1972-ben a Római Klub A
növekedés határai címmel
komor előrejelzést tett közzé az emberiség jövőjére vonatkozóan.
Számos küszöbön álló katasztrófát soroltak föl, ezek egyike
szerint a világ fosszilis tüzelőanyag-készletei röpke néhány
évtizeden belül kimerülnek. Az emberek megriadtak, az olaj ára
magasba szökött és divatos téma lett az alternatív
energiaforrások kutatása. Most a 90-es évek közepén járunk és
egyelőre nyoma sincs annak, hogy a fosszilis tüzelőanyag-
készletek a kimerülés határán járnának. Így aztán a riadalom
helyét a nyugalmas megelégedettség vette át. Sajnos az egyszerű
matematikai számítások mindennek ellenére azt mutatják, hogy
egy véges erőforrást nem lehet soha nem csökkenő, véges
tempóban az örökkévalóságig kiaknázni. Előbb vagy utóbb
egészen biztosan beköszönt az energiaválság. Hasonló
végkövetkeztetésre kell jutnunk a Föld népességét illetően is: az
nem növekedhet minden határon túl.
Egyes jeremiások úgy gondolják, hogy a ránk váró energia- és
túlnépesedési válság miatt egyszer és mindenkorra búcsút
mondhatunk az emberiség létezésének. Nincs szükség azonban
arra, hogy párhuzamot vonjunk a fosszilis tüzelőanyag-készletek
kimerülése és a
Homo sapiens kipusztulása között.
Elképesztő bőségű energiaforrások vesznek körül bennünket,
feltéve, hogy megvan bennünk az akarat és a képesség a
kiaknázásukra. Legfigyelemreméltóbb a napfény, amely több
energiát kínál, mint amennyi az emberiség egész szükséglete.
Nehezebb problémának látszik az emberiség szaporodásának
visszafogása, még mielőtt világméretű éhínség tizedelné meg
sorainkat. Ehhez sokkal inkább társadalmi, gazdasági és politikai
eredményekre van szükség, semmint tudományosakra.
Mindenesetre,
ha le tudjuk győzni a fosszilis
üzemanyagok kimerülése miatt fellépő hiányt, és
ha
katasztrofális konfliktusok nélkül stabilizálni tudjuk a
népességet, és
ha az ökológiai és a kisbolygók
becsapódásából származó katasztrófákat korlátozni tudjuk, akkor
azt hiszem, hogy az emberiség sorsa felvirágozhat. Nincs olyan
természeti törvény, amely lehetetlenné tenné fajunk örök életét.
Az előző fejezetekben bemutattam, hogyan fog emberi ésszel
felfoghatatlanul hosszú idő alatt a lassú fizikai folyamatok
következtében megváltozni a Világegyetem szerkezete,
méghozzá általában a degeneráció irányába. Az emberiség (az
ember definíciójától függően) legfeljebb ötmillió éve jelent meg
a Világegyetem történelmének a színpadán, míg a civilizáció
(úgyahogy) alig néhány ezer éves. A Föld még két vagy három
milliárd éven keresztül marad lakható, természetesen
korlátozott számú lakosság részére. Ez az időtartam olyan óriási,
hogy felülmúlja a képzeletet. Oly hatalmasnak tűnhet, hogy
gyakorlatilag végtelennek tekinthető. Ugyanakkor láttuk, hogy
még az egymilliárd év sem több egy villanásnál a nagyléptékű
csillagászati és kozmológiai változások időskálájához képest. A
Földhöz hasonló, az életnek otthont adó helyek
milliárdszor
milliárd évekig létezhetnek, bárhol a Tejútrendszerben.
Természetesen elképzelhetjük az utódainkat, akiknek ilyen
elképesztően hosszú idő áll rendelkezésükre ahhoz, hogy
fejlesszék űrkutatásukat, és sok egyéb technikai csodát is
megvalósítsanak. Elég idő áll a rendelkezésükre, hogy elhagyják
a Földet, még mielőtt a Nap, pecsenyévé süti őket. Lehetőségük
lesz arra, hogy keressenek egy másik lakható bolygót, majd ha
kell, megint újabbat, és így tovább. A világűr felé történő
terjeszkedés közben a népesség lélekszáma ugyancsak nő.
Megnyugtató-e vajon az a tudat, hogy a huszadik század
túléléséért folytatott harcunk végső soron nem hiábavaló?
A 2. fejezetben megemlítettem, hogy Bertrand Russell a
termodinamika második főtételének következményei fölött érzett
búskomorságában, tisztában lévén azzal a ténnyel, hogy a
Naprendszer mindenképpen elpusztul, gyötrelmes gondolatait
vetette papírra az emberi létezés kilátástalanságáról. Russell
világosan érezte, hogy kozmikus lakóhelyünk nyilvánvalóan
elkerülhetetlen pusztulása valami módon céltalanná, sőt,
abszurddá teszi az emberi életet. Ez a nézete természetesen
hozzájárult ateizmusához is. Vajon jobban érezte volna magát
Russell, ha tudta volna, hogy a fekete lyukak gravitációs
energiája sokszorosan túléli a Napot, és kitart még évbilliókkal a
Naprendszer teljes szétesését követően is? Valószínűleg nem.
Minden bizonnyal nem az időtartam tényleges hossza számít,
hanem az a gondolat, hogy a Világegyetem előbb vagy utóbb
lakhatatlanná válik. Ez a perspektíva sok emberben azt az érzést
kelti, hogy létezésünk céltalan.
A 7. fejezet végén a Világegyetem távoli jövőjéről olvasható
leírás alapján feltételezhető, hogy ennél ellenségesebb és kevésbé
egyhangú környezet aligha képzelhető el. Nem szabad azonban
sovinisztának vagy pesszimistának lennünk. Az emberi
lényeknek kétségkívül roppant keményen kellene küzdeniük, ha
életben akarnának maradni egy elektronok és pozitronok híg
leveséből álló Világegyetemben, a lényeges kérdés azonban
egészen bizonyosan nem az, hogy a mi fajunk maga halhatatlan-
e, hanem az, hogy késői
leszármazottaink képesek
lesznek-e a túlélésre. Márpedig késői leszármazottaink
valószínűleg nem a mai értelemben vett emberi lények lesznek.
A
Homo sapiensnek, azaz értelmes embernek nevezett
faj a biológiai törzsfejlődés eredményeképpen jelent meg a
Földön. Saját tevékenységünk azonban hamarosan módosította
az evolúció folyamatát. A természetes kiválogatódás
irányításával beavatkoztunk ebbe a folyamatba. Egyre
valószínűbbnek látszik a különféle mutációk mesterséges
előállításának a lehetősége. Nemsokára képesek leszünk arra,
hogy meghatározott fizikai és szellemi tulajdonságokkal
rendelkező emberi lényeket tervezzünk és állítsunk elő közvetlen
génmanipulációval. Ezek a biotechnológiai lehetőségek a
technikai civilizáció néhány évtizede során születtek. Képzeljük
el, mi mindent érhet el a tudomány és a műszaki gyakorlat
évezredek vagy évmilliók alatt.
Csak néhány évtizede képes az emberiség elhagyni
bolygónkat és bejárni a világűrt. Az elkövetkező évmilliárdok
során leszármazottaink elterjedhetnek a Földön kívül, az egész
Naprendszerben, majd később a Tejútrendszer más csillagai
környezetében. Sokan gyakran - tévesen - azt hiszik, hogy egy
ilyen vállalkozás az örökkévalóságig tart. Ez azonban nem így
van. A gyarmatosítás valószínűleg bolygóról bolygóra ugorva
fog végbemenni. A gyarmatosítók egy néhány fényév
távolságban lévő, megfelelőnek látszó bolygó kedvéért elhagyják
a Földet. Ha a fényét megközelítő sebességgel tudnak haladni,
akkor az utazás csupán néhány évig tart. Még ha
leszármazottaink soha nem érnek el nagyobb sebességet, mint a
fénysebesség 1 százaléka ami meglehetősen mérsékelt célkitűzés
-, az utazás akkor is csak néhány évszázadig tart. Ismét további
néhány évszázadot vesz igénybe a végleges megtelepedés a
kiválasztott bolygón, ami után az eredeti gyarmatosítók
leszármazottai arra gondolhatnak, hogy ők is elindítsák
gyarmatosító expedíciójukat egy még távolabbi, megfelelőnek
tűnő bolygó irányába. További néhány száz év múltán ezt az
újabb bolygót is gyarmatosítják, és így tovább. Ugyanezzel a
stratégiával hódították meg a polinézek is a Csendes-óceán
középső részének szigetvilágát.
A fény körülbelül százezer év alatt szeli keresztül a
Tejútrendszert. Ha a fénysebesség 1 százalékával haladunk,
akkor ugyanez az utazás tízmillió évig tart. Ha útközben százezer
bolygót gyarmatosítunk és mindegyiken két évszázadot vesz
igénybe a megtelepedés, akkor ez mindössze megháromszorozza
a Tejútrendszer gyarmatosításához szükséges időt. Csillagászati
vagy akár geológiai léptékkel mérve azonban a harminc millió év
igazán nem hosszú idő. A Nap körülbelül kétszáz millió év alatt
kerüli meg egyszer a Tejútrendszer középpontját, az élet a
Földön legalább tizenhétszer ennyi ideje létezik. A Nap
öregedése csak három-négy milliárd év múlva kezdi a Földet
veszélyeztetni. Harminc millió év alatt tehát szinte alig valami
változik meg. Arra a következtetésre juthatunk tehát, hogy
leszármazottaink annak az időnek a törtrésze alatt
gyarmatosíthatják a Tejútrendszert, mint amennyi időre a
technikai civilizáció kialakulásához a Földön szükség volt.
[1]
Milyenek lesznek ezek a gyarmatosító leszármazottaink? Ha
szabadon engedjük a fantáziánkat, feltételezhetjük, hogy a
gyarmatosítók génjeit mesterségesen át fogják alakítani, hogy
könnyebben alkalmazkodjanak a célbolygó fizikai viszonyaihoz.
Vegyünk egy egyszerű példát! Ha egy a Földhöz hasonló bolygót
fedeznénk fel az Epszilon Eridani körül, és megállapítanánk
hogy légköre mindössze 10 százalék oxigént tartalmaz, akkor a
gyarmatosítók szervezetét úgy lehet átalakítani, hogy több vörös
vértestjük legyen. Ha a célbolygó felszíni gravitációs gyorsulása
nagyobb a földinél, akkor robusztusabb testfelépítést és erősebb
csontokat írhatunk elő a gyarmatosítók számára. És így tovább.
Az utazás igényeinek kielégítése nem jelenthet gondot, és
még akkor is megvalósítható, ha évszázadokat vesz igénybe. Az
űrhajó óriási, önfenntartó bárkaként építhető meg, a tökéletesen
zárt környezeti rendszer űrutazók generációinak tud életteret
biztosítani. Megoldható az utazás úgy is, hogy az utasokat
mélyhűtik az út időtartamára. Még ennél is jobb gondolatnak
látszik az, hogy csak egy kis űrhajót kellene odaküldeni,
viszonylag kis létszámú személyzettel, de a rakományban
magukkal kellene vinniük néhány millió megtermékenyített
petesejtet. Ezeket a megérkezés után ki lehetne kelteni, miáltal
megoldódnának azok a szervezési és szociológiai problémák,
amelyek a nagy létszámú felnőtt legénység hosszú időtartamú
űrrepülésén elkerülhetetlenül fellépnek.
Ha tovább spekulálunk, mi mindenre elég a korlátlanul hosszú
idő, az is eszünkbe juthat, hogy a gyarmatosítók testi
felépítésének és gondolkodásmódjának nem kell feltétlenül
emberszabásúnak lennie. Ha a lényeket biotechnológiai
módszerekkel olyanra formálják, hogy a legváltozatosabb
igényeknek eleget tudjanak tenni, akkor minden egyes
expedícióhoz az adott feladat elvégzéséhez legmegfelelőbb
tulajdonságokkal rendelkező egyedeket lehet felhasználni.
A gyarmatosítóknak nem feltétlenül kell élő szervezeteknek
lenniük, legalábbis a meghatározás szokásos értelmezése szerint.
Már ma is lehetőség van arra, hogy szilícium alapú
mikroáramköröket építsünk be emberi lényekbe. E technológia
továbbfejlesztése következtében átfedések jöhetnek létre a
szerves és a mesterséges alkotóelemek között, melyek
mindegyike akár fiziológiai, akár szellemi funkciók ellátására
képes lesz. Lehetséges lesz például az emberi lények számára
olyan "becsatolható" memóriákat készíteni, amelyek a
számítógépek esetében már ma is rendelkezésre álló külső
memóriákhoz hasonló funkciójúak. Ugyanakkor viszont
hamarosan kiderülhet, hogy némely számítási feladat elvégzésére
előnyösebb szerves anyago
alkalmazni, mint szilárdtest-agyú gépeket. Tulajdonképpen még
az is lehetővé fog válni, hogy a számítógépek egyes alkatrészeit
biológiai úton "termesszük". Még valószínűbb, hogy számos
feladat elvégzésére a digitális számítógépek helyett
neuronhálózatokat fognak alkalmazni. Ezeket a
neuronhálózatokat az emberi intelligencia kutatására és
gazdaságos működésének előrejelzésére már jelenleg is
használják. Ésszerűnek látszik, hogy a szerves neuronhálózatokat
agyszövet-darabokból tenyésszék ki, ahelyett, hogy teljes
egészében mesterségesen állítanák elő azokat. Lehetségesnek
látszik a szerves és a mesterséges hálózatok szimbiotikus
együttélésének a megvalósítása. A nanotechnológia
kifejlesztésével az élő és az élettelen, a természetes és a
mesterséges, az agy és a számítógép közötti különbség egyre
inkább elmosódik.
Jelenleg az efféle fejtegetések még a tudományos
fantasztikum birodalmába tartoznak. De vajon valamikor majd
tudományos tényekké válhatnak-e? Végül is az, hogy valamit el
tudunk képzelni, még nem jelenti azt, hogy feltétlenül meg is
tudjuk valósítani. Alkalmazhatjuk azonban a technológiai
folyamatokra is ugyanazt az alapelvet, amelyet a természeti
folyamatokra vonatkozóan korábban már kimondtunk: ha elég
hosszú idő áll rendelkezésünkre, akkor minden, ami
megvalósul
hat, az meg is
fog valósulni. Ha az
emberek vagy kései leszármazottaik elegendő indíttatást fognak
érezni (a feltételben benne van egy nagyon nyomatékos
"ha"!), akkor a műszaki alkotások lehetőségeinek csak a
fizika törvényei szabnak határt. Az emberiség genetikai
átalakítása olyan léptékű kihívás, amely a tudósok egyetlen
generációját meghátrálásra késztetheti, azonban elérhető célnak
látszik, ha generációk százai, ezrei vagy milliói végzik el a
munkát.
Legyünk optimisták és bízzunk abban, hogy mindent túlélünk
és korlátok nélkül folytatódhat a tudományos és műszaki
fejlődés. Milyen következményei lehetnek ennek a ténynek a
Világegyetem kutatására vonatkozóan? Az adott feladatok
elvégzésére tervezett lények új lehetőségeket tárnak a
tudományos kutatás elé, mert így például el tudjuk küldeni
követeinket a legbarátságtalanabb helyszínekre is, ahol azok ma
még elképzelhetetlen feladatokat is végre tudnak hajtani. Bár
ezek a lények az emberiség által megindított műszaki fejlődés
végtermékei lesznek, ők maguk mégsem tekinthetők
embereknek.
Kell-e vajon valamilyen aggodalmat éreznünk ezen
hátborzongató lények sorsa miatt? Sok ember visszataszítónak
találja azt a kilátást, hogy az embereket ilyen szörnyekkel
helyettesítsük. Ha a túlélés azt követeli meg, hogy az emberi
lények átadják a helyüket a biotechnológiai úton előállított
szerves robotoknak, akkor talán inkább a kipusztulást választjuk.
Ha mindennek ellenére nyomaszt bennünket az emberiség
kipusztulásának a valószínűsége, akkor feltehetjük egész
pontosan is a kérdést: mi az, amit az emberi lényekből feltétlenül
megőrzendőnek tartunk? Egészen biztosan nem a fizikai
megjelenésünket. Zavarna-e vajon valakit is, hogy ha mondjuk
az egymillió év múlva élő leszármazottainknak nem lennének
lábujjaik? Vagy esetleg ha rövidebbek lennének a lábaik, viszont
nagyobb a fejük és az agyuk? Végül is külső megjelenésünk
éppen eleget változott az elmúlt néhány évszázad alatt is, sőt, a
ma élő különféle népcsoportok között is jelentős különbségek
vannak.
Ha választanom kellene, valószínűleg inkább azokat a
dolgokat őrizném meg, amelyeket az emberi szellem
alkotásainak tartunk, kultúránkat, erkölcsi értékrendünket,
jellegzetes lelki alkatunkat, amely művészi, tudományos és
szellemi alkotásainkban testesül meg. Ezek minden bizonnyal
érdemesek arra, hogy megőrizzük őket és fennmaradjanak. Ha át
tudjuk adni leszármazottainknak azt, ami a fizikai megjelenéstől
függetlenül emberré tesz bennünket, akkor ezzel legnagyobbrészt
elértük az általunk fontosnak tartott dolgok fennmaradását.
Természetesen mindaz csak puszta feltételezés, hogy létre
tudunk hozni olyan emberszerű lényeket, amelyek képesek a
túlélésre és el tudnak terjedni a Világegyetemben. Minden más
tényezőtől függetlenül, természetesen az is előfordulhat, hogy az
emberiség egyszerűen elveszíti azt a belső késztetést, amely egy
ilyen horderejű vállalkozás végrehajtásához elengedhetetlen.
Nem zárható ki az a lehetőség sem, hogy valamilyen gazdasági,
környezeti vagy egyéb katasztrófa következtében kipusztulunk,
még mielőtt valóban elhagynánk a bolygónkat. Előfordulhat,
hogy a Földön kívüli lények már egy lépéssel előttünk járnak és
a lakható bolygók többségét már gyarmatosították (bár a Földe
például nyilvánvalóan - ezidáig legalábbis - nem). Akár a mi
utódainknak, akár valamilyen Földön kívüli faj képviselőinek jut
osztályrészül az a feladat, hogy népesítsék be a Világegyetemet,
és műszaki tudásukkal vonják befolyásuk alá, a lehetőség
mindenképpen lenyűgöző. Csábító feltenni a kérdést, hogy vajon
hogyan fog ez a szuperfaj megbirkózni a Világegyetem lassú
degenerációjával.
A 7. fejezetben láttuk, hogy a Világegyetem fizikai
leépüléséhez vezető folyamatok roppant lassúak. Ennek
köszönhetően olyan elképesztően hosszú idő áll
rendelkezésünkre, hogy értelmetlennek tűnik a Földön jelenleg
tapasztalható fejlődési irányokat extrapolálva megjósolni, hogy
milyenek lesznek a nagyon távoli jövő műszaki lehetőségei. Ki
tudna elképzelni egy egybillió éves technikai civilizációt? Úgy
tűnhet, hogy egy ilyen társadalom gyakorlatilag tetszése szerint
mindent megvalósíthat. Mindamellett, bármilyen fejlett legyen is
egy technológia, a fizika alapvető törvényei által felállított
korlátokat nem hághatja át. Ha például helytállónak bizonyul a
relativitáselméletnek az a következménye, mely szerint anyagi
test nem lépheti át a fény sebességét, akkor ez még az egybillió
éves civilizációnak sem fog sikerülni. Komolyabb problémát
jelent, hogy ha minden érdemleges tevékenység legalább némi
energia felhasználásával jár, akkor a Világegyetemben
rendelkezésre álló szabad energiaforrások folyamatos kiaknázása
végső soron az egész technikai civilizációt fenyegető, súlyos
helyzetet fog teremteni, bármily fejlett legyen is az illető
civilizáció.
Az alapvető fizikai elveket az értelmes lények legáltalánosabb
definíciójára alkalmazva, megvizsgálhatjuk, hogy jelent-e a
távoli jövőben a túlélés szempontjából valamilyen alapvető
akadályt a Világegyetem fokozatos leépülése. Ha valamely lény
ki akarja vívni magának az "értelmes" minősítést, akkor
legalapvetőbb követelményként képesnek kell lennie az
információ valamiféle feldolgozására. A gondolkodás és a
tapasztalatszerzés egyaránt olyan tevékenység, amely
információ-feldolgozással jár. Milyen követelményeket
támaszthat ez a Világegyetem fizikai állapotára vonatkozóan?
Az információ-feldolgozás jellegzetes tulajdonsága, hogy
energia-felhasználással jár. Ez az oka annak, hogy a
szövegszerkesztő számítógépet, amelyen ennek a könyvnek a
kéziratát írom, be kell kapcsolni az elektromos hálózatba. Azt,
hogy egy bit információ feldolgozásához mennyi energiára van
szükség, termodinamikai megfontolások alapján becsülhetjük
meg. Az energiafogyasztás akkor a legkisebb, ha az információ-
feldolgozó berendezés a környezetével közel azonos
hőmérsékleten dolgozik. Az emberi agy és a legtöbb számítógép
nagyon kis hatásfokkal dolgozik, és óriási mennyiségű fölös
energiát pazarolnak el hő formájában. Az agy például a test teljes
hőtermelésének jelentős hányadát adja, sok számítógépbe pedig
speciális hűtőrendszert kell beépíteni, nehogy az alkatrészek
megolvadjanak. A hulladékhő eredetét egészen azokig a logikai
alapműveletekig követhetjük, amelyeken az információ-
feldolgozás alapul és amelyekkel szükségszerűen együtt jár az
információ egy részének elvesztése. Ha például a számítógépünk
elvégzi az 1+2=3 összeadást, akkor a két byte bemenő
információ (1 és 2) helyett egyetlen byte-nyi kijövő információt
(3) kaptunk. A számítógép, mihelyt elvégzi a műveletet, elveszíti
a bemenő információt és csak az eredményt tartja meg, vagyis a
két byte helyett csak egyet. A gyakorlatban ugyanis,
megakadályozandó azt, hogy adattárolói megteljenek, a gépnek
folyamatosan ki kell dobnia az ilyen fölöslegessé vált
információkat. A törlés folyamata definíció szerint irreverzibilis,
ezért az entrópia növekedése kíséri. Úgy tűnik tehát, hogy
nagyon alapvető okok miatt az információ összegyűjtése és
feldolgozása elkerülhetetlenül és visszafordíthatatlanul
megcsapolja a rendelkezésünkre álló energiaforrásokat és
megnöveli a Világegyetem entrópiáját.
Freeman Dyson szemügyre vette azokat a korlátokat,
amelyekkel az értelmes lények közössége óhatatlanul
szembekerül, amiatt, hogy a Világegyetem folyamatosan hűl a
hőhalál irányába. Az értelmes lényekről feltételezte, hogy
folyamatosan energiát kénytelenek fogyasztani, ha másért nem,
akkor azért, hogy gondolkodni tudjanak. Az első kényszer az,
hogy a lények hőmérsékletének magasabbnak kell lennie a
környezetük hőmérsékleténél, mert ellenkező esetben a
hulladékhő nem tudja elhagyni a testüket. Másrészt, a fizika
törvényei korlátozzák, hogy valamely fizikai rendszer milyen
sebességgel tud energiát kisugározni a környezetébe.
Nyilvánvaló, hogy a lény nem tu
tartósan működni, ha gyorsabb tempóban termeli a hulladékhőt,
mint ahogy meg tud szabadulni tőle. Ezek a feltételek
alacsonyabb határt szabnak arra, hogy milyen tempóban tudják a
lények az energiát felhasználni. Alapvető követelmény tehát,
hogy léteznie kell a szabad energia valamilyen forrásának, amely
fedezni tudja ezt az élénk hőkiáramlást. Dyson arra
következtetésre jut, hogy a Világegyetem távoli jövőjében
minden ilyen forrás szükségképpen kimerül, ezért végső soron
minden értelmes lénynek előbb vagy utóbb szembe kell néznie az
energiaválsággal.
Ezek után két lehetőség kínálkozik az értelem
fennmaradásának meghosszabbítására. Az egyik az, hogy
gondoskodni kell saját túlélésünkről, amilyen hosszú ideig csak
lehet, a másik pedig az, hogy felgyorsítjuk a gondolkodás és a
tapasztalatszerzés sebességét. Dyson ésszerű feltételezése szerint
az élőlények szubjektív érzése az idő múlásáról attól függ, hogy
az illető lény milyen sebességgel dolgozza fel az információt.
Minél gyorsabb az általa használt információ-feldolgozó
folyamat, annál több gondolatra és érzékelésre képes egységnyi
idő alatt és ezért annál gyorsabbnak érzékeli az idő múlását. Ezt
a feltételezést szórakoztató formában használja fel Robert
Foreword:
A sárkány tojása című tudományos
fantasztikus novellájában, amely egy neutroncsillag felszínén élő
értelmes lények társadalmának történetét meséli el. Ezek a
lények nem kémiai, hanem nukleáris folyamatokat használnak fel
létezésük biztosításához. Minthogy a magreakciók sok ezerszer
gyorsabbak, mint a kémiai folyamatok, a neutronlények sokkal
gyorsabban képesek az információ feldolgozására. Az emberi
időskála egyetlen másodperce számukra sok évvel egyenértékű.
A neutroncsillag társadalma még meglehetősen primitív, amikor
először találkoznak az emberiség képviselőivel, gyorsabb
információfeldolgozó-képességüknek köszönhetően azonban
lemaradásukat pillanatok alatt behozzák, sőt, hamarosan le is
hagyják az emberiséget.
Sajnos a túlélés ezen stratégiájának van egy hátulütője is:
minél gyorsabban dolgozzuk fel az információt, annál nagyobb
ütemű az energia felhasználása és annál gyorsabban merülnek ki
a rendelkezésre álló energiaforrások. Arra gondolhatunk, hogy ez
elkerülhetetlenül a végső pusztulást jelenti leszármazottaink
számára, függetlenül attól, hogy milyen fizikai formát ölthetnek.
Ez azonban nincs szükségszerűen így. Dyson kimutatta, hogy
létezhet egy bölcs kompromisszum, melynek követése esetén a
közösség fokozatosan, szánt szándékkal lelassítja
tevékenységének ütemét, úgy, hogy az megfeleljen a
Világegyetem leépülési sebességének. Ezt esetleg úgy
valósíthatják meg, hogy egyre hosszabb időszakokra
hibernációba merülnek. Minden egyes nyugalmi fázisban lenne
idő arra, hogy megszabaduljanak az előző aktív szakasz
tevékenysége alatt felhalmozódott hőtől és összegyűjtsék a
következő aktív szakaszban felhasználandó energiát.
A fenti stratégiát alkalmazó lények által érzékelt szubjektív
idő egyre kisebb és kisebb része lesz a ténylegesen eltelt időnek,
mert a közösség pihenő időszaka egyre hosszabb lesz. De, amint
nem győzöm hangsúlyozni, az örökkévalóság soká tart, és
eközben két, egymással ellentétes korláttal kell megküzdenünk: a
rendelkezésre álló források nagysága a nullához tart, az idő pedig
a végtelen felé tart. Ezen korlátok egyszerű vizsgálata alapján
Dyson kimutatta, hogy a teljes szubjektív idő akkor is végtelen
lehet, ha a rendelkezésre álló források végesek. Egy elképesztő
számítási eredményt is idéz: egy akkora létszámú közösség, mint
ma az emberiség, szó szerint az örökkévalóságig képes létezni
összesen 6x10
30 joule energia felhasználásával,
márpedig ez nem több, mint a Nap mindössze nyolc óra alatt
kisugárzott energiája!
Az igazi halhatatlanság azonban többet követel mint
egyszerűen végtelen mennyiségű információ feldolgozását. Ha
valamely lény agyának véges számú állapota van, akkor az csak
véges számú, különböző dologra tud gondolni. Ha ez a lény
végtelen ideig létezne, akkor ez azt jelentené, hogy ugyanazon
gondolatai ismét és ismét előbukkannának.
[2] Az ilyen létezés éppoly
céltalannak tűnik, mint egy kihalt fajé. Ebből a halálos végből
való meneküléshez arra van szükség, hogy a közösség egésze -
vagy az egyetlen szuperlény - minden határon túl növelje
méretét. Ez a nagyon távoli jövőben komoly kihívást jelent, mert
az anyag gyorsabban fog elpárologni, mint ahogy az
feldolgozható az agy anyagává. Talán egy reményét vesztett, de
zseniális egyed képes lehet arra, hogy a tünékeny, de mindenütt
jelen lévő kozmikus neutrínókat hasznosítsa szellemi
tevékenységi köre tágításához.
Dyson gondolatmenetének legnagyobb része, sőt, a távoli
jövő tudatos lényeivel kapcsolatos minden spekuláció,
hallgatólagosan feltételezi, hogy a lények szellemi folyamatai
mindig visszavezethetők valamilyen digitális számítási
folyamatra. A digitális számítógép természetesen egy véges
számú állapottal dolgozó gép, ezért teljesítőképességének szigorú
határai vannak. Léteznek azonban másfajta rendszerek is, az
úgynevezett analóg számítógépek. Egyszerű példa erre a
logarléc. A számításokat a léc helyzetének folytonos mozgatása
útján végezzük el, így az idealizált esetben az eszköznek
végtelenül sok állapota van. Ez azt jelenti, hogy az analóg
számítógépek mentesek a digitális társaik bizonyos korlátaitól,
amely utóbbiak csak véges mennyiségű információt képesek
feldolgozni és tárolni. Ha az információt az analóg számítógép
módjára akarjuk kódolni, mondjuk anyagi testek helyzetei
közötti szögtávolságokkal, akkor számítógépünk kapacitása
végtelennek tűnik. Ha tehát a szuperlény analóg számítógépként
működik, akkor talán nem csak hogy végtelen számú gondolata
lehet, hanem végtelen különböző gondolata is.
Sajnos nem tudjuk, hogy a Világegyetem analóg vagy
digitális számítógépre hasonlít-e. A kvantummechanika szerint
maga a Világegyetem is "kvantált" lehet, azaz minden
tulajdonsága diszkrét ugrásokban változik, nem pedig
folytonosan. Ez azonban puszta feltételezés. Nem értjük igazán
az agy fizikai és szellemi tevékenysége közötti kapcsolatot sem.
Lehetséges, hogy a gondolkodás és a tapasztalatszerzés nem
egyszerűen az itt felvázolt kvantummechanikai gondolatokkal
kapcsolatos.
[3]
Bármilyen is az elme természete, semmi kétségünk nem lehet
afelől, hogy a távoli jövő élőlényeinek szembe kell nézniük a
legeslegutolsó ökológiai válsággal: a kozmikus energiaforrások
végérvényes kimerülésével. Mindamellett úgy tűnik, hogy ha ezt
sikerül kiheverniük, akkor elérnek valamiféle halhatatlanságot. A
Dyson által felvázolt képben tevékenységük egyre kisebb
befolyással lesz az igényeik iránt hidegen közömbös
Világegyetemre. Eonokat fognak tökéletesen inaktív állapotban
tölteni, megőrizve memóriájukat, de semmivel sem gyarapítv
ismereteiket, alig zavarva a haldokló kozmosz nyugodt
feketeségét. Okos szervezéssel elérhetik, hogy még mindig
végtelen számú gondolatuk és tapasztalatuk legyen. Lehetne-e
ennél többet remélnünk?
A kozmikus hőhalál elmélete volt korunk egyik
megingathatatlan mítosza. Láttuk, hogyan fogta fel Russell és
mások a Világegyetem látszólag elkerülhetetlen leépülését,
amelyet a termodinamika második főtétele jósolt meg, és amely
tápot adott az ateista és nihilista filozófiának és a
kétségbeesésnek. Ma, amikor már jobban értjük a kozmológiát,
valamivel árnyaltabb képet tudunk felrajzolni. Lehetséges, hogy
a Világegyetem gépezete lejár, de a Világegyetem soha nem fogy
el. A termodinamika második főtétele természetesen érvényes, de
ez nem feltétlenül zárja ki a szellemi halhatatlanságot.
Valójában a dolgok nem is állnak olyan rosszul, mint Dyson
elképzelésében. Eddig feltételeztük, hogy a Világegyetem többé-
kevésbé homogén marad, miközben tágul és hűl, ez azonban nem
igaz. A gravitáció számos instabilitás forrása, így például a
Világegyetem ma megfigyelhető számos, nagy léptékű
egyenetlensége utat engedhet a távoli jövő sokkal bonyolultabb
elrendeződéseinek. Felerősödhetnek például a tágulás
sebességében a különböző irányokban esetleg meglévő kicsiny
különbségek. Az óriás fekete lyukak kölcsönös tömegvonzása
úrrá lehet a Világegyetem általános tágulásán, ezért ezek az
objektumok nagy halmazokba verődhetnek. Ez a körülmény
különös versenyfutást eredményezhet. Emlékezzünk vissza arra,
hogy minél kisebb egy fekete lyuk, annál forróbb és annál
gyorsabban párolog. Ha két fekete lyuk egyesül, a keletkező
fekete lyuk nagyobb és ennélfogva hidegebb lesz, vagyis a
párolgási folyamat tempója számottevően visszaesik. A
Világegyetem távoli jövőjét illetően az a kulcskérdés, hogy
lépést tud-e tartani a fekete lyukak egyesülése a párolgás
ütemével. Ha igen, akkor mindig létezni fog a Világegyetemben
néhány fekete lyuk, amelyek Hawking-sugárzásuk révén
energiaforrásul szolgálhatnak a műszakilag erre alkalmas
civilizációk számára, így ezáltal ezek el tudják kerülni a
hibernációt. Don Page és Randall McKee, amerikai fizikusok
számításai szerint e versenyfutás borotvaélen táncoló eredményt
ad. A lehetőségek közt végül is az dönt, hogy pontosan milyen
ütemben csökken a Világegyetem tágulási sebessége. Egyes
modellekben mindenesetre a fekete lyukak egyesülése a győztes
folyamat.
Dyson a számításaiban annak a lehetőségét is elhanyagolja,
hogy leszármazottaink saját örökkévalóságuk érdekében esetleg
maguk is megpróbálják módosítani a Világegyetem nagy léptékű
szervezettségét. John Barrow és Frank Tipler, amerikai
asztrofizikusok végiggondolták, hogy miképpen tudja egy
nagyon fejlett műszaki kultúrájú civilizáció kis mértékben
módosítani a csillagok mozgását, annak érdekében, hogy egy
számukra kedvezőbb gravitációs elrendeződést alakítson ki. Az
atomfegyverek például felhasználhatók arra, hogy kismértékben
megváltoztassák egy kisbolygó pályáját, amely mondjuk
elegendő ahhoz, hogy egy nagybolygó közelében haladjon el,
amely azután kilendíti a pályájáról, úgy, hogy pontosan a Napba
csapódjon. Az ütközéskor a kisbolygó által a Napnak átadott
impulzus csekély mértékben megváltoztatja a Nap keringési
pályáját a Tejútrendszer középpontja körül. Bár a hatás nagyon
csekély, ám felerősödik: minél távolabbra jut el a Nap, annál
nagyobb lesz az eltérülés. Sok fényév megtétele után a Nap
megközelít egy csillagot, de a találkozás módja a pálya
eltolódásának köszönhetően kritikus mértékben módosul. A
távoli üdvözlés helyett a találkozás oly közeli lesz, hogy a másik
csillag drámai módon megváltoztatja a Nap Tejútrendszer
középpontja körüli mozgását. Ha ehhez hasonlóan sok csillag
pályáját sikerül befolyásolni, mesterséges csillaghalmazok
terelhetők össze, a közösség javára. Minthogy a hatások
felerősödnek és felgyülemlenek, nincs határa annak, hogy
mekkora méretű rendszerek kezelhetőek úgy, hogy a megfelelő
helyeken egy-egy aprócska beavatkozást végzünk el. Feltéve,
hogy elég idő áll a rendelkezésükre - márpedig ha valamiben,
akkor időben mindenféleképpen bővelkedni fognak
leszármazottaink -, még egész galaxisok is átrendezhetőek.
Ez a nagyszabású, kozmikus mérnöki munka versenyre kel
azokkal a véletlenszerű, természetes folyamatokkal, amelyekben
a 7. fejezetben leírt módon csillagok vagy galaxisok repülnek ki
a gravitációsan kötött rendszerekből. Barrow és Tipler
megállapította, hogy kisbolygókkal végzett beavatkozások
segítségével 10
22 év alatt lehetne átrendezni egy
galaxist. Sajnos a természet a munka eredményét
10
19 év alatt tudná tönkretenni, így a versenyfutás
utcahossznyi előnnyel a természet javára dőlne el. Másrészt
viszont utódaink esetleg a kisbolygóknál sokkal nagyobb
égitesteket is ellenőrzésük alá tudnak vonni. Ugyanakkor a
természetes szétszóródás üteme a rendszerhez tartozó égitestek
pályamenti sebességétől függ. Ha egész galaxisokról van szó,
akkor ez a sebesség a Világegyetem tágulásával arányosan
csökken. A lassúbb sebességek a mesterséges beavatkozás
sebességét is lelassítják, azonban a két mennyiség csökkenése
nem ugyanolyan ütemű. Úgy tűnik, hogy idővel a természetes
szétszóródás üteme kisebbé válhat annál, amilyen gyorsan lakói
képesek átrendezni a Világegyetemet. Ez felveti azt a roppant
érdekes lehetőséget, hogy az idő múlásával az értelmes lények
egyre nagyobb mértékben ellenőrzésük alá tudják vonni az
erőforrásokban egyre kevésbé dúskáló Világegyetemet. A
folyamat mindaddig tart, amíg lényegében az egész természetet
"technologizálják", a természetes és a mesterséges közötti
különbség pedig eltűnik.
Dyson elemzésének kulcsfontosságú feltételezése az, hogy a
gondolkodás folyamata elkerülhetetlenül energiát fogyaszt. Az
emberi gondolkodás esetében ez határozottan így van, sőt,
egészen a közelmúltig azt is feltételezték, hogy az információ
bármely formája feldolgozásáért meg kell fizetni a minimális
termodinamikai árat. Meglepő módon ez nem egészen így van.
Charles Bennett és Rolf Landauer, az IBM számítógépes
szakemberei kimutatták, hogy elvben reverzíbilis számítások is
lehetségesek. Ez azt jelenti, hogy bizonyos (de ma még teljes
egészében hipotetikus) fizikai rendszerek energiafogyasztás
nélkül is képesek információ-feldolgozásra. Elképzelhetünk tehát
egy végtelen sok gondolatot tartalmazó, gondolkodó rendszert,
amelynek semmiféle energiaforrásra nincs szüksége. Nem
világos, hogy az információ
összegyűjtésére, valamint
feldolgozására egyaránt képes-e, mert bármely nem triviális
információnak a környezetből történő megszerzése ilyen vagy
olyan formában energia-felhasználással jár, ha másért nem, hát
azért, mert szét kell válogatni az értékes jeleket a zajtól. Ezért
ennek az igénytelen jószágnak nem lehetnek a környező vilá
felfogására alkalmas érzékszervei. Emlékezhet viszont a
Világegyetem egy korábbi állapotára, sőt, talán még álmodhat is.
A haldokló Világegyetem látomása több, mint egy évszázadon
keresztül gyötörte a tudósokat. Az a feltevés, mely szerint az
entrópiabőség következtében fokozatosan leépülő
Világegyetemben élünk, a tudománykultúra folklórjának részévé
vált. Mennyire megalapozott azonban mindez? Bizonyosak
lehetünk-e abban, hogy
minden fizikai folyamat
elkerülhetetlenül a rendezetlenség és a romlás felé visz
bennünket?
Mi a helyzet a biológiával kapcsolatban? Némi útbaigazítást
adhat az a szélsőségesen védekező álláspont, amellyel néhány
biológus a darwini evolúciót védelmezi. Hitem szerint reakcióik
abból a kellemetlen ellentmondásból erednek, hogy egy
egyértelműen alkotó jellegű folyamatot olyan fizikai erők
vezérelnek, amelyek - feltételezéseink szerint - a dolgok
legmélyén romboló jellegűek. A földi élet valószínűleg
valamilyen ősi nyálkával vette kezdetét. Ma a bioszféra gazdag
és bonyolult ökológiai rendszer, végtelenül bonyolult és
rendkívül sokféle szervezetek finom kölcsönhatásainak hálózata.
Bár a biológusok, talán attól való félelmükben, nehogy
túlhangsúlyozzanak valamiféle isteni célokat, tagadják az
evolúcióban mutatkozó szisztematikus fejlődés bármely
bizonyítékát, az azonban tudósok és laikusok számára egyaránt
nyilvánvaló: attól kezdve, hogy az élet megjelent a Földön,
valami folyamatosan, többé-kevésbé azonos irányban haladt. A
nehézséget ennek a fejlődésnek a pontos jellemzése jelenti.
Pontosan mi is az, ami fejlődött?
A túlélésre vonatkozó korábbi fejtegetéseink középponti
kérdése az információ (vagy rend) és az entrópia közötti harc
volt, melyből mindig az entrópia került ki győztesen. De vajon
valóban az információ az a mennyiség, amellyel foglalkoznunk
kell? Végül is, ha átrágjuk magunkat minden lehetséges
gondolatunkon, az legalább olyan idegőrlő munka, mintha a
telefonkönyvet olvasnánk végig. Ami valóban számít, az az
érzékelés
minősége, vagy általánosabban, az
összegyűjtött és felhasznált információ minősége.
Amennyire meg tudjuk mondani, a Világegyetem fejlődése
egy többé-kevésbé részletek nélküli állapotból indult el. Az idő
múlásával fokozatosan kialakult a fizikai rendszerek ma is me
figyelhető gazdagsága és változatossága. A Világegyetem
története eszerint nem más, mint a szerveződés egyre
bonyolultabbá válásának története. Ez az állítás paradoxonnak
tűnik. A történet elbeszélését annak leírásával kezdtem, hogy
miképpen következik a termodinamika második főtételéből az,
hogy a Világegyetem haldoklik és elkerülhetetlenül csúszik az
alacsony entrópiájú kezdeti állapottól a maximális entrópiájú és
nulla reményű végállapot felé. Akkor tehát jobbra vagy
rosszabbra fordulnak a dolgok?
Valójában a helyzet egyáltalán nem ellentmondásos, mivel a
szervezett bonyolultság és az entrópia két különböző fogalom.
Az entrópia, vagyis a rendezetlenség éppen az ellentettje az
információnak, vagyis a rendezettségnek: minél több információt
dolgozunk fel, azaz minél nagyobb rendezettséget hozunk létre,
annál nagyobb entrópia-árat kell ezért fizetnünk - az egyik
helyen létrehozott rend valahol másutt megnöveli a
rendezetlenséget. Nincs mit tenni, ilyen a második főtétel, az
entrópia mindig diadalt arat. A szervezettség és a bonyolultság
azonban nem pusztán rendet és információt jelent. Az előbbi
fogalmak a rend és az információ bizonyos
típusaira
vonatkoznak. Könynyen felismerjük az alapvető különbséget
mondjuk egy baktérium és egy kristály között. Mindkettő
rendezett struktúra, de más a rendezettség jellege. A kristályrács
katonás fegyelmet tükröz, tökéletes szépségű, de alapvetően
unalmas. Ezzel szemben a baktérium bonyolult rendszert alkotó
szervezete bőséges izgalmakat kínál.
Mindezek szubjektív ítéleteknek tűnnek, de matematikailag is
alátámaszthatók. Az elmúlt években a kutatás teljesen új területe
tárult fel, amely céljául tűzte ki az olyan fogalmak mennyiségi
leírását, mint például a szervezett bonyolultság. A fizika fennálló
törvényeivel párhuzamosan létre akarják hozni a szervezettség
leírásának általános alapelveit. A téma művelése még
gyerekcipőben jár, de máris próbára teszi sok, a renddel és a
káosszal kapcsolatos hagyományos fogalmunkat.
"A Világegyetem modellje" című könyvemben felvetettem,
hogy esetleg a termodinamika második főtételével párhuzamosan
a "növekvő bonyolultság" valamiféle törvénye kormányozza a
Világegyetem működését. A két törvény nem
összeegyeztethetetlen egymással. A gyakorlatban a fizikai
rendszerek szervezettségének növekedése együtt jár az entrópia
növekedésével. A biológiai evolúció esetében például valamely
új és a korábbiaknál bonyolultabb szervezet csak egy sor fizikai
és biológiai folyamat kudarca után jelenik meg (gondoljunk csak
a sikertelen mutánsok születés előtti elpusztulására). Még egy
hópihe is csak hulladékhő termelése árán keletkezhet, ami
viszont növeli a Világegyetem entrópiáját. Amint azonban már
elmagyaráztam, a mérleg nincs egyensúlyban, mert a
szervezettség nem egyszerűen az entrópia ellentettje.
Örömmel tapasztalom, hogy sok más kutató is hozzám
hasonló végkövetkeztetésekre jut és mások is megpróbálkoznak a
komplexitás "második főtételének" megfogalmazásával. Bár
összhangban lenne a termodinamika második főtételével, a
komplexitás törvénye mégis a Világegyetemben végbemenő
változások alapvetően más megközelítését adná, mert egy
fejlődő Világegyetemet írna le (melynek fogalmát a
fentebb hivatkozott vizsgálatok bizonyos értelemben pontosan
megadják) a szinte szerkezet nélküli kezdettől a rendkívül magas
szervezettségű, bonyolult végállapotig.
A Világegyetem végét illetően a növekvő komplexitás
törvénye létezésének van egy kétségtelen előnye. Ha a szervezeti
bonyolultság nem egyszerűen az entrópia ellentettje, akkor a
Világegyetem korlátozott negatív entrópiatartalma nem
szükségszerűen szab határt a komplexitás szintjének. A
komplexitás növekedéséért fizetett entrópia-ár tisztán
véletlenszerű lehet, nem pedig alapvető, mint az információ
puszta rendezésének folyamatában. Ha ez így igaz, akkor
leszármazottaink képesek lehetnek elérni a szervezeti
bonyolultság egyre magasabb szintjeit, anélkül, hogy
végérvényesen elpazarolnák egyre apadó erőforrásaikat. Bár
előfordulhat, hogy valami korlátozza számukra a feldolgozható
információ mennyiségét, ennek ellenére szellemi és fizikai
tevékenységük sokrétűségének és minőségének nem lesznek
korlátai.
Ebben és az előző fejezetben megpróbáltam felvázolni egy
örökké lassuló, de tartalékait soha véglegesen ki nem merítő
Világegyetem képét, tudományos-fantasztikus regényekbe illő,
bizarr lényekkel, amelyek úgy próbálják összekaparni a betevő
energiafalatot, hogy közben az esélyek egyre inkább az ő kárukra
tolódnak el, és amelyek arra kényszerülnek, hogy a
termodinamika kíméletlen második főtétele ellen folytatott
küzdelmükben próbára tegyék minden zsenialitásukat. A
túlélésért folytatott elkeseredett, de nem szükségszerűen
reménytelen harcuk egyes olvasókat felvillanyozhat, míg
másokat elkeseríthet. Az én érzéseim meglehetősen vegyesek.
Mindezek a spekulációk azon a feltételezésen alapulnak, hogy
a Világegyetem tágulása örökké fog tartani. Láttuk azonban,
hogy ez csak a kozmosz egyik lehetséges sorsa. Ha a tágulás
üteme elegendően gyorsan csökken, akkor egy szép napon
megáll a Világegyetem tágulása és megkezdődik a Nagy Reccs
felé tartó összehúzódás. Milyenek lehetnek ebben az esetben
a túlélés esélyei?