Глава 22. Непрямые способы оценки вероятности глобальной катастрофы

Непрямые способы оценки используют не данные о самом предмете исследования, а различные косвенные данные, например, аналогии, общие закономерности и верхние пределы. Этот вопрос подробно рассматривается Ником Бостромом в статье «Угрозы существованию». Существует ряд независимых способов такой оценки.

22.1 Принцип Парето

Это эмпирическое правило введено социологом Вильфредом Парето. Принцип Парето подробно рассмотрен применительно к разнообразным катастрофам в книге «Риск. Устойчивое развитие. Синергетика» [Владимиров, Малинецкий, Потапов 2000]. Суть Принципа Парето заключается в следующем: катастрофа происходит тем реже, чем она масштабней. Математически это выглядит так:

Где а – параметр, имеющий значение a = – 0,7 для случая жертв стихийных бедствий. Закон Парето носит эмпирический характер и выглядит как прямая на логарифмическом графике с углом наклона, пропорциональным а. Типичным примером закона Парето является высказывание вроде: «С ростом магнитуды на 1 балл землетрясение происходит в 10 раз реже». (Но один балл магнитуды равен приросту энергии в 32 раза, и называется это закон повторяемости Гутенберга–Рихтера. Для больших энергий параметр сдвигается, и 1 балл прироста в районе 7-9 баллов даёт уменьшение частоты в 20 раз, то есть если землетрясения магнитудой 7-7,9 баллов происходят 18 раз в год, то 8-балльные – раз в год, а 9-бальные – раз 20 лет.) Особенностью этого закона является универсальность его применения для совершенно различных классов явлений, хотя значения параметра могут отличаться. Однако в случае числа жертв стихийных бедствий значение параметра в показателе степени составляет не –1, а – 0,7, что значительно утяжеляет хвост распределения.

Нас в данном распределении интересует то, как часто во времени могли бы случаться катастрофы, в которых вероятное количество жертв превосходило бы нынешнее население земли, то есть было бы порядка 10 млрд. человек. Если мы примем закон Парето с a = – 1, то есть в десять раз более сильное событие происходит в десять раз реже, то катастрофа с 10 млрд. жертв (то есть гарантированно перекрывающая население земли) будет происходить примерно раз 500 000 лет. Это число сравнимо со временем существования самого вида Homo Sapiens. C другой стороны, если взять a = - 0,7 (что означает, что в десять раз более сильное событие происходит только в 5 раз реже, а также в предположении, что природные катастрофы с числом жертв более 100 000 человек происходят раз в 10 лет), то до катастрофы масштаба всего человечества будет только примерно 30 000 лет. Это близко по порядку величины тому времени, которое прошло с момента извержения вулкана Тоба – 74000 лет – когда человечество оказалось на грани вымирания. Мы видим, что тяжесть хвоста распределения сильно зависит от величины параметра а. К счастью, стихийные бедствия не создают значительного риска в XXI веке при любых разумных значениях а.

Однако прогноз будет куда страшней, если применим этот закон к войнам и террористическим актам. При этом закон Парето не учитывает экспоненциального характера развития человечества. В реальных случаях для каждого класса событий мы имеем верхнюю границу закона применимости закона Парето, к примеру, предполагается, что не бывает землетрясений с магнитудой больше, чем 9,5. Однако само множество разных классов событий не ограниченно.

Подробно закон степенного распределения катастроф и угроз вымиранию человечества рассматривается в статье Робина Хансена «Катастрофа, социальный коллапс и человеческое вымирание» [Hanson 2008]. Он отмечает, что важным фактором является разброс живучести отдельных людей. Если этот разброс велик, то чтобы уничтожить всех людей до последнего, нужна гораздо, на несколько порядков, более сильная катастрофа, чем та, которая уничтожает только 99 % людей. Хансен приводит график для степенного закона, описывающего частоту войн. Он имеет параметр а = - 0.41, и из него следует, что катастрофы с числом жертв, равным населению Земли, имеют шанс 1/1000 в год.

Хенсон также показывает, что чем сильнее первичное разрушающее воздействие, тем большее число жертв приходится на последующий социальный коллапс. Если продлить эту тенденцию до катастроф с числом жертв порядка населения Земли, то получается, «что из каждый 50 человек, выживших сразу после разрушающего воздействия, только один выживет после следующий за ним социальной катастрофы» [Hanson 2008]. С учётом того, что по последнем данным устойчивы популяция млекопитающих требует не менее 1000 особей, и с учётом того, что все выжившее должны быть сосредоточены в одно географическом регионе, который они могут обойти пешком (и таких регионов будут десятки на всю Землю), суммарное число выживших на Земле сразу после катастрофы должно быть больше 1 000 000 человек, чтобы они гарантированно могли продолжить земную цивилизацию.

