ในช่วงปี 1940 John von Neumann นักวิทยาศาสตร์ชาวฮังการีได้พัฒนาทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ว่าเครื่องจักรสามารถทำซ้ำตัวเองได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด งานนี้ก่อให้เกิดแนวคิดของ“ von Neumann probes” ซึ่งเป็นคลาสของ interstellar probes (SRPs) ที่เลียนแบบตัวเองซึ่งสามารถใช้ทำทุกอย่างตั้งแต่สำรวจจักรวาลจนถึงการสร้างสิ่งมีชีวิตและแทรกแซงในวิวัฒนาการของสายพันธุ์
บางคนแนะนำโดยธรรมชาติว่านี่เป็นงานวิจัย SETI ที่มุ่งเน้นซึ่งจะนำมาซึ่งการมองหาสัญญาณของยานอวกาศจำลองตัวเองในกาแลคซีของเรา แต่ในกรณีที่มีข้อเสนอเช่นนี้อยู่เสมอในที่สุด Fermi Paradox ก็ยืนยันตัวเองอีกครั้งโดยถามคำถามเก่า ๆ -“ ทุกคนอยู่ที่ไหน” หากมีอารยธรรมต่างดาวอยู่ที่นั่นทำไมเราไม่พบหลักฐานของ SRP
จากข้อมูลของ Duncan H. Forgan นักวิจัยที่ศูนย์วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบของมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์ในสหราชอาณาจักรคำตอบอาจเป็นได้ว่าในที่สุดแล้วยานสำรวจเหล่านี้จะกลายเป็นโพรบล่า (aka. beserkers) และทำลายตัวเอง Forgan นำเสนอข้อโต้แย้งนี้ในการศึกษาหัวข้อ“ Predator-Prey พฤติกรรมในการทำซ้ำระหว่างดวงดาวด้วยตนเอง” ซึ่งเพิ่งปรากฏใน pre-print ออนไลน์
ความคิดในการเปลี่ยนเครื่องจักรด้วยตนเองเป็นเครื่องที่ได้รับการยกย่องในยุคสมัยโดยมีการอ้างอิงย้อนหลังไปถึงนักปรัชญาสมัยศตวรรษที่ 17 René Descartes จากเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยที่ได้รับความนิยม Descartes เกี่ยวข้องกับ Queen Christina แห่งสวีเดนว่าร่างกายมนุษย์เป็นเครื่องจักร จากนั้นราชินีก็ถูกกล่าวหาว่าชี้ไปที่นาฬิกาใกล้เคียงและสั่งให้เดส์การ์ตส์“ ดูสิว่าจะสืบพันธุ์ลูกหลาน”
อย่างไรก็ตามจอห์นฟอนนอยมันน์เป็นคนแรกที่เสนอกรอบแนวคิดสำหรับเครื่องจักรจลศาสตร์ที่จะสามารถจำลองตัวเองได้ ในระหว่างการบรรยายที่เขาส่งในปี 1948 และ 1949 เขาแบ่งปันแนวคิดของเขาสำหรับเครื่องจักรที่ใช้ห้องเก็บชิ้นส่วนอะไหล่เพื่อสร้างเครื่องเหมือนกันโดยใช้โปรแกรมที่เก็บไว้ในเทปหน่วยความจำ
เมื่อเสร็จแล้วแอสเซมเบลอร์จะคัดลอกเนื้อหาของเทปหน่วยความจำลงบนสำเนาที่ซ้ำกันซึ่งจะเริ่มสร้างเครื่องอื่นโดยใช้การออกแบบที่เหมือนกัน ความคิดเหล่านี้จะได้รับความนิยมในบทความที่ปรากฏในฉบับ 2498 วิทยาศาสตร์อเมริกัน บรรดาศักดิ์“ ผู้ชายถูกมองว่าเป็นเครื่องจักร” (เขียนโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฮังการี - อเมริกันชื่อดังจอห์นจี. เคแมน)
ฟอนนอยมันน์จะปรับแต่งข้อเสนอนี้ในภายหลังโดยการพัฒนาแบบจำลองสำหรับการจำลองข้อมูลด้วยตนเองโดยอาศัยออโตมาตซึ่งทำหน้าที่ในระดับเซลลูล่าจำลองด้วยตนเองอย่างไม่ จำกัด และไม่สิ้นสุด Richard Feynman จะขยายความคิดนี้ด้วยการบรรยายของเขาในการประชุม American Physical Society (APS) ที่ Caltech ในปี 1959“ มีห้องมากมายที่ด้านล่าง”
การบรรยายครั้งนี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้กับ Eric K. Drexler (มักเรียกว่า "บิดาแห่งนาโนเทคโนโลยี") เพื่อเสนอแนวคิดของเขาในการประกอบโมเลกุลในหนังสือ 1986 ที่มีชื่อเสียงของเขา กลไกแห่งการสร้างสรรค์: ยุคนาโนเทคโนโลยีที่กำลังจะมาถึง. การศึกษาเหล่านี้และอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าเครื่องจักรที่เลียนแบบตัวเองอย่างไม่มีที่สิ้นสุดนั้นเป็นไปได้ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วก่อให้เกิดความคิดที่ว่าหน่วยสืบราชการลับนอกระบบขั้นสูง (ETI) อาจทำไป
นี่คือที่ปัญหาของ SRPs และ Fermi Paradox เข้ามาเล่น ดังที่ดร. ฟอร์แกนอธิบายให้นิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ แรงผลักดันหลักคือถ้าหากสามารถสร้าง SRP ได้พวกเขาควรจะสามารถสำรวจกาแล็กซี่ได้ในเวลาประมาณ 10-100 ล้านปี นี่สั้นกว่าอายุของโลกมากดังนั้นทุกสิ่งเท่ากันถ้าสามารถสร้าง SRP ได้โอกาสที่กาแลคซีจะได้รับการสำรวจอย่างเต็มที่หลายครั้งแล้วและการสำรวจควรอยู่ในระบบสุริยะในตอนนี้ แต่เราไม่เห็นเลย! ดังนั้นทำไมเราไม่เห็นสัญญาณของ SRPs”
คำถามที่ถูกต้องแน่นอนและเป็นคำถามที่นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าได้รับการแก้ไขเมื่อ ‘Oumuamua แล่นผ่านระบบสุริยะของเรา หลังจากวิเคราะห์พฤติกรรมที่แปลกประหลาด Shmuel Bialy และศาสตราจารย์ Abraham Loeb จากสถาบันการคำนวณทางทฤษฎีฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน (ITC) มีชื่อเสียงโด่งดังว่า ‘Oumuamua อาจเป็นเรือสุริยะหรือซากยานอวกาศ
น่าเสียดายที่การวิเคราะห์ที่ตามมาระบุว่าวัตถุลึกลับนี้น่าจะเป็นชิ้นส่วนของดาวหางที่สลายตัว ในขณะที่แหล่งที่มาของความผิดหวังสำหรับหลาย ๆ คนวิธี ‘Oumuamua เป็นแรงบันดาลใจในการวิจัยเป็นอย่างมาก นอกจากนี้ยังเน้นถึงความยากลำบากในการค้นหาหลักฐานของ ETIs ดังนั้นทำไมทฤษฎีที่ทดสอบ Forgan จึงน่าดึงดูด
เป็นไปได้หรือไม่ที่เราไม่เห็นหลักฐานของ ETIs เนื่องจากหลักฐานกำลังลบตัวมันเองออก (อย่างน้อยเท่าที่เกี่ยวข้องกับ SRP)? เพื่อทดสอบทฤษฎีนี้ดร. ฟอร์แกนประยุกต์ใช้แบบจำลองบนพื้นฐานของสมการ Lotka -Volterra (หรือที่รู้จักกันในชื่อสมการนักล่า - เหยื่อ) กับทฤษฎีทางประชากรของ SRP โดยทั่วไปแล้วสมการเหล่านี้ใช้เพื่ออธิบายพลศาสตร์ของระบบชีวภาพซึ่งสปีชีส์สองชนิดมีปฏิสัมพันธ์กัน
ในกรณีนี้สมการได้รับการ repurposed เพื่ออธิบายว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าโพรบบางตัวเริ่มวิ่งอาละวาดและเริ่มกินเอง ดังที่ Forgan อธิบายไว้:
“ ทางออกหนึ่งที่ขาด SRP ก็คือ SRP จะกลายพันธุ์เมื่อพวกมันเกิดใหม่และวิวัฒนาการไปเป็นสัตว์หลายชนิด หากสปีชีส์หนึ่งทำการทดลองกับโพรบอื่น ๆ จำนวนประชากรทั้งหมดจะลดลงและความพยายามในการสำรวจอาจล้มเหลว ฉันตรวจสอบวิธีการแก้ปัญหานี้โดยใช้แบบจำลองทางนิเวศวิทยาของนักล่าเหยื่อแบบดั้งเดิมซึ่งไม่เคยนำมาใช้กับระดับระหว่างดวงดาวมาก่อน มันเหมือนกับการศึกษานิเวศวิทยาของหลาย ๆ เกาะโดยมีผู้ล่าและเหยื่อเป็นนกที่สามารถบินไปยังเกาะใกล้เคียงได้”
โชคดี (หรือน่าเสียดายที่ขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ) ผลลัพธ์ของการจำลองของ Forgan ระบุว่าหาก SRP บางตัวทำงานผิดปกติและเริ่มทำตัวเหมือนโพรบคนอื่น ๆ ประชากรทั้งหมดจะไม่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง ในระยะสั้นโพรบ "เหยื่อ" จะค้นหาวิธีการเอาชีวิตรอดขอบคุณส่วนใหญ่กับความสามารถในการทำซ้ำ
“ ฉันพบว่าประชากรโพรบทั้งหมดสามารถอยู่ในระดับที่สูงมากแม้จะมีสัตว์นักล่า” เขากล่าว "สิ่งนี้ดูเหมือนจะเป็นจริงโดยไม่คำนึงถึงข้อสันนิษฐานที่ฉันทำเกี่ยวกับ 'ผู้หิวโหย' ผู้ล่าเป็นอย่างไรหรือโพรบเคลื่อนที่อย่างไรเกี่ยวกับกาแลคซี"
โดยธรรมชาติการค้นพบเหล่านี้มีนัยสำคัญสำหรับสมมติฐาน SRP และความเกี่ยวข้องกับ Fermi Paradox และตามที่ระบุไว้พวกเขาสามารถถูกมองว่าเป็นทั้งข่าวดีและไม่ดี ในอีกด้านหนึ่งมันกอบกู้แนวคิดที่ว่าอาจมียานสำรวจต่างประเทศที่เราสามารถค้นหาได้ ในอีกด้านหนึ่งมันทำให้เกิดคำถามว่าทำไมเราไม่พบอะไรเลยดังนั้นจึงยืนยัน Fermi Paradox ที่น่ารำคาญอีกครั้ง หรือเป็น Forgan วางไว้:
“ สำหรับฉันนี่ทำให้อาร์กิวเมนต์ SRP แข็งแกร่งขึ้นกว่าเดิม มันทำให้การแก้ปัญหาหนึ่งที่เป็นไปได้ (โซลูชั่น Predator-Prey) เป็นไปได้น้อยมากในการกำจัด SRP ออกจากทางช้างเผือก เราจะต้องคิดให้หนักขึ้นว่าทำไมเราถึงไม่เห็นสัญญาณของชีวิตที่ชาญฉลาดเกินกว่าโลก”
ดีขึ้นหรือแย่ลง Fermi Paradox ยังคงยึดถือความจริง สำหรับนักวิจัยและผู้ที่ชื่นชอบ SETI หลายคนความหวังมากมายขึ้นอยู่กับการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไปในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เหล่านี้รวมถึงการรอคอยมานาน กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) และ กล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรด Wide-Field (WFIRST) ผู้สืบทอดฝ่ายวิญญาณและวิทยาศาสตร์ ฮับเบิลเคปเลอร์สปิตเซอร์, และคนอื่น ๆ.
นอกจากนี้ยังมีอาร์เรย์ตามพื้นเช่น กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (ELT) กล้องโทรทรรศน์สามสิบเมตร (TMT) และ กล้องโทรทรรศน์แมเจลแลนยักษ์ (GMT) ที่จะเริ่มดำเนินการในปี 2020 ด้วยความไวที่เพิ่มขึ้นและความละเอียดของเครื่องมือเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะเรียนรู้เกี่ยวกับจักรวาลและดาวเคราะห์นอกระบบที่มีอยู่ในกาแลคซีท้องถิ่น
และในขณะที่เรายังคงค้นหาสัญญาณของหน่วยสืบราชการลับนอกโลกโดยใช้เครื่องมือที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้เราสามารถยืนยันกับตัวเองได้ว่าจักรวาลเป็นสถานที่ที่ใหญ่มากจริงๆ ในช่วงปลายปีผู้ยิ่งใหญ่คาร์ลเซแกนกล่าวอย่างมีชื่อเสียงว่า -“ ถ้าเราอยู่คนเดียวในจักรวาลมันก็ดูเหมือนว่าจะเป็นการสิ้นเปลืองพื้นที่อันยิ่งใหญ่”
หรือถ้าคุณชอบที่จะทำสิ่งต่าง ๆ ที่ยิ่งใหญ่และคลุมเครือมันเป็นเรื่องดีที่จะจดจำคำพูดของอาร์เธอร์ซีคลาร์ก (และยิ่งใหญ่พอ ๆ กัน) - "ความเป็นไปได้สองอย่างที่มีอยู่: เราอยู่คนเดียวในจักรวาล . ทั้งคู่ต่างก็น่ากลัวเท่า ๆ กัน”
สำหรับสิ่งที่เรารู้อาจไม่มีปัญหาการขาดแคลน ETIs และบางทีเราไม่ควรรีบไปพบพวกเขา สำหรับทุกสิ่งที่เรารู้พวกเขาก้าวหน้าอย่างไม่น่าเชื่อและไม่กลัวที่จะล้มเหลวอีกสักครู่! หรือเป็นไปได้ที่พวกเขาจะไม่รีบมาพบเรา และจากบันทึกของเราใครจะตำหนิพวกเขา
ในระหว่างนี้การค้นหายังดำเนินต่อไป! และอย่าลืมตรวจสอบวิดีโอ TED-Ed ที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับโพรบ von Neumann:
