних „шема“ елемената. Узимајући у обзир да се наш мозак састоји од неурона који су у суштини специјализовани једноћелијски организми можемо закључити да биолошки компјутери по својим физичким димензијама треба приближно да одговарају нашем мозгу да би демонстрирали могућности које поседујемо.

        Ми можемо да замислимо стварање неурона у системима вештачког интелекта који ће по димензијама бити мањи од наших.

        Електронски елементи, на пример, шеме, данас су знатно мање од наших неурона. Ипак, они су у свом понашању такође једноставнији и захтевају присуство супер-структуре за подршку (енергија, хлађење, многострана повезаност), која заузима значајан опсег.

        Сасвим је могуће да ће први вештачки интелект заузимати такав опсег који се неће нарочито разликовати од размера нашег тела иако ће се заснивати на фундаментално другачијим материјалима и грађи, а то ће још једном потврдити да постоји нешто посебно у односу на скалу мерења.

        Шта може да се каже о оном крају спектра на којем се налазе супер-размере?

        У свом роману „Карта која је експлодирала“ (The Ticket That Exploded) Вилијам Бароуз замислио је да се испод планетарне површине налази „опсежна минерална свест на нивоу апсолутне нуле размишљања у спором формирању кристала“.

Вилијам Бароуз

        Астроном Фред Хојл (Fred Hoyle) испричао је веома емотивно и убедљиво о научном хипер-интелекту „Црни облак“ (Black Cloud) који се по величини може упоредити са растојањем од Земље до Сунца.

        Његова идеја је весник концепције сфера Дајсона (Dyson), односно, свеобухватних структура које потпуно окружују звезду и узимају велики део њене енергије.

        Ту теорију такође подржавају прорачуни којима се бави мој колега Фред Адамс (Fred Adams) и потврђују да се најефикасније структуре у савременој галаксији, које се баве обрадом информација, можда, и катализују унутар тамних ветрова формираних од умирућих звезда - црвених гиганта.

        Ти црвени гиганти производе енергију довољну за неколико хиљада година, што је довољна количина ентропијског градијента, а такође и довољна количина почетног материјала за потенцијални пуни прорачун биосфера милијарди планета налик на Земљу.

        У том случају какве могу бити форме живота?

        Занимљиве мисли захтевају не само комплексан мозак него још и довољно времена за њихово формулисање.

        Брзина преношења информације у нервне ћелије износи отприлике 300km на сат, а то значи да време проласка сигнала у човековом мозгу износи око 1 мили-секунду. У том случају људском животу припада 2 билиона јединица проласка информација (и сваки пролазак много пута се појачава паралелном прорачунском структуром).

        Ако би наш мозак и наши неурони били 10 пута већи, а трајање нашег живота и брзина преношења сигнала у неуронима остали непромењени, онда би нам било потребно 10 пута мање размишљања током читавог нашег живота.

        Ако би се наш мозак невероватно повећао по размерама и по својој величини био упоредив са нашим сунчевим системом, а такође и имао могућност да шаље сигнале брзином светлости, онда би за преношење исто толике количине информација било потребно све време постојања васионе и не би остало времена за еволуцију да би она могла да заврши свој посао.

        Ако би наш мозак био величине наше галаксије, онда би проблем постао још комплекснији.

        Од тренутка њеног формирања времена би било довољно само за преношење приближно 10.000 информација које би могле да пређу пут од једног краја галаксије до другог. Стога је тешко замислити бића упоредива по комплексности са људским мозгом и по својој величини са звездама. Ако би таква бића постојала онда не би имала довољно времена да нешто стварно и ураде.

        Чудно је то што ограничавајући утицај средине на физичка тела такође приморава живот да буде отприлике истих размера какве захтева његов разум.

        Висину највишег (црвеног) дрвета ограничава његова неспособност да црпи воду нагоре до висине преко 100 метара, а ова граница је комбинација гравитационих сила Земље (које привлаче воду према земљи), као и испаравања, апсорпције воде и површинског напона у ксилеми наше планете (која је подиже према горе).

