Земля — разумное существо, считают учёные

Традиционно интеллект рассматривается как свойство личности. Однако она может быть и собственностью коллективов (Вольперт и Каган,Ссылка Вольперт и Каган1999 г.; Мэлоун и Бернштейн