22.2 Гипотеза о «Чёрной королеве»

Эту гипотезу вывел американский палеонтолог Ван Вален. Он старался объяснить, почему вероятность вымирания видов не снижается с возрастом. На основании палеонтологических данных Ван Валенном было обнаружено, что линии вымирания родов животных подчиняются убывающему экспоненциальному закону. «Гипотеза "Черной королевы" предложена Ван Валеном [Van Valen 1973] для объяснения обнаруженного им же "закона" постоянства скорости вымирания субтаксонов в пределах более или менее гомогенного (в адаптивно-экологическом смысле) высшего таксона. Гипотеза предполагает, что в данной адаптивной зоне рост приспособленности (fitness) любой группы видов ведет к снижению приспособленности других видов, в результате чего суммарная устойчивость всех видов остается постоянной. Под устойчивостью понимается способность противостоять вымиранию. По мнению Ван Валена, виды (роды, семейства) должны все время приспосабливаться к переменам среды (в первую очередь биотической), что не дает им возможности повысить уровень приспособленности к конкретным условиям. Таксоны уподобляются персонажу сказки Льюиса Кэрролла "Алиса в Зазеркалье" – Черной королеве, которая бежала со всех ног, чтобы только остаться на месте. Гипотеза "Черной королевы" состоит из двух частей. Первая – это идея о том, что рост приспособленности должен снижать вероятность вымирания. Второй компонент гипотезы – эмпирический факт, состоящий в том, что линии выживания родов обычно экспоненциальны. Подобная форма линий выживания фактически означает, что вероятность вымирания среднестатистического рода остается примерно постоянной в течение его жизни. Если бы вероятность вымирания рода снижалась со временем, то линии выживания родов, построенные в логарифмической шкале по оси ординат, были бы вогнутыми, однако, согласно палеонтологическим данным Ван Валена, они прямые» [Марков 2000]. поскольку время жизни отдельных видов внутри рода Homo составляет порядка миллиона лет, то мы можем ожидать такую же продолжительность жизни и для людей, в той мере, в какой мы являемся обычным биологическим видом. Следовательно, из гипотеза о Чёрной королеве не следует существенного риска для человечества в XXI веке.

С другой стороны, в настоящий момент мы живём в период 6-ого большого вымирания живых организмов [Алексеев 1998], на этот раз вызванного антропогенными факторами, который характеризуется скоростью вымирания, в 1000 раз превосходящую естественную. Если взять человека как один из видов, то это сокращает ожидаемое время его существования с миллиона до тысячи лет.

22.3 Парадокс Ферми

Ещё один не прямой способ оценки вероятности основан на парадоксе Ферми. Парадокс Ферми состоит в следующем вопросе: «Если жизнь и разум обычные явления в природе, то почему мы не видим их проявлений в космосе»? Теоретически, жизнь и разум могли бы зародиться где-то на несколько миллиардов лет раньше, чем на Земле. За это время они могли бы распространиться на сотни миллионов световых лет, хотя бы с помощью самореплицирующихся космических зондов (зондов фон Неймана). А это значит «населенными» должны быть тысячи, а может и миллионы, галактик. Запустить волну самореплицирующихся межзвёздных зондов человечество может уже в ближайшие 100 лет. Это могут быть микророботы, которые оседают на планеты, делают там ракеты и рассылают их по вселенной со скоростями, значительно ниже световых – такие устройства даже не обязаны обладать сильным искусственным интеллектом: то же самое делают какие-нибудь актинии в земном океане, только в меньшем масштабе. Такой процесс может быть запущен случайно, при сбое во время освоении ближайших планет с помощью самореплицирующихся роботов. такие микророботы будут в первую очередь потреблять твёрдую материю планет для своего воспроизводства. И для них будут действовать законы эволюции и естественного отбора, аналогичные тем, что имеются в животном мире.

Однако пока мы не наблюдаем таких микророботов в Солнечной системе, хотя бы потому, что она уцелела. Более того, уцелела не только Земля, но и другие твёрдые тела – спутники дальних планет солнечной системы, да и наша галактика в целом. Мы также не наблюдаем никаких инопланетных радиосигналов и никаких следов астроинженерной деятельности.

Отсюда возможны четыре основные вывода (хотя предлагают и больше – см. книгу Стефана Уэбба «50 решений парадокса Ферми»[119] [Webb 2002], где рассматриваются 50 разных вариантов, которые, в целом, сводятся к нескольким более общим категориям):

1) Они уже здесь (хотя бы в виде своих сигналов).

2) Они не распространяются по вселенной, не оставляют следов и не посылают сигналов. То есть они не запускают «ударную волну разума».

3) Цивилизации возникают крайне редко.

4) Мы являемся уникальной цивилизации по причине наблюдательной селекции.

К сожалению, каждый из этих выводов имеет печальные перспективы в контексте глобальных рисков:

В первом случае мы находимся под угрозой конфликта с превосходящими нас инопланетянами:

1а) Если они уже здесь, мы можем сделать нечто, что побудит их нас уничтожить или ограничить. Например, выключить симуляцию. Или запустится программа зондов- берсеркеров [120]. Во всяком случае, они должны будут нас ограничить, когда мы попытаемся начать колонизацию галактики или когда мы их обнаружим. При этом инопланетные зонды-нанорепликаторы могут находится и на Земле, и даже внутри человеческих организмов – дело даже не в том, что мы не можем их обнаружить, а в том, что не пытаемся, так как не знаем, что искать.

1б) Если они откроют нашу Солнечную систему прямо сейчас и будут нацелены на тотальную колонизацию всех систем, то нас тоже ждёт столкновение с ними, которое мы скорее всего проиграем. Мало вероятно.

1в) Если значительная часть цивилизаций в галактике заражена SETI -вирусом и распространяет сигналы, специально нацеленные на заражение наивных цивилизаций, который будет использовать ресурсы цивилизации для дальнейшей рассылки вируса по SETI-каналам. См главу о SETI -атаке.

