Зонд фон Неймана

Зонд фон Неймана — характерный пример гипотетической концепции, основанной на работе американского математика и физика венгерского происхождения Джона фон Не́ймана (нем. John von Neumann). Фон Нейман тщательно исследовал идею самовоспроизводящихся машин, которых он назвал «универсальными сборщиками», и которые часто упоминаются как «машины фон Неймана». Хотя фон Нейман никогда не рассматривал свою работу в приложении к идее космического корабля, позднее теоретики проделали это. Идея самовоспроизводящегося корабля применялась (в теории) для решения нескольких определённых задач, и детальное развитие этого понятия в применении к исследованию космоса известно как зонд фон Неймана. Другие известные варианты включают: Берсеркер и Cамовоспроизводящий корабль-сеятель.

Самовоспроизводящий космический корабль

Теоретически, самовоспроизводящий космический корабль может быть послан в соседнюю звёздную систему, где он будет добывать полезные ископаемые (извлекая их из астероидов, естественных спутников, газовых гигантов и т.п.), чтобы создавать свои точные копии. Затем эти копии отправляются в другие звёздные системы, повторяя процесс в экспоненциальной прогрессии. Первоначальный «родительский» зонд продолжает выполнять своё первоначальное назначение в звёздной системе. Эти задачи могут существенно различаться в зависимости от предложенной разновидности самовоспроизводящего корабля.

Учитывая схожесть этой модели с моделью размножения бактерий, было указано, что машины фон Неймана могут рассматриваться как форма жизни. Эту идею затрагивал Дэвид Брин в своём рассказе «Двоякодышащая рыба» (англ. «Lungfish»), показав, как самовоспроизводящие машины, созданные разными видами, могут конкурировать друг с другом (в дарвиновском смысле) в борьбе за сырьё, или даже иметь противоположные задания. При наличии достаточного количества «видов» они могут даже образовать экологическую систему, или, при наличии искусственного разума — общество. Они даже могут подвергаться мутациям на протяжении тысяч «поколений».

Было теоретически доказано, что самовоспроизводящий корабль, использующий относительно традиционные теоретические методы межзвёздного путешествия (т.е. без экзотических сверхсветовых установок типа «warp drive», и с крейсерской скоростью 0,1 скорости света), может распространиться по галактике размера Млечного пути всего лишь за полмиллиона лет .

Относительная скорость, с которой такие самовоспроизводящие машины могли бы заполонить галактику, отсутствие серьёзных теоретических препятствий к их созданию, и отсутствие наблюдаемой активности зондов фон Неймана выдвигались в качестве аргумента в обсуждениях Парадокса Ферми: если они могут быть построены и способны распространяться так быстро, тогда, возможно, то, что мы их не видим, свидетельствует, что мы одни в нашей галактике.

Виды по миссиям

Детали миссии самовоспроизводящих кораблей могут существенно различаться в разных проектах, и единственная их общая черта — самовоспроизводимость.

Зонды фон Неймана

В классическом варианте Зонда фон Неймана зонд исследует свою целевую систему и передаёт информацию о ней обратно в систему, откуда он происходит. Если самовоспроизводящий зонд обнаруживает свидетельства примитивной жизни (или примитивной культуры низкого уровня), то, в соответствии с программой, он может: пассивно покоиться, тихо наблюдать, попытаться вступить в контакт (этот вариант известен как зонд Брейсвелла), или даже вмешиваться в эволюцию жизни или направлять её каким-либо образом.

Физик Пол Дэвис из Университета Аделаиды даже предположил возможность существования зонда, покоящегося на нашей Луне, прибывшего туда в доисторические времена и оставленного для наблюдения за Землёй (см. Проба Брейсвелла и Гипотеза Стража).

Астрокурица

Интересная разновидность идеи о межзвёздном зонде фон Неймана — «Астрокурица», предложенная Фрименом Дайсоном. Хотя она и имеет такие характерные черты, как самовоспроизводимость, исследование, и связь с «базой», Астрокурица предназначена для «обитания» и исследования в пределах одной планетной системы (в концепции Дайсона предполагается наша собственная), а не исследования межзвёздного пространства. Представляют интерес предположения о полезности такого автомата в соединении со своим межзвёздным родственником, который может использовать «локальных» репликаторов как средство исследования целевой системы.

Берсеркеры

Более пугающая разновидность самовоспроизводящего космического корабля называется Берсеркер. В отличие от безопасной концепции зонда, Берсеркеры запрограммированы обнаруживать и уничтожать все обнаруженные жизненные формы и населённые экзопланеты.

Этот термин происходит из серии романов Фреда Саберхагена, которые описывают непрекращающуюся войну между человечеством и такими машинами (см. Берсеркер). Саберхаген показывает (посредством одного из персонажей), что корабли-берсеркеры в его романах не являются собственно машинами фон Неймана, но сложный комплекс машин-берсеркеров, включая автоматические верфи, составляет машину фон Неймана. Это снова приводит к понятию экологической системы машин фон Неймана, или даже роя машин фон Неймана.

Аналог «Берсеркеров» — «Подавляющие» — ключевой элемент сюжета серии рассказов «Космический апокалипсис» Аластера Рейнольдса.

Предполагается, что Берсеркеры могут быть созданы и запущены ксенофобной цивилизацией, или возникнуть путём «мутации» более мирных зондов, или для сдерживания космической экспансии разума (как в рассказах Рейнольдса).

Cамовоспроизводящие корабли-сеятели

Ещё один вариант идеи самовоспроизводящего космического корабля — сеятель. Такой корабль может хранить генетические образцы жизненных форм своей родины, возможно даже, своих создателей. При обнаружении обитаемой или пригодной для терраформации экзопланеты, он пытается воспроизвести эти жизненные формы — из сохранённых эмбрионов (см. Эмбриональная колонизация космоса) или сохранённой информации с использованием молекулярной нанотехнологии для «сборки» зигот с различной генетической информацией из местного сырья. Детальное описание корабля-сеятеля (с ограниченными возможностями самовоспроизведения) можно найти в рассказе «Дальний прицел» Вернора Винджа.

Такие корабли могут быть кораблями терраформации, подготавливая миры для последующей колонизации другими кораблями, или — если они запрограммированы для воссоздания, выращивания и обучения представителей создавших их видов — воспроизведения самих колонизаторов.

Надо заметить, эта модель терраформации и колонизации не обязана быть «автоматизированной». Пилотируемые межзвёздные колониальные корабли могут следовать похожей модели — и рассматриваться как комбинированный корабль (зонд фон Неймана/сеятель), в котором репликация выполняется с помощью живых обитателей. Некоторые сторонники космической среды обитания утверждают, что цивилизации, использующей такой подход, планеты совершенно не нужны.

Ссылки

• Boyce, Chris. Extraterrestrial Encounter: A Personal Perspective. London: David & Charles, Newton Abbot (1979).
• von Tiesenhausen, G., and Darbro, W. A. "Self-Replicating Systems," NASA Technical Memorandum 78304. Washington, D.C.: National Aeronautics and Space Administration (1980).
• Freitas Jr., Robert A. "A Self-Reproducing Interstellar Probe," Journal of the British Interplanetary Society, 33, 251-264 (1980).
• Valdes, F., and Freitas, R. A. "Comparison of Reproducing and Non-Reproducing Starprobe Strategies for Galactic Exploration," Journal of the British Interplanetary Society, 33, 402-408 (1980).

См. также

• Серая слизь
• Зонд Брейсвелла
• Колонизация космоса
• Машина фон Неймана
• Эмбриональная колонизация космоса
• Наноассемблер