Привет всем, в особенности тем, кто по мне соскучился.

Время от времени я собирался публиковать на Хабре обзоры заинтересовавших меня книг, однако это сложно делать без прямой рекламы и без того, чтобы явственно транслировать точку зрения автора. В блоге найдётся пара публикаций, непосредственно вдохновлённых книгами, которые мне довелось переводить. В частности, такова публикация «Ещё одна хронология будущего в картинках с комментариями», которую я написал, занимаясь переводом книги «Пять Сил» (издательство «Портал»). Другой пример — статья «Тише едешь — дальше будешь. Гены тихоходок и ключи к звёздам», которую я написал под впечатлением от весьма небесспорной книги Кристофера Мейсона «The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds». Она выйдет в издательстве «Альпина-Паблишер» под руководством уважаемой Лидии Разживайкиной.

Отчасти «однокнижной» получится и сегодняшняя статья, в которой я расскажу об одном из видов потенциальных техносигнатур, а именно, о том, как может (должен?) выглядеть информационный след высокоразвитой цивилизации.

История термина «датаом»

Калеб Шарф — британский и американский астрофизик, астробиолог и автор научно-популярной литературы. В своё время я боролся за право издать или хотя бы перевести на русский язык его книгу «The Copernicus Complex: Our Cosmic Significance in a Universe of Planets and Probabilities», вышедшую в издательстве «АСТ» под кликбейтным заголовком «Ошибка Коперника: загадка жизни во Вселенной». На самом деле суть этой книги заключается в описании принципа заурядности, также именуемого «принцип Коперника». Суть принципа заурядности в том, что, в силу огромности Вселенной, крайне маловероятно, что Земля может в каком-то отношении оказаться уникальной. Соответственно, теории, основанные на допущении такой уникальности, скорее всего, окажутся ошибочными. Другая важная книга Шарфа, пока не переведённая на русский язык, называется «The Ascent of Information» («Восшествие информации»), где автор пытается концептуализировать информацию как неотъемлемую часть биологических систем и фактор их развития. Такая концепция перекликается с пониманием мемов как информационных вирусов (эту тему я также разбирал в одной из публикаций) и позволяет сравнить совокупность информационных единиц с взаимодействующими бактериальными популяциями. Далее, проводя аналогию с микробиомом человека, Шарф предполагает, что информационная среда, как и микробиом, поддерживает жизнь и развитие цивилизации, но при этом потребляет всё более существенную часть ресурсов цивилизации на обогащение и воспроизведение информации. Именно эту среду Шарф и называет словом «датаом». 

Основной тезис Шарфа заключается в том, что «данные и, в частности, их информативная часть, определяют функционал жизни и траекторию её развития». В этом Шарф возвращает нас практически к тому пониманию биологической информации, которое сформулировал Станислав Лем в «Сумме Технологии»:

Однако информация существует и при отсутствии разумных существ. Содержит ли информацию оплодотворенное яйцо крокодила? Конечно, и даже большую, чем «Гамлет». Различие состоит в том, что книга «Гамлет» — это статическая структура, динамизирующаяся только при чтении, то есть благодаря процессам, происходящим в человеческом мозгу, а яйцо — это динамическая структура, которая «сама себя читает», то есть запускает соответствующие процессы развития, приводящие к образованию зрелого организма. «Гамлет» как книга — существенно статическая структура, но ее можно «динамизировать». Предположим, что некий астроинженер «подключил» текст «Гамлета» к мощной звезде через соответствующие кодирующие устройства.

Затем этот инженер, а также все разумные существа в космосе умерли. Кодирующее устройство «читает» «Гамлета», то есть превращает его текст - буква за буквой — в импульсы, вызывающие строго определенные изменения в звезде. Звезда, выбрасывая протуберанцы, сокращаясь и расширяясь, передает «Гамлета» своими огненными пульсациями. «Гамлет» превратился в своеобразный «хромосомный аппарат» звезды, так как он управляет ее превращениями, подобно тому как хромосомы яйцеклетки управляют развитием плода.