1д) C помощью сигналом METI мы привлечём внимание зловредной цивилизации, и она выпустить по Солнечной системе луч смерти (возможно, в просторечии известный как гамма-всплеск) или пошлёт к нам карательную экспедицию. Этот сценарий выглядит маловероятным, так как за то время, пока они получат сигнал и успеют среагировать, мы успеем улететь из Солнечной системы – если они, конечно, находятся достаточно далеко от нас. А если близко, то не понятно, почему они всё ещё не здесь. Однако этот сценарий вызывает наибольшее количество споров.

2. Они не распространяются. Это значит что или:

2а) Цивилизации весьма склонны уничтожать сами себя на очень ранних стадиях, до того, как они запустили волну роботов-репликаторов, и мы здесь не исключение. Это подкрепляется Doomsday argument – а именно, то, что я обнаруживаю в себя в юной цивилизации, говорит о том, что они гораздо более распространены, чем старые. Однако, исходя из ожидаемых темпов развития нанотехнологий и ИИ, мы сможем запустить такую волну репликаторов уже через 10-20 лет, и, даже если мы погибнем после этого, эта волна продолжит распространяться по Вселенной. Учитывая неравномерность развития цивилизаций, трудно предполагать, что ни одна из них не успевает запустить волну репликаторов до своей гибели. Это возможно только в том случае, если мы а) Не видим некую универсальную угрозу, которая ударит по нам в очень скором времени. б) Мы существенно недооцениваем трудности создания ИИ и нанорепликаторов. с) Энергия некого процесса неизбежного разрушения цивилизации в более отдалённом будущем настолько велика, что успевает уничтожить все репликаторы, которые были запущены до того цивилизацией – то есть имеет порядок энергии взрыва Сверхновой. Другое возражение – а как, собственно, мы ожидаем заметить эту волну репликаторов? Если они ютятся на окраинах Солнечной системы и уже закончили цикл репликации, то заметить их будет весьма не просто – об этом пишет Фрейтас [Freitas 1980]. Если же они полностью разбирают твёрдое вещество звёздной системы, то мы просто не могли бы сформироваться в той звёздной системе, где есть репликаторы. Таким образом, увидеть репликаторов практически невозможно, и поэтому трудно делать какие-либо выводы на основании их существования или несуществования. Однако сам факт нашего позднего существования в галактике свидетельствует против репликаторов, поскольку Земля могла бы быть колонизирована ими миллиарды лет назад, если бы волны репликаторов встречались часто. Здесь есть существенное различие между хаотически распространяющимися волнами случайно запущенных репликаторов и систематическим покорением галактики по осознанному плану. В первом случае возникнет некая экологическая среда с естественным отбором, в результате которого победят наиболее активно распространяющиеся и обороняющие свои владения репликаторы. Но в обоих случаях это будет среда, активно противостоящая появлению новых репликаторов. Что касается наиболее вероятной глобальной катастрофы, можно предположить, что сам по себе переход к созданию репликаторов несёт в себе непреодолимую опасность. Причём именно начальные фазы этого перехода, до того, как будут созданы репликаторы, способные размножаться в космосе, перелетая от планете к планете.

2б) Цивилизации резко самоограничивают себя – причём это ограничение очень жёстко и длительно, так как запустить хотя бы один зонд-репликатор относительно просто. Такое ограничение может опираться либо на мощный тоталитаризм, либо на крайнее истощение ресурсов. Опять же в этом случае наши перспективы весьма неприятны. Однако шансы что все цивилизации смогут это сделать непрерывно тоже невелики в сравнении с тем, что хоть одна цивилизация запустит хоть один репликатор. Также цивилизации могут ограничить запуск репликаторов исходя из страха перед непредвидимыми последствиями этого действия – но если этот страх реален, то и событие возможно, а значит хоть раз в истории галактики такое событие и случилось.

3) Если цивилизации возникают крайне редко, то значит, что вселенная гораздо менее дружественное место для жизни, и мы находимся на островке относительной устойчивости, который, скорее всего, является исключением из правил. Это может означать, что мы недооцениваем время будущей устойчивости важных для нас процессов (солнечной светимости, земной коры), и что особенно важно, устойчивости этих процессов к малым воздействиям, то есть их хрупкость. И значит, мы можем совершенно случайно нарушить их устойчивость, создавая масштабные геоинженерные конструкции, проводя сложные физические эксперименты или осваивая космос. Подробнее я рассуждаю об этом в статье: «Природные катастрофы и антропный принцип» [Турчин 2007а]. Однако эта хрупкость не является неизбежной и зависит от того, какие факторы были критическими в «великом фильтре». Кроме того, мы не обязательно напоремся на эту хрупкость, даже если она есть.

4. Наблюдательная селекция делает нас уникальной цивилизацией.

4а. Мы являемся первой цивилизацией, потому что любая первая цивилизация захватывает всю галактику. Точно также земная жизнь является первой жизнью на Земле, потому что она потребила все бассейны с питательным бульоном, в которых могла бы возникнуть другая жизнь. В любом случае рано или поздно мы столкнёмся с другой «первой» цивилизацией.

