Como os físicos teóricos podem ajudar a encontrar ET

SE e quando os humanos descobrirem inteligência extraterrestre, deveríamos esperar encontrá-lo na forma de cérebros biológicos ou robôs artificialmente inteligentes? Poderia ser algo entre biológico e tecnológico ou algo mais tão fora deste mundo que os humanos ainda não entenderam?

Ao procurar por ET, os cientistas tendem a procurar sinais de vida com certas semelhanças com a vida na Terra. Mas respeitar essa definição estreita de vida pode ser a razão pela qual ainda não encontramos nenhum alienígena. Estamos realmente sozinhos no universo, ou simplesmente não temos ideia do que estamos procurando?

Os cientistas podem ter mais sorte em encontrar alienígenas se conseguirem uma definição de vida que não seja tão "centrada na Terra", disseram alguns pesquisadores. Em outras palavras, os cientistas precisam ampliar o escopo da pesquisa para dar conta da possibilidade de que a vida extraterrestre não tenha nada em comum com a vida na Terra. Os biólogos e os químicos podem ter dificuldade em envolver suas cabeças em torno de uma definição mais universal da vida, porque tudo o que eles sabem sobre a vida é baseado em observações da Terra. Físicos teóricos, no entanto, podem ter uma abordagem melhor. 

"Quando penso em procurar por vida, não estou realmente pensando em procurar células em um planeta ou moléculas em uma atmosfera. Penso em procurar um setor inteiramente novo da física", Sara Walker, astrobióloga e física teórica Arizona State University, disse durante um painel de discussão no World Science Festival, em Nova York. Durante o painel, ela e um grupo de especialistas extraterrestres ponderaram as possibilidades da vida além da Terra e a própria natureza da vida.

De acordo com Walker, a busca por inteligência extraterrestre (SETI) - que envolve principalmente astrônomos, biólogos e químicos - poderia se beneficiar do discernimento dos físicos teóricos em explicar as propriedades mais fundamentais da vida e como ela se origina. "Acho que a biologia tem dificuldade em explicar a origem da vida, porque é a origem da biologia", disse Walker ao Space.com. "É muito difícil explicar a origem da [biologia] se você não tem algum tipo de teoria fundamental."

Caracterizar a vida usando a física em vez da biologia ou da química "parece uma maneira incomum de pensar sobre isso", disse ela, "mas temos algumas teorias matemáticas realmente incríveis do mundo - temos a mecânica quântica e a relatividade geral e essas incríveis revoluções em nosso mundo". compreensão do mundo natural - e não temos teorias que expliquem a existência da vida ou as propriedades da vida ". Mas físicos teóricos poderiam desenvolvê-los, ela acrescentou.

Em projetos atuais em busca de vida em outros mundos, biólogos e químicos podem dizer aos astrônomos que procurem por " bioassinaturas ", ou substâncias químicas que possam sugerir a presença de vida, como oxigênio e metano. Mas as únicas bio-assinaturas que sabemos procurar são substâncias químicas como aquelas produzidas por organismos na Terra. E se os alienígenas não tiverem as mesmas bioassinaturas que os terráqueos? E se eles não produzem quaisquer bioassinaturas, porque não são seres biológicos? Além dessas biosignatures, "technosignatures", como os sinais de rádio, também podem nos ajudar a encontrar alienígenas inteligentes. Mas Walker sugere que os físicos teóricos poderiam descobrir novos tipos de assinaturas para procurar.

Redefinindo a vida

O Instituto de Astrobiologia da NASA atualmente define a vida como "um sistema químico auto-sustentável, capaz de evolução darwiniana". Mas essa definição vale apenas para o tipo de vida biológica que vemos na Terra e impede o que Walker e outros cientistas consideram ser outras formas de vida, como a inteligência artificial (IA).

"Um dos problemas que muitas vezes encontramos é assumir que a vida é um fenômeno químico", disse Walker. "Eu acho que há uma confusão entre a escala em que a vida emerge - que provavelmente é química - e a definição de vida, que provavelmente não está relacionada à química e poderia se aplicar à IA", acrescentou. "Nós pensamos na vida como este fenômeno químico e uma célula como a unidade fundamental para a vida ... mas isso pode ser uma visão muito estreita", disse Walker. "Se você tem esse tipo de visão expandida e está realmente procurando por processos básicos mais fundamentais da vida, isso realmente abre seus horizontes para as coisas que você pode procurar", disse ela.

A colega de painel Susan Schneider, filósofa do AI, Mind and Society Group, da Universidade de Connecticut, também disse que a definição de vida da NASA é estreita demais. "E se a IA for auto-sustentável e tiver todo tipo de propriedades intrigantes, mas a instância que temos é criada pelo design inteligente - ou seja, nós somos os projetistas, fazemos os sistemas de IA - e não evolui em um Moda darwiniana? " Pela definição da NASA, a IA não se qualificaria como uma forma de vida. No entanto, ao procurar por inteligência extraterrestre, os pesquisadores não deveriam estar dispostos e aptos a reconhecer a versão artificial da vida também?

(Da esquerda para a direita) A astronauta aposentada da NASA Nicole Stott, a astrônoma Lisa Kaltenegger, o astrobiólogo Caleb Scharf, a filósofa Susan Schneider e a física teórica Sara Walker falam sobre a natureza da vida e a busca por inteligência extraterrestre no World Science Festival, em Nova York. 2 de junho de 2018.

Crédito: Greg Kessler / World Science Festival

Por que procurar um ET artificialmente inteligente?

Cientistas e autores de ficção científica há muito tempo nutrem a idéia de que a inteligência artificial criada pelos seres humanos sobreviverá a nós, enquanto alguns chegam a dizer que os robôs da IA ​​serão um dia capazes de dominar o mundo .

"Pode ser o caso de o nosso próprio planeta desenvolver uma tecnologia suficiente que ou integramos com sistemas artificiais, ou somos substituídos por sistemas artificiais, e eles se tornam nossa progênie no futuro a longo prazo", disse Walker. "Mas a probabilidade de isso acontecer em outros planetas é assunto de intenso debate." Se esse processo é típico para a vida tecnologicamente avançada e não apenas uma anomalia que ocorre na Terra, então "parece ser o caso de que, se nos depararmos com civilizações inteligentes, é mais provável que sejam artificiais que não", disse ela.

Se uma guerra nuclear, mudança climática ou um enorme asteroide torna nosso planeta inabitável - ou mesmo se conseguirmos desafiar as probabilidades e sobreviver até que nosso sol se agite e engula a Terra, fritando tudo até a morte em alguns bilhões de anos - mais cedo ou mais tarde, os seres humanos não poderão mais sobreviver neste planeta, disse Lisa Kaltenegger, astrônoma da Universidade de Cornell, em Nova York, durante o painel.

Nossas máquinas de IA poderiam um dia ter uma chance melhor de sobreviver do que nós, porque elas não têm o peso de precisar de oxigênio para respirar, água para beber ou comida para comer. Desde que tenham acesso a uma fonte renovável de energia como a energia solar, os robôs da IA ​​poderiam, teoricamente, viver para sempre. (Kaltenegger também argumentou que os humanos poderiam teoricamente viver para sempre ao se tornar uma espécie interestelar , mas não vou abrir essa lata de minhocas neste artigo.)

No grande esquema das coisas - a expansão de nosso universo de 13,8 bilhões de anos - os robôs AI poderiam ser mais comuns do que os alienígenas biológicos, assumindo que outras formas de vida inteligentes tendem a criar e usar a IA da mesma maneira que os humanos fazem e poderiam fazer no futuro, Walker disse.

O planeta Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos. Nossos ancestrais se tornaram uma espécie inteligente apenas entre 60.000 e 100.000 anos atrás, e apenas recentemente começamos a desenvolver a tecnologia da IA, em meados do século XX. Assumindo que os alienígenas que são pelo menos tão inteligentes e tecnologicamente avançados quanto os humanos desenvolveriam sua própria IA, pode haver mais descendentes robóticos de IA do que seus inventores biológicos e mortais, disse Walker. E como as civilizações alienígenas poderiam potencialmente ser bilhões de anos mais velhas que a Terra, elas poderiam ser tão avançadas que nem podemos começar a imaginar como elas seriam, disse ela. Eles podem ser híbridos humanos-AI, como ciborgues , ou podem ser formas de vida totalmente artificiais criadas por uma espécie biológica que não existe mais.

Sejam "pequenos homens verdes" em outro planeta ou uma colônia de robôs artificialmente inteligentes em uma espaçonave interestelar, qualquer sistema que processe informações sobre seu entorno e use essas informações para sobreviver e prosperar pode se qualificar como uma forma de vida, disse Walker ao Space. com. "Acho que as pessoas querem fazer essa distinção entre biológica e artificial, mas, na minha opinião, são todos sistemas de processamento de informações e representam o mesmo tipo de física", disse ela.

O tipo de informação em sistemas "vivos" que interessam a físicos teóricos como Walker diz respeito "ao processo pelo qual sistemas biológicos parecem adquirir conhecimento ou informação sobre seu mundo e usam isso para fazer coisas que são realmente interessantes e que os tornam tipos muito bizarros". de sistemas físicos ", disse Walker. Essa abordagem divide a vida em um nível tão fundamental que vai além do que as ciências da vida podem explicar, disse ela. Físicos, no entanto, podem atacar o problema usando modelos matemáticos para descrever esses sistemas de maneira diferente usando a teoria de redes .  

"Quando penso em procurar por vida, penso sobre quais são as estruturas matemáticas que usamos para descrever a vida na Terra que deveríamos estar pensando" usando para procurar vida em outros planetas, disse Walker no painel. "Se você olhar para sistemas como a química que acontece em suas células ou a estrutura da internet ou a estrutura do Facebook [conexões], há muitas regularidades na forma como essas redes são estruturadas , e muito disso tem que ser fazer com a maneira como a informação está estruturando esses sistemas ", disse Walker.

Embora os membros de uma rede social como o Facebook não interajam fisicamente uns com os outros, eles interagem "através da tecnologia da informação ou de algum tipo de troca de informações", disse ela. Essas interações podem ser mapeadas matematicamente e os pesquisadores podem usar estatísticas para aprender mais sobre como os indivíduos nessa rede funcionam como um todo.

"A forma como representamos a química em suas células como uma rede é que dizemos que as moléculas interagem, então elas seriam os 'nós' na rede. Se eles participarem de uma reação juntos, então eles têm uma linha entre eles. Você pode representar uma atmosfera [alienígena] assim também ", disse Walker. "Algumas pessoas fizeram alguns estudos preliminares em que mostram que a atmosfera da Terra se parece mais com a química dentro de suas células do que se parece com a atmosfera de Marte ou Vênus a partir dessa perspectiva de rede."

Embora ela tenha reconhecido que as descobertas desses estudos preliminares ainda não confirmaram concretamente que isso é "uma propriedade de atmosfera dos planetas habitados no nível do sistema", ela disse que essa idéia "nos dá uma janela melhor para pensar sobre sistemas biológicos em um planeta". escala.

"Como podemos realmente usar isso como uma bioassinatura que não depende apenas das moléculas particulares que participam dessas redes, mas, na verdade, da organização no nível do sistema?" Walker perguntou. É aí que os físicos teóricos têm seu trabalho cortado para eles.

Usando a teoria da rede, os físicos teóricos podem ampliar os critérios para a busca da vida, de modo que qualquer tipo de sistema organizado e aparentemente antinatural seja reconhecido como uma forma de vida, disse Walker.

"Eu realmente acho que as cidades estão vivas, e acho que os computadores estão vivos, e acho que a IA está viva", disse Walker. "Esses são todos exemplos do mesmo tipo de informação que importa para o mundo e reemergem em diferentes escalas, e nós realmente não sabemos o quão alto na hierarquia isso vai. Sabemos que a química [foi] organizada em células únicas e que esses [organismos foram] organizados em organismos multicelulares. E então nós tínhamos sistemas sociais, e então nós tínhamos cidades, e nós temos uma civilização tecnológica que agora é globalmente integrada, e agora estamos inventando a inteligência artificial ”.

Para as civilizações alienígenas que existem há muito mais tempo do que os humanos, essa hierarquia poderia avançar ao ponto de que tipos muito avançados de vida "poderiam parecer totalmente diferentes de qualquer coisa que pudéssemos antecipar agora", disse Walker. Se os cientistas conseguirem entender a vida no nível mais fundamental, teremos uma chance melhor de reconhecer as formas mais bizarras de vida, mesmo que não tenhamos ideia do que estamos procurando.

Fonte - Space.com