Шарф акцентирует не столько информационное наполнение живых существ, сколько потоки информации в биологических системах, а также иерархическое устройство живых систем, прослеживаемое как на клеточно-тканевом, так и на «битовом» уровне. Здесь его трактовка сближается с концепцией Джона Уилера «всё из бита», которую на Хабре очень интересно описал уважаемый Сергей Шпадырев @SergioShpadi в статье «Почему мы живём не в Матрице, а в матрице». Более того, по Шарфу, биолого-информационные системы склонны к усложнению и выстраиванию зависимостей, наиболее яркими примерами которых он считает симбиоз и паразитизм. С другой стороны, Шарф отходит от «шенноновского» представления информации, согласно которому к информации в равной степени относится и сигнал, и шум. Вокруг такого представления строится знаменитая книга Джеймса Глика «Информация. История. Теория. Поток». Шарф же полагает, что в биосистемах важна лишь осмысленная информация, которая влияет как на выживаемость особей, так и помогает различать представителей собственной популяции (и их статус), различать категории «свой-чужой», «опасный-безвредный-полезный» и, что самое важное, «живой-неживой»; о последней дихотомии я надеюсь поговорить с вами в отдельной публикации. Способность к такой категоризации влияет как на выживаемость, так и на приспособленность не только особей, но и целых биологических сообществ; в конечном итоге, таким сообществом является и цивилизация.      

Именно такой «информационный багаж вида» Шарф и предлагает называть «датаом». Он определяет датаом как «все негенетические данные, внутренние и внешние». Здесь явно прослеживается аналогия с геномом. По Шарфу, датаом позволяет виду не ограничиваться сиюминутными потребностями, а опираться на опыт и планы (то есть, оперировать ретроспективой и перспективой). Именно полноценный датаом отделил человека от прочих гоминид, когда человек освоил речь, изобразительное искусство и материальное творчество, а в сумме — выработал механизмы для фиксации и передачи опыта.

Вероятно, развитый датаом Шарфа можно считать зачаточным состоянием «инфосферы» Лучано Флориди или ноосферы Вернандского, но меня в данном случае наиболее интересует сходство датаома как с геномом, так и с микробиомом, с той оговоркой, что средой для развития генома и микробиома является отдельный организм, а средой для существования датаома — целое общество. В обществе выделяется растущая неотъемлемая доля ресурсов, затрачиваемых на поддержание датаома, а также класс работников, профессионально занятых работой с данными. По-видимому, подобной специализации не наблюдается у эусоциальных общественных видов, поэтому развитие датаома можно считать неизбежным следом цивилизации. В этом датаом равноценен техносигнатуре. Теперь попробуем соотнести датаом и «парадокс Ферми» (великое молчание Вселенной).       

Великий фильтр и великое молчание

Напомню, что «парадокс Ферми» был впервые введён в научный обиход знаменитым итало-американским физиком Энрико Ферми в 1950-м году. Ферми в довольно провокационном духе спросил коллег, почему же внеземная разумная жизнь до сих пор не открыта, если чисто статистически она должна быть широко распространена во Вселенной (в соответствии с упомянутым выше принципом заурядности). Строгая формулировка парадокса Ферми  такова: «Если разумная жизнь во Вселенной существует, то почему она не посылает в космос никаких сигналов и вообще никак себя не проявляет?» Бытует мнение, что Ферми непринуждённо обрисовал суть этого парадокса коллегам за обедом, а потом спросил: «так где же они все?»

Знаменитый философ-технократ Ник Бостром в 2008 году опубликовал эссе «Where are they?». В этой работе Бостром парадоксально признался, что «испугается, если мы найдём на Марсе примитивную жизнь, поскольку это бы означало, что зарождение жизни — процесс тривиальный, а вот развиться до многоклеточных и тем более разумных форм она, как правило, не успевает».    

В ещё более пессимистичной трактовке наблюдаемое «великое молчание» могло бы свидетельствовать о действии «великого фильтра», то есть, некого механизма, который препятствует развитию и/или выживанию технологически развитой космической цивилизации. Великий фильтр может быть подобен уравнению Дрейка и представлять собой последовательность неких очень маловероятных этапов развития, которые разумный вид преодолеть не может, даже основав на родной планете примитивную цивилизацию. Вероятно,  действие великого фильтра должно сильно коррелировать с развитием датаома, а также с «гипотезой летней спячки» (aestivation hypothesis), которую я охарактеризую ниже.

Цена гомеостаза

Одним из объяснений парадокса Ферми, которое приводится в этой книге, может быть фундаментальный закон масштабирования (закон больших чисел), в соответствии с которым глобальная цивилизация приходит к «асимптотическому выгоранию» — ситуации, когда на поддержание роста цивилизации не хватает ресурсов всей звёздной системы. Эта идея как таковая не нова и является экстраполяцией «пределов роста», перехлёст через которые приводит к неизбежной деградации экологии, а затем экономики, демографии и цивилизации в целом. Такие явления (на примерах сообществ острова Рапануи, скандинавских колоний в Гренландии и индейцев анасази на территории современного Юго-Запада США) подробно исследованы в классической работе Джареда Даймонда «Коллапс». Альтернативой коллапсу может быть «осознанный гомеостаз», также сравниваемый с «летней спячкой»,  когда цивилизация ограничивает темпы собственного развития, соотнеся его с энергетической ёмкостью собственной звёздной системы.   

Возможно, переход в такую «летнюю спячку», позволяющую избежать как вялотекущего коллапса, так и стремительного самоуничтожения, достижим только после разработки глобального искусственного интеллекта, именуемого «ноосферой», а питательной средой для ноосферы является развитый «датаом», то есть, исчерпывающая информация для поддержания гомеостаза. Как показывает опыт нашей цивилизации, обработка информации — энергоёмкий процесс, который напрямую способствует глобальному потеплению. Поэтому, в соответствии с «гипотезой летней спячки», цивилизация может отложить собственное развитие до тех пор, пока родительская звезда (или вся Вселенная) не остынет до такой степени, что опасность глобального потепления снизится, либо удастся вынести вычислительные мощности за пределы родной планеты. В данном случае не лишена логики гипотеза, развивающая идею «сферы Дайсона» в контексте датаома. Сегодня идея о сфере Дайсона является своего рода ретрофутуристической. Она принадлежит выдающемуся британскому физику и астроному Фримену Дайсону, считавшему, что сверхцивилизация может заключить собственную планету в шарообразную оболочку или систему колец/солнечных батарей, которые могли бы служить надёжным уловителем и источником энергии для всей планеты. Интерес к знаменитой «звезде Табби», около которой никаких следов сверхцивилизации не обнаружено, связан именно с тем, что её система кажется переполненной множеством объектов с сильной отражающей способностью, которые при известной доле фантазии можно принять за строящуюся сферу Дайсона.

Сегодня идея монолитной и даже ячеистой сферы Дайсона, используемой в качестве источника энергии, в целом морально устарела — такая мегаструктура просто перегревалась бы, а вслед за ней перегревались бы и орбитальное пространство, и сама планета. С другой стороны, обслуживание глобального датаома может потребовать разработать «антисферу Дайсона» — вынесенную за пределы планеты поверхность или сетку, устланную вычислительными элементами. Подобную мегаструктуру впервые описал в 1997 году американский учёный Роберт Брэдбери и назвал её «мозг-матрёшка».  В таком случае энергия звезды, собираемая этими «серверными фермами», питала бы сами эти фермы, а избыточное тепло выводилось бы в окружающее пространство, не перегревая планету. Между «сферой» и планетой мог бы действовать аналог «Старлинка», ориентированный на двунаправленную коммуникацию. Я уже вкратце затрагивал тему «космических датацентров» в одной из моих предыдущих публикаций, и она заслуживает более подробного исследования, но в рамках данной статьи можно предположить, что развитие планетарного датаома согласуется с разработкой подобной «вычислительной сферы».