4б. Подавляющее большинство цивилизаций уничтожается в процессе колонизации, и поэтому мы можем наблюдать себя только в той цивилизации, которую не уничтожили случайно. Здесь очевидный риск состоит в том, что те, кто совершил ошибку, поспешат ее исправить.

4в. Мы задаёмся вопросом об отсутствии контакта, потому что его нет. То есть мы находимся в уникальном положении, которое не позволяет делать никаких выводов о природе вселенной. Это явным образом противоречит принципу Коперника.

Наихудшим для нас здесь является вариант 2а – самоуничтожение, который однако имеет независимое подтверждение через DA. Евгений Абрамян [Абрамян 2007] полагает, что объяснением парадокса Ферми является неизбежное самоистребление цивилизаций; той же точки зрения придерживались и многие ведущие учёные 20 века, рассматривая перспективу ядерной войны; однако теперь, когда эра космических репликаторов близка, это объяснение не является достаточным, Мне кажется, что наиболее вероятным сценарием следует считать сценарий «Редкой Земли».

Поскольку эти четыре гипотезы, по байесовой логике, имеют равные права до получения дополнительной информации, то мы можем приписать каждой из них субъективную достоверность в 1/4. Иначе говоря, парадокс Ферми с достоверностью в 25 % предполагает, что мы вымрем в XXI веке. И хотя субъективные вероятности – это ещё не объективные вероятности, которые бы мы имели, обладай полнотой информации, наше космическое одиночество – это тревожный факт: и его нельзя игнорировать.

Катя Грейс (Katja Grace) показала связь парадокса Ферми с Doomsday argument [121], В целом известно, что парадокс Ферми можно свести к вопросу о том, где находится «большой фильтр» – то есть препятствие, которое мешает нам обнаруживать инопланетян около каждой звезды и в окружающем пространстве в больших количествах. Это либо то, что землеподобные планеты редки, либо что жизнь редко переходит в разум, либо что разум самоуничтожается до космических полётов, либо что мы не замечаем их. Основная интрига, касающаяся «большого фильтра», – это находится ли он до нас или позже. Рассмотрим для упрощения две гипотезы а) фильтр до нас б) фильтр впереди (то есть мы скорее всего погибнем до начала звёздных полётов либо находимся под невидимым контролем). Априорная вероятность этих гипотез равна. Теперь представим себе две вселенные, в одной из которых действует первая гипотеза, а во второй – вторая. В первой вселенной очень редки обитаемые планеты с ранними цивилизациями, а во второй их довольно много, но все они гибнут от ядерной войны. Скажем, в первой вселенной 1 цивилизация появляется на 1000 галактик, а во второй – 1000 цивилизаций на 1 галактику. В какой из этих вселенных нам вероятнее себя обнаружить? Если полгать, что внешнему виду звёздного неба мы не можем отличить, в каком из типов вселенных мы оказались, то в действие вступает self-sampling assumption – то есть идея о том, что человек должен рассматривать себя как случайного представителя своего класса людей. (Например, если человек не знает своей даты рождения, то он должен предполагать, что она случайно распределена между 1 января и 31 декабря). Поскольку во второй вселенной число цивилизаций в миллион раз больше, чем в первой (полагая, что размер вселенных одинаков), то из этого следует, что его шансы обнаружить себя во второй вселенной в миллион раз выше. Таким образом, более вероятно, что «большой фильтр» находится впереди нас.

Одним из способов решения парадокса Ферми может быть оценка того, что мы обнаруживаем себя на относительно поздей стадии существования вселенной (а именно, планеты земного типа могли бы возникнуть на несколько миллиардов лет раньше). Это уменьшает вероятности одних гипотез и увеличивает шансы других.
1. Гипотеза о том, что мы можем обнаруживать себя только в тех областях вселенной, которые пока не завоеванны агрессивными сверхцивилизациями - шансы этой гипотезы уменьшается, так как большинство цивилизаций тогда дложно возникать на ранней фазе существования вселенной.
2. Гипотеза о том, что в ранней вселенной был некий процесс, который не давал развиться жизни и разуму, например, частые гамма-вспышки - шансы этой гипотезы возрастают.
3. Гипотеза о редкой земле - ее шансы, скорее, возратают, так как, чем чаще бы возникали цивилизации в нашем светом конусе, тем больше шансы, что хотя бы одна стала сверхцивилизацией, даже если бы 99.9 процентов самоубились или замкнулись или вели себя тихо - все равно если есть одна громкая цивилизация, то хоть сто тихих цивилизаций громкой не помеха.
4. Соотвественно, шансы гипотезы о самоуничтожении цивилизаций убывают, так как вес других объясенний возрастает.