        Ако претпоставимо да ће се гравитациона сила и атмосферски притисак већине потенцијално насељених планета налазити у границама фактора 10 у односу на земаљске услове, добићемо само пар редова величина исто таквог максималног ограничења.

        Такође, ако претпоставимо да ће већина облика живота бити повезана са неком планетом, месецом или астероидом, онда ће гравитација такође створити природну скалу. Ако планета постаје већа, а њена гравитација јача, онда ће оптерећење на кости (или на било коју еквивалентну варијанту) хипотетичке животиње бити веће, о чему су неки научници говорили још у 17. веку, поред осталих Кристијан Хајгенс. Животиња ће морати да повећа попречни пресек својих костију да би издржавала већу силу која се повећава за квадратни корен размера те животиње. На крају ће такви напори усмерени на формирање тела завршити неуспехом, будући да се маса повећава на начин повећања тела на куб.

        Уопште, максимална маса земаљског организма способног да се креће смањиваће се готово линеарно у складу са повећањем силе гравитације. И обрнуто, планета на којој ће гравитационе силе бити 10 пута мање него на Земљи потенцијално може да има животиње које ће 10 пута бити веће.

        Међутим, постоји граница за то колико планета може да буде мала - ако буде незнатна по величини (отприлике мања од једне десетине масе Земље), онда она неће имати довољну силу да задржи своју атмосферу.

        Опет смо ограничени оквирима приближног коефицијенту 10 који посматрамо на Земљи. Сем тога, животу је потребно хлађење.

        Аутори компјутерских чипова константно се суочавају са изазовом који је повезан са неопходним одвођењем топлоте која настаје због извођења рачунарских операција. Жива бића имају исти тај проблем: велике животиње имају висок коефицијент запремине у односу на спољашњу површину, то јест на „кожу“. Будући да је управо кожа одговорна за хлађење животиње, а њене размере зависе од количине топлоте која се производи, велике животиње имају мању способност за хлађење самих себе.

        Током 1930-их година Макс Клебер (Max Kleiber) први пут је обратио пажњу на то да се величина метаболизма смањује пропорционално у односу на масу животиње за коефицијент 0,25. И заиста, ако се тај температурни режим не би повећавао, онда би крупне животиње у дословном смислу речи, саме себе свариле (то су недавно веома јасно демонстрирали Аатиш Батиа (Aatish Batia) и Робер Крулвич (Robert Krulwich).

        Ако претпоставимо да минимална величина метаболизма читавог тела неопходна за функционисање сисара износи један билионити део вата за нанограм, онда ћемо добити организам крајње ограничен у односу на температуру, величине више од 1 милиона килограма, што је више од плавог кита који је по размерама апсолутни рекордер међу животињама на Земљи.

        У ствари, можемо да замислимо „биће“ много већих димензија, ако полазимо од принципа Ландауера који описује минималну количину енергије потребну за рачунске операције и ако претпоставимо да се енергетски извори прекомерно тешког и прекомерно инертног вишећелијског организма баве само спорим обнављањем ћелија, онда ћемо открити да проблеми механичке подршке по свом утицају превазилазе одвођење топлоте као коначан ограничавајући фактор раста. Ипак, са таквим величинама остаје нејасно шта ће чинити такво створење и како ће се развијати.

        Класичан краткометражни филм Чарлса и Реја Имзе (Charles and Ray Eames) „Коефицијент десет“ (Powers of Ten) снимљен је пре око четрдесет година, али његов утицај је и даље веома значајан. Можда је он повезан са појављивањем процена реда величина као централног аспекта научног програма, а сем тога, тај филм је директно инспирисао стварање програма као што је Google Earth.

        Утицај књиге „Коефицијент десет“ повећава се на рачун запањујуће симетрије између кретања окренутог унутра (у којем се гледалац спушта скалом почев од пикника у Чикагу на обали језера до нивоа мањег од атома) и лука усмереног изван кретања (у којем слика пулсира све већом брзином стављајући Земљу и њен садржај у оквире велике скале космоса).

        Да ли смо ми као разумна бића једноставно имали среће и имамо способност да се крећемо у оба смера истражујући размере васионе - како на страни смањивања, тако и повећавања? То, вероватно, није тако.

        Превела Ксенија Трајковић