Естественно, теплоотдача такой «сферы» была бы наиболее заметной и, главное, неустранимой техносигнатурой, выдающей деятельность планетарной сверхцивилизации. При этом логика развития Интернета, а также вирусная природа информации, лучше всего иллюстрируемая через распространение мемов, позволяет предположить, что соотношение «сигнал-шум» в цивилизационном датаоме должно быть сильно в пользу «шума». Иными словами, «датаом», как и Интернет, легко инфицируется мемами, ложной или бесполезной информацией, а также может быстро наполняться устаревающей информацией, подобной «битым ссылкам», «нечищеным кэшам» и, в конечном счёте, «мусорной ДНК».         

Уже сейчас, оглядываясь на минувшую часть XXI века, очевидно, что генерация данных на Земле стремительно ускоряется. По оценке, приведённой на сайте «Forbes» в 2018 году, ежедневно в Интернет попадает около 2,5 квинтиллиона байт данных. Часть этих данных остаётся эфемерной (поисковые запросы) или недолговечной (диспетчерская информация в аэропорту, прогноз погоды, биржевые котировки, спортивные ставки), однако значительная доля оседает в соцсетях и получает возможность завируситься. Более того, некоторые объёмы информации постоянно растут (в частности, мгновенные снимки баз данных) и нуждаются не только в контроле, но и в запланированном удалении версий. Предполагается, что управление большими данными можно и даже нужно перепоручить искусственному интеллекту. Тем не менее, такое вмешательство вряд ли возможно без существенного ограничения свободы передачи информации и нарушения приватности, а согласно некоторым оценкам, до 85% единовременно существующих больших данных являются неструктурированными, то есть, не поддаются запланированному удалению и обновлению.

Иными словами, датаом человеческой цивилизации уже на нынешнем этапе развития живёт во многом своей жизнью, находясь с цивилизацией в разнообразных симбиотических или паразитических отношениях. Законы развития датаома всё более напоминают дарвиновскую эволюцию («выживает наиболее приспособленный»), а средний человек является не столько производителем, сколько потребителем и просто переносчиком данных, которые не успевает осмысливать, как не осмысливает, например, работу собственного метаболизма или иммунной системы.   

Датаом как источник техносигнатур

Если Калеб Шарф близок к истине в своих построениях, то, возможно, поиск техносигнатур — это, прежде всего, поиск датаомов. SETI-подобные проекты нацелены на поиск инопланетных астроинженерных сооружений, космического мусора или ночного освещения. С другой стороны, все эти признаки едва ли характерны для разумных существ, которые не воспринимают видимого нами спектра либо не пришли к приручению огня или привычной нам архитектуры, так как населяют водный мир.

Но, едва ли можно представить какое-либо общество, которое существует без обмена данными, не оставляет информационного шума и информационного следа. Мы полагаем, что биосигнатуры – это следствие возникновения геномов; в той же степени техносигнатуры — это следствие возникновения датаомов.

Вероятно, геном и датаом могут не только сосуществовать, но и соперничать друг с другом. Постепенная победа датаома может выражаться, во-первых, в замене естественного генетического кода модифицированным или синтетическим, а решающая победа — в победе нежизни над жизнью, как описано в романе Лема «Непобедимый», либо в апокалиптических сценариях, подобных гипотезам «серой слизи» или «максимизатора скрепок» (ИИ-скрепочника). Таким образом, в настоящее время мы можем наблюдать начало тревожного тренда и целой эпохи, когда геномы на нашей планете вымирают, а датаом продолжает разрастаться и потреблять энергию в масштабах, сравнимых с энергопотреблением всей биосферы. Вероятно, есть какое-то бутылочное горлышко, которое позволяет превратить хаотичный датаом в настоящую ноосферу, и его преодоление связано с сокращением или полным устранением информационного шума. Наконец, если цивилизация переживает стадию «летней спячки» (а не прячется под покровом «тёмного леса»), то лишь оставленный ею когда-то информационный след может выдать, что она существовала или до сих пор существует.

Давайте вынесем дальнейшее развитие этих идей в комментарии.