Наша планета живая, и её «разум» определяет будущее. Что скрывается за самой смелой гипотезой о Земле?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте себе нашу планету не просто как каменный шар, покрытый океанами и тонкой плёнкой жизни. Представьте её как единый, колоссальный организм, который дышит, регулирует свою температуру и поддерживает химический баланс, чтобы жизнь на нём могла продолжаться. Эта идея, одновременно завораживающая и провокационная, известна как гипотеза Геи. Десятилетиями она балансировала на грани между поэтической метафорой и строгой наукой. Но сегодня, в эпоху глобальных климатических изменений, она обретает пугающе актуальное звучание.

Так что же это — красивая сказка для экологов или научная реальность, которую мы слишком долго игнорировали?

Мир маргариток, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Метафора, которая всё объясняет: мир маргариток

Чтобы понять суть гипотезы, её автор, британский учёный Джеймс Лавлок, придумал гениальную модель — «Мир маргариток». Это не реальная планета, а мысленный эксперимент. На этой вымышленной планете живут только два вида цветов: чёрные и белые. Чёрные поглощают тепло и согревают планету, а белые отражают свет и охлаждают её.

В чём же фокус? Когда на планете холодно, преимущество получают чёрные маргаритки — они лучше поглощают скудное солнечное тепло. Их становится больше, и планета начинает согреваться. Но по мере потепления условия становятся более комфортными для белых маргариток, которые начинают вытеснять чёрных. Их распространение приводит к охлаждению планеты.

В итоге система сама приходит в равновесие. Без всякого центрального разума или плана, просто через конкуренцию двух видов, планета автоматически поддерживает комфортную для всех температуру. Этот простой пример наглядно показывает ключевую мысль Лавлока: жизнь оказалась не просто пассивным пассажиром, приспосабливающимся к капризам планеты, а активным инженером, который сам настраивает её климатическую систему.

Четыре возможных области планетарного интеллекта. (a) На планете с незрелой биосферой (такой как Земля в эпоху Archean Eon) существует недостаточно петель обратной связи между жизнью и взаимосвязанными геофизическими системами, чтобы обеспечить сильную коэволюцию. (b) На планете со зрелой биосферой (такой как Земля после Proterozoic) биосфера оказывает сильное воздействие на геофизическое состояние, устанавливая полную коэволюцию всей системы. Эта обратная связь может обеспечивать определённую степень долгосрочных стабилизирующих (т.е. Gaian) модуляций для всей системы. (c) На планете с незрелой Technosphere (представленной современной Землёй эпохи Anthropocene) обратные связи от технологической деятельности создают достаточно сильное воздействие на связанную планетарную систему, чтобы перевести её в новые динамические состояния. Однако эти воздействия не ограничены сознательным намерением, связанным с благополучием цивилизации, создающей данные технологии. (d) На планете со зрелой Technosphere петли обратной связи между технологической деятельностью, а также биогеохимическими и биофизическими состояниями, намеренно модифицированы для обеспечения максимальной стабильности и продуктивности всей системы. Для каждого планетарного изображения показан схематичный атмосферный спектр. Для незрелой биосферы характерна атмосфера, находящаяся в основном в состоянии равновесия, где доминирует, вероятно, CO2. В условиях зрелой биосферы жизнь изменила бы химический состав атмосферы, что привело бы к состоянию сильного неравновесия — например, к высоким концентрациям O2. В условиях незрелой Technosphere появляются новые виды «загрязнителей», такие как CFCs, в то время как промышленная деятельность (например, сжигание топлива) может изменять содержание уже существующих газов, таких как CO2 и метан. В условиях зрелой Technosphere концентрации всех компонентов атмосферы могут быть изменены для создания долгосрочных стабильных и продуктивных состояний для всей системы (цивилизация + биосфера). Это представлено в виде диапазона возможных пиков для различных компонентов. Цитирование: Frank, Adam, David Grinspoon, and Sara Walker. 2022. «Intelligence as a Planetary Scale Process.» International Journal of Astrobiology 21(2): 47-61. doi: 10.1017/S147355042100029X.
Автор: Frank, Adam, David Grinspoon, and Sara Walker Источник: www.cambridge.org
Почему учёные были против?

Когда Лавлок в 1970-х годах впервые представил свою идею, научное сообщество встретило её в штыки. И на то были веские причины. Главный аргумент противников сводился к дарвиновской теории эволюции. Естественный отбор действует на уровне отдельных организмов, борющихся за выживание и передачу своих генов. У планеты в целом нет генов, и она не может «эволюционировать» в привычном смысле. Как Земля могла развить способность к «планированию» или «предвидению» ради общего блага? Это звучало почти мистически.

Биологи, такие как Форд Дулиттл, указывали, что для подобной глобальной саморегуляции требовался бы некий альтруизм планетарного масштаба, который не вписывается в модель эгоистичного гена.

Однако Лавлок нашёл элегантный ответ. Он утверждал, что в гипотезе Геи нет никакого предвидения. Речь идёт об эмерджентном свойстве — явлении, когда система в целом обретает качества, которых нет у её отдельных частей. Регуляция начинается с локальных действий. Организм делает что-то, что улучшает его непосредственную среду обитания. Если это действие оказывается успешным, организм процветает и распространяется, а вместе с ним распространяется и его влияние на среду. В конечном счёте, множество таких локальных эгоистичных действий складываются в глобальный эффект, который выглядит как слаженная работа. Никакой магии, чистая геофизика.

Схематичное представление эволюции взаимосвязанных планетарных систем с точки зрения степеней планетарного интеллекта. Мы предлагаем пять возможных свойств, которыми должна обладать планета, чтобы демонстрировать когнитивную деятельность в планетарных масштабах (т.е. планетарный интеллект). Это: (1) эмерджентность, (2) динамика сетей, (3) сети семантической информации, (4) появление сложных адаптивных систем, (5) автопоэз. Различные степени проявления этих свойств наблюдаются по мере того, как мир эволюционирует от абиотического (геосфера) к биотическому (биосфера) и технологическому (техносфера). Хотя степень проявления каждого свойства, показанная на гистограмме справа, носит схематичный характер, в совокупности они представляют собой предполагаемую эволюционную траекторию, в ходе которой на планете развиваются более высокие или низкие степени самоорганизующейся и самоподдерживающейся сложности. Таким образом, на пути от абиотического мира к миру со зрелой биосферой эволюция жизни превращает планету из системы, которую нельзя было бы описать как глобальную сложную адаптивную систему и которая не проявляла автопоэз, в систему, где эти свойства присутствуют и являются устойчивыми. Аналогичным образом, незрелая техносфера фактически демонстрирует более низкие степени планетарного интеллекта, чем зрелая биосфера, поскольку такие ключевые свойства, как автопоэтическая устойчивость, оказываются ослабленными. Цитирование: Frank, Adam, David Grinspoon, and Sara Walker. 2022. «Intelligence as a Planetary Scale Process.» International Journal of Astrobiology 21(2): 47-61. doi: 10.1017/S147355042100029X.
Автор: Frank, Adam, David Grinspoon, and Sara Walker Источник: www.cambridge.org
Гея в эпоху антропоцена: тревожное предупреждение

Долгое время гипотеза Геи оставалась интересной, но несколько отвлечённой концепцией. Всё изменилось, когда человечество в полной мере осознало своё влияние на планету. Наша промышленная деятельность, особенно сжигание ископаемого топлива, стала силой геологического масштаба. Мы меняем состав атмосферы, температуру и химию океанов. И здесь гипотеза Геи предлагает тревожную перспективу.

Если Земля — саморегулирующаяся система, то что происходит, когда один из её компонентов (в данном случае, человечество) начинает активно её дестабилизировать? Согласно логике Лавлока, система будет стремиться вернуться к равновесию. Виды, которые негативно влияют на среду, в конечном счёте обречены. Жизнь в целом выживет, но, возможно, уже без них.

Это подводит нас к неудобному вопросу: не запускаем ли мы сейчас тот самый механизм планетарной «коррекции», который может устранить нас как дестабилизирующий фактор?

Современные исследователи развивают эту мысль. В недавней статье в International Journal of Astrobiology учёные предположили, что человеческая цивилизация создала «техносферу» — глобальную систему технологий, которая теперь является неотъемлемой частью планетарной системы. Пока что наша техносфера «незрелая»: она потребляет ресурсы и производит отходы, разрушая биосферу. Но теоретически, она может эволюционировать в «зрелую» техносферу — систему, которая будет работать в гармонии с планетой, поддерживая её стабильность. Переход от одной стадии к другой, возможно, и есть величайший вызов для любой технологически развитой цивилизации во Вселенной.

Временные масштабы для вмешательств на различных предлагаемых уровнях планетарного интеллекта. Для так называемых «зрелых биосфер» обратные связи или вмешательства происходят в диапазоне временных масштабов от десятилетий (регуляция температуры океана DMS) до миллионов лет (регуляция климата с помощью CH₄). Для «незрелых техносфер», где обратные связи или вмешательства являются непреднамеренными, временные масштабы составляют от десятилетий до столетий. Для «зрелых техносфер» вмешательства являются преднамеренными и разработаны для поддержания устойчивости как биосферы, так и техносферы как связанной системы. Восстановление озонового слоя и смягчение климатических изменений происходили бы в масштабах от десятилетий до столетий, в то время как преднамеренные изменения в звёздной эволюции (если это возможно) определяли бы самые длительные временные масштабы, составляющие от десятков до сотен миллионов лет. Цитирование: Frank, Adam, David Grinspoon, and Sara Walker. 2022. «Intelligence as a Planetary Scale Process.» International Journal of Astrobiology 21(2): 47-61. doi: 10.1017/S147355042100029X.
Автор: Frank, Adam, David Grinspoon, and Sara Walker Источник: www.cambridge.org
От гипотезы к планетарному сознанию

Так жива ли Земля? Гипотеза Геи не утверждает, что у нашей планеты есть сознание в человеческом понимании. Она говорит о другом: о невероятной сложности и взаимосвязанности всех её систем — от микробов в почве до океанских течений и облаков в атмосфере. Эта сложнейшая сеть обратных связей и создаёт тот самый эффект гомеостаза, то есть способность системы поддерживать внутреннее равновесие.

Идея Лавлока заставляет нас по-новому взглянуть на своё место в мире. Мы не хозяева природы, а лишь один из её элементов — правда, на данном этапе самый влиятельный и разрушительный. И, возможно, наш единственный шанс на выживание — это осознать себя частью этой огромной, живой системы и научиться играть по её правилам. Превратить нашу незрелую, эгоистичную техносферу в зрелую и устойчивую.

Если нам это удастся, то мы не только спасём себя, но и, возможно, докажем, что разумная жизнь может быть не проклятием для планеты, а её следующим эволюционным шагом. А если нет… что ж, Гея найдёт способ восстановить баланс. Жизнь на Земле, скорее всего, продолжится. Вопрос лишь в том, останется ли в ней место для нас.

1 комментарий

a
Автор совсем ударился во всякие астрологии и подобную хрень.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

210 лет «Павлу Буре»: в Москве открылась уникальная выставка коллекционных часов из частных собраний

Вероятно, даже тем, кто интересуется часами, при упоминании имени «Павел Буре» в первую очередь на память придет шайба и клюшка. Однако наша история помнит и «дохоккейные» времена, когда это имя...

Удаленный доступ к 3D принтеру Elegoo Centauri Carbon: пошаговая инструкция

Получилось подключить 3D принтер Elegoo Centauri Carbon к локальной сети и управлять как с ПК через Wi-Fi доступ, так и со смартфона. Приложение позволяет просматривать модели в памяти...

Почему Франция до сих пор владеет кусками океанов по всему миру

Иногда смотришь на карту мира и ловишь себя на странном чувстве: будто бы эпоха империй давно закончилась, но Франция по-прежнему раскинула свои маленькие флажки где-то в Карибах, в Индийском...

Жук-дьявольский броненосец: Броня, созданная природой

Если бы существовал идеальный образец для создания трудно разрушимых крепих материалов, это был бы жук-дьявольский броненосец (Phloeodes diabolicus). Это насекомое способно выдерживать...

Обзор защищенного смартфона Hotwav Hyper 8 Ultra: «ночная» камера, большой динамик и рация Walkie-Talkie с двумя антеннами

Компания Hotwav представила очередной броневичок, который выделяется на фоне основной массы не только своими внушительными размерами, кемпинговым фонариком и большим динамиком, но еще и встроенной...

✦ ИИ  Как бозон Хиггса дает массу «легким» частицам: детектор ATLAS выловил редчайший распад на мюоны

Открытие бозона Хиггса в 2012 году можно считать финальной точкой в построении Стандартной модели. Но для физиков это, на самом деле, лишь начало долгой и трудной работы. Обнаружить...