22.4 Доказательство Конца Света – «Doomsday argument». Формула Готта

Следующим способом непрямой оценки вероятности гибели человечества является специфическое и довольно спорное приложение теории вероятности, именуемое Doomsday argument (DA), или Доказательство Конца Света. Я сознательно опускаю огромный объём существующих аргументов и контраргументов в отношении этой теории и излагаю здесь только её выводы. В начале 1980-х годов DA был независимо и в разных формах открыт несколькими исследователями. Основные статьи по этому вопросу были опубликованы в ведущем естественнонаучном журнале Nature в разделе гипотез. DA опирается на так называемый постулат Коперника, который говорит, что обычный наблюдатель находится, скорее всего, в обычных условиях – на обычной планете, у обычной звезды, в обычной Галактике. Этот принцип эффективно предсказывает самые простые факты: он говорит, что вряд ли вы родились в полночь 1 января, или что вы вряд ли живёте на Северном полюсе. Хотя принцип Коперника кажется самоочевидным и почти тавтологичным, он может быть выражен в математической форме. А именно, он позволяет дать оценку вероятности того, что наблюдатель находится в необычных условиях. В частности, он может дать вероятностную оценку тому, сколько времени будет продолжаться некий процесс, исходя из того, сколько времени он уже продолжается (до наблюдения в случайный момент времени). Также исходя из предположения, что маловероятно, чтобы наблюдатель случайно оказался в самом начале или в самом конце процесса. Есть две основные формы этого математического предсказания – прямая, в которой вычисляется непосредственная вероятность, называемая формулой Готта [Caves 2000], и косвенная, выдвинутая Б. Картером и Дж. Лесли [Leslie 1996], в которой вычисляются байесовы поправки к априорной вероятности. Оба этих подхода сразу попытались применить к вычислению ожидаемой продолжительности жизни человечества. Объём дискуссий по этому вопросу составляет несколько десятков статей, и многие кажущиеся очевидными опровержения не работают. Я рекомендую читателю обратиться к переведённым мною статьям Н. Бострома [Bostrom 1999], где разбирается часть аргументов, а также к упоминавшейся уже книге Дж. Лесли [Leslie 1996] и статье Кейвза [Caves 1999]. Основная дискуссия разворачивается вокруг того, можно ли вообще использовать данные о прошлом времени существования объекта для предсказания его будущего времени существования, и если да, то можно ли использовать эти данные, чтобы предсказать будущее число людей и время до «конца света». При этом в обоих случаях оценки будущего времени существования человечества неприятны.

Рассмотрим сначала формулу Готта. Впервые она была опубликована в Nature [Gott 1993]. Суть лежащих в основе её рассуждений состоит в том, что если мы проведём акт наблюдения некого продолжающегося события в случайный момент времени, то, скорее всего, мы окажемся в середине периода его существования и вряд ли попадём в области очень близкие к началу или к концу. Вывод формулы Готта можно посмотреть в статье Кейвза [Caves 2000]. Приведём саму формулу:

Где T – возраст системы в момент её наблюдения, t – ожидаемое время её существования, а f – заданный уровень достоверности. Например, если f = 0,5, то с вероятностью в 50 % система прекратит существовать в период от 1/3 до 3 её нынешних возрастов с настоящего момента. При f = 0,95 система просуществует с вероятностью 95% от 0,0256 до 39 нынешних возрастов.

Формула Готта находит выражение в человеческой интуиции, когда, например, мы полагаем, что если дом простоял год, то вряд ли он обрушится в ближайшие несколько секунд. Этот пример показывает, что мы можем делать вероятностные высказывания об уникальных событиях, не зная ничего о реальном распределении вероятностей. Большинство попыток опровержения формулы Готта основано на том, что приводится контрпример, в котором она якобы не работает – однако в этих случаях нарушается принцип случайности момента наблюдения. Например, если взять младенцев или очень старых собак (как делал Кейвз), то формула Готта не будет предсказывать ожидаемую продолжительность их жизни, однако молодые люди или старые собаки не есть люди или собаки, взятые в случайный момент времени. Формула Готта была проверена экспериментально, и давала правильные результаты для времени радиоактивного распада атома неизвестного типа, а также для времени существования бродвейских шоу.

В отношении будущего человеческой цивилизации формула Готта применяется не к времени, а к рангу рождения, поскольку население менялось неравномерно, и более вероятно оказаться в период с высокой плотностью населения. (Однако если применить её ко времени существования вида, то ничего невероятного не получится: с вероятностью в 50 % человечество просуществует от 70 тысяч до 600 тысяч лет.) Предполагается, что мы, родившись, произвели акт наблюдения нашей цивилизации в случайный момент времени. При этом мы узнали, что за историю существования вся численность человечества насчитывала только примерно 100 миллиардов людей. Это значит, что мы, скорее всего, попали в середину отрезка существования, и значит, что вряд ли (с менее 0,1 % вероятности) суммарное число людей достигнет 100 триллионов. Следовательно, шанс того, что человечество распространится по всей галактике в течение многих тысячелетий, также мал.

Однако из этого также следует, что вряд ли мы живём в последнем миллиарде родившихся людей, а значит, скорее всего, у нас есть ещё несколько сотен лет до «конца света», учитывая ожидаемое население земли в 10 млрд. человек. Для XXI века вероятность гибели цивилизации, исходя из формулы Готта, применяемой по рангу рождения (более старшие люди имеют более высокий ранг рождения) составляет 15-30 %, в зависимости от числа людей, которые будут в это время жить. Как ни странно, эта оценка совпадет с предыдущей, сделанной на основе парадокса Ферми. Разумеется, этот вопрос нуждается в дальнейших исследованиях.

22.5 Рассуждение о конце света Картера-Лесли

Лесли рассуждает несколько другим образом, чем Готт, применяя байесову логику. Байесова логика основывается на формуле Байеса, которая связывает апостериорную вероятность некой гипотезы с априорной её вероятностью и вероятностью новой порции информации (то есть свидетельства), которую мы получили в поддержку этой гипотезы. (Я рекомендую в этом месте обратиться к переведённым мною статьям Ника Бострома о Doomsday Argument, поскольку не могу изложить здесь всю проблематику в деталях.)

Лесли пишет: допустим, есть две гипотезы о том, сколько будет всего людей от неандертальцев до «конца света»:

1-ая гипотеза: всего будет 200 млрд. людей. (То есть «конец света» наступит в ближайшее тысячелетие, так как всего на земле уже жило 100 млрд. людей.)

2-ая гипотеза: всего будет 200 трлн. людей (то есть люди заселят Галактику).

Допустим, что вероятность каждого из исходов равна 50 % с точки зрения некого абстрактного космического наблюдателя. (При этом Лесли предполагает, что мы живём в детерминистическом мире, то есть, эта вероятность твёрдо определена самими свойствами нашей цивилизации, хотя мы этого и не знаем.) Теперь, если применить теорему Байеса и модифицировать эту априорную вероятность с учётом того факта, что мы обнаруживаем себя так рано, то есть среди первых 100 млрд. людей, мы получим сдвиг этой априорной вероятности в тысячу раз (разница между миллиардами и триллионами). То есть вероятность того, что мы попали в ту цивилизацию, которой суждено умереть относительно рано, стала 99,95 %.

Проиллюстрируем это примером из жизни. Допустим, в соседней комнате сидит человек, который с равной вероятностью читает или книгу, или статью. В книге – 1000 страниц, а в статье 10 страниц. В случайный момент времени я спрашиваю этого человека какой номер страницы он читает. Если номер страницы больше, чем 10, я однозначно могу заключить, что он читает книгу, а если номер страницы меньше 10, то здесь мы можем применить теорему Байеса. Номер страницы меньше 10 может получиться в двух случаях:

А) человек читает книгу, но находится в её начале, вероятность этого – 1 % из всех случаев, когда он читает книгу.

Б) Человек читает статью, и здесь эта вероятность равна единице из всех случаев, когда он читает статью.

Иначе говоря, из 101 случая, когда номер страницы может оказаться меньше 10, в 100 случаях это будет потому, что человек читает статью. Это значит, что вероятность того, что он читает статью, после получения нами дополнительной информации о номере страницы, стала 99 %.

Свойство приведённых рассуждений состоит в том, что они резко увеличивают даже очень небольшую вероятность вымирания человечества в XXI веке. Например, если она равна 1 % с точки зрения некого внешнего наблюдателя, то для нас, раз мы обнаружили себя в мире до этого события, она может составлять 99.9 % в предположении, что в галактической цивилизации будет 200 триллионов человек.

Из этого следует, что, несмотря на абстрактность и сложность для понимания данных рассуждений, мы должны уделять не меньшее внимание попыткам доказать или опровергнуть рассуждение Картера-Лесли, чем мы тратим на предотвращение ядерной войны. Многие учёные стараются доказать или опровергнуть аргумент Картера-Лесли, и литература на эту тему обширна. И хотя он мне кажется достаточно убедительным, я не претендую на то, что доказал этот аргумент окончательно. Я рекомендую всем, кто сомневается в логичности приведённых выше рассуждений, обратиться к литературе по этой теме, где подробно рассмотрены различные аргументы и контраргументы.

Рассмотрим ещё несколько замечаний, которые работают за и против аргумента Картера-Лесли. Важным недостатком DA по Картеру-Лесли является то, что время будущего выживания людей зависит от того, каким мы выберем число людей в «длинной» цивилизации. Например, при вероятности вымирания в XXI веке в 1 % и при будущем числе людей в длинной цивилизации в 200 триллионов происходит увеличение силы аргумента в 1000 раз, то есть мы имеем 99,9 процентов вымирания в XXI веке. Если пользоваться логарифмической шкалой, это даёт «период полураспада» в 10 лет. Однако если взять число людей в длинной цивилизации в 200 квинтильонов, то это даст шанс в одну миллионную вымирания в XXI веке, что есть степени, и ожидаемый «период полураспада» только в 5 лет. Итак, получается, что, выбирая произвольную величину времени выживания длинной цивилизации, мы можем получать произвольно короткое ожидаемое время вымирания короткой цивилизации. Однако наша цивилизация уже просуществовала на наших глазах больше, чем 5 или 10 лет.

Чтобы учесть это различие, мы можем вспомнить, что чем больше людей в длинной цивилизации, тем менее она вероятна в соответствии с формулой Готта. Иначе говоря, вероятность того, что цивилизация вымрет рано – высока. Однако, судя по всему, рассуждение Картера-Лесли ещё больше увеличивает эту вероятность. При этом сложно сказать, корректно ли применять рассуждение Картера-Лесли вместе с формулой Готта, потому что здесь может получиться так, что одна и та же информация учитывается дважды. Этот вопрос нуждается в дальнейших исследованиях.

Оригинальное рассуждение Лесли содержит и ряд других логических проколов, которые обобщил Бостромом в своих статьях, и основные из них относится к проблеме выбора референтного класса, а также к сомнениям в том, что выборка является действительно случайной. Объём рассуждений на эту тему настолько велик и сложен, что здесь мы только вкратце очертим эти возражения.

Проблема референтного класса состоит в выборе того, кого именно мы должны считать людьми, к которым относится данное рассуждение. Если мы вместо людей возьмём животных, наделённых мозгом, то их будут тысячи триллионов в прошлом, и мы вполне можем ожидать такое же их количество в будущем. Я вижу решение проблемы референтного класса в том, что, в зависимости от того, какой именно референтный класс мы выбираем, соответствующее событие должно считаться концом его существования. То есть каждому референетному классу соответствует свой «конец света». Например, то, что в будущем будет только ещё несколько сотен миллиардов людей, никак не мешает тому, что в будущем будут ещё тысячи триллионы наделённых мозгом существ. В результате получаем очень простой вывод: Конец существования данного референтного класса есть «конец света» для данного референтного класса. (При этом конец существования не означает смерть, а может означать просто переход в другой класс: например, младенец вырастает и становится дошкольником).

Вторая логическая ошибка в рассуждении Картера-Лесли состоит в неслучайности выборки. Дело в том, что если бы я родился до ХХ века, то я бы никогда не узнал о рассуждении Картера-Лесли и никогда бы не мог задаться вопросом о его применимости. Иначе говоря, здесь имеется эффект наблюдательной селекции – не все наблюдатели равноценны. Поэтому рассуждение Картера-Лесли может применяться только теми наблюдателями, которые знают о нём.

Однако это резко ухудшает наши шансы на выживание, даваемые DA. Ведь DA известен только с 80-х годов ХХ века, то есть примерно 30 лет. (Более того, в начале он был известен только более узкому кругу людей. То есть эти 30 лет смело можно сократить до 20.) Если взять эти 30 лет, и применить к ним формулу Готта, мы получим 50 % вероятности гибели в промежуток от 10 до 90 лет с настоящего момента, что примерно означает более 50 % для XXI века. Как ни странно, эта оценка не сильно расходится с двумя предыдущими.

Можно произвести рассуждение и по-другому. Рассмотрим промежуток времени, в течение которого существуют глобальные риски. При этом в качестве точки отсчёта возьмём 1945 год, а в качестве точки случайного наблюдения – тот момент, когда я узнал о возможности ядерной войны, как одного из глобальных рисков – 1980 год. (В качестве длящегося события здесь мы рассматриваем период от начала периода подверженности риску до его окончания.) Итак, в момент случайного наблюдения этот риск уже существовал в течение 35 лет. Формула Готта даёт промежуток 50 % для шансов реализации риска с 12 до 105 лет (от 1980 года). То, что это событие до сих пор не случилось, вносит определённый сдвиг в оценку, но, тем не менее, мы можем сказать, что эти 50 % всё ещё действуют на остаток от промежутка в 90 лет с 1980 года, то есть до 2070 года. Иначе говоря, вероятность прекращения ситуации с глобальными рисками составляет более 50 % в XXI веке. Опять примерно тот же результат. Прекращение это может быть как реализация риска, так и переход в некое иное безрисковое состояние, о котором пока сказать ничего невозможно. Если же принять во внимание, что в реальности плотность риска росла в промежуток с 1945 по 70-е годы, то это значительно ухудшит нашу оценку.

На самом деле Doomsday Argument не означает окончательного вымирания в ближайшее время. Для него достаточно резкого снижения численности населения. Например, если население Земли сократится до нескольких тысяч человек (существ), которые просуществуют миллион лет и потом исчезнут, то всё равно наибольшая доля людей из всех когда-либо живших будет жить в XX-XXI веке, когда население было несколько миллиардов и вероятнее всего обнаружить себя именно сейчас.

Может оказаться тогда, что это будет вовсе не катастрофа, а просто снижение рождаемости плюс возникновение неких постлюдей. (Но это может быть и племя дикарей, и группа выживших в бункере, или подмножество учёных, которые способны понять DA – если оно будет меньше нынешнего подмножества, которое и так мало.) Сказанное даёт шанс на экспериментальное измерение DA. Но только теми, кто родился сейчас. Если я проживу 100 лет и увижу, что население Земли резко сократилось, то это будет хорошим подтверждением DA. (Правда, и многомирного бессмертия тоже.)

22.6 Непрямая оценка вероятности природных катастроф

Если не учитывать эффекты наблюдательной селекции, мы получаем очень хорошие шансы на выживание в XXI веке от любых природных (но не антропогенных) катастроф – от галактического до геологического масштабов, поскольку из того, что их не было за время существования земли и нашего вида, следует очень малая вероятность того, что они произойдут в XXI веке. Поскольку ни одна природная катастрофа не уничтожила человеческих предков за прошедшие 4 млрд. лет, можно заключить, что наши шансы на гибель XXI веке от природных катастроф составляют менее чем 1 к 40 миллионам. (А с учётом высокой человеческой живучести и приспособляемости, и того меньше.) К сожалению, такие рассуждения принципиально неверны, так как не учитывают малоочевидный эффект наблюдательной селекции.

В силу этого эффекта ожидаемое будущее время существования будет меньше, чем прошлое (см. подробнее мою статью «Природные катастрофы и антропный принцип» и главу о наблюдательной селекции в разделе о природных катастрофах). Всё же вряд ли вклад наблюдательной селекции составляет больше одного порядка. Однако для разных уровней природных катастроф мы имеем разные характерные периоды времени. Например, жизнь на Земле существует уже 4 млрд. лет, и, с учётом сказанного, она могла бы существовать ещё не менее 100 – 400 млн. лет. (Наблюдательная селекция здесь состоит в том, что мы не знаем, какая доля планет земного типа гибнет в процессе эволюции; предположив, что доля уцелевших составляет от 1 к 1000 до 1 к триллиону, и получаем оценки в 100-400 млн. лет как период полураспада.) То есть непрямая оценка вероятности природной катастрофы, которая уничтожит всё живое, была бы 1 к 4 000 000 за сто лет. Это пренебрежимо малая величина на фоне других рисков. Что касается времени существования нашего вида, то последняя природная катастрофа, угрожавшая ему, была гораздо ближе во времени, 74 000 лет назад (вулкан Тоба), и поэтому мы имеем ожидаемое время существования только 7000 лет с учётом максимально возможного эффекта наблюдательной селекции. Наблюдательная селекция здесь состоит в том, что если бы люди были очень мало живучим видом, который вымирает с периодичностью раз в несколько тысяч лет, мы не могли бы заметить этого, так как мы можем заметить только ту ветвь нашего вида, которая прожила достаточный срок для формирования цивилизации, в которой мы можем задаться данным вопросом. 7000 лет соответствовало бы, с учётом огромной погрешности таких рассуждений, примерно шансам в 1 % вымирания в XXI веке в результате природных катастроф или внутренней присущей виду неустойчивости – причём это максимальная оценка в наихудшем случае. Если не брать в расчет наблюдательную селекцию, то шансы природной катастрофы любого рода, ведущей к вымиранию человечества, на основании прошлого времени существования можно вычислить с помощью формулы Готта (применяемой к времени существования Homo sapiens), и они будут 1 к 1500 за 100 лет, то есть, 0,066 %.

Наконец, есть третьего рода катастрофы, вероятность которых мы можем косвенно оценить по прошлому времени, а именно, по времени, в течение которого существует письменная история, то есть 5000 лет. Мы можем смело утверждать, что за 5000 лет не произошло ни одной катастрофы, которая бы прервала письменную историю. Здесь тоже возможна, но маловероятна наблюдательная селекция, поскольку сильнее действуют не природные, а антропогенные факторы. Та катастрофа, которая могла бы прервать письменную историю 3000 лет назад, например, извержение сверхвулкана в средиземноморье, сейчас бы уже не могла сделать это. Поэтому можно смело сказать, что природная катастрофа, прерывающая письменную традицию (такой, как она была в прошлом, а не сейчас) имеет шансы не более 1 % в XXI веке, считая по формуле Готта (применяя её ко всему времени существования письменной традиции). А поскольку сейчас письменная традиция гораздо прочнее, чем в прошлом, то можно эту оценку смело уменьшить вдвое: до 0,5 %. И даже такая катастрофа, которая прервала бы письменность в прошлом, не прервёт её сейчас и не убьёт всех людей.

Наконец, эффект наблюдательной селекции может проявляться и в отношении антропогенных катастроф, а именно, к глобальному риску ядерной войны. (В предположении, что всеобщая ядерная война уничтожила бы человечество или отбросила бы его настолько назад, что написание книг стало бы невозможным.) Эффект наблюдательной селекции здесь состоит в том, что мы не знаем, каковы были шансы нашей цивилизации выжить в период с 1945 до 2007 года, то есть за время существования ядерного оружия. Может быть, в девяти из десяти «параллельных миров» это не удалось. Соответственно, в результате мы можем недооценивать глобальные риски. Если бы интенсивность изменения числа наблюдателей была бы очень велика, то это оказывало бы «прижимающее» воздействие на дату, в которой бы мы себя обнаруживали – то есть мы бы вероятнее всего обнаруживали себя достаточно рано. См. подробнее статью Бострома и Тегмарка [Bostrom, Tegmark 2005], где предложены точные выкладки для катастроф космологических масштабов. Если бы вероятность риска вымирания составляла бы 90 % в год, тогда бы я, скорее всего, жил бы не в 2007, а в 1946. То, что я всё ещё жив в 2007 году, даёт определённый верхний предел (с определённой заданной достоверностью) на темп вымирания (для исторических условий XX века). А именно: 5 летний период «полураспада» можно исключить примерно с вероятностью 99,9 % (так как за 50 лет прошло 10 циклов по 5 лет, и 2 в 10 степени это 1024. то есть за 50 лет уцелела бы только одна тысячная доля планет.) Рассуждая дальше подобным образом можно достаточно достоверно исключить периоды «полураспада» цивилизации меньшие, чем 50 лет. Однако большие мы исключить не можем. Это, конечно не значит, что реальный период «полураспада» и есть 50 лет, однако, если исходить из принципа предосторожности, то надо предположить, что это так. Такой период полураспада означал бы наши шансы дожить до XXII века примерно в 25 %. И это — в предположении, что уровень угроз останется неизменным с середины XX века.

Выводы: различные независимые методы непрямых рассуждений дают оценки вероятности гибели цивилизации в XXI веке в десятки процентов Это не должно нас успокаивать в том смысле, что как будто бы это гарантирует нам достаточно высокую вероятность выживания. Потому что, если учесть степень неопределённости таких рассуждений, то это события категории «десятки процентов», которая, как мы предположили в начале, означает риски от 1 до 100 %.

Поиск по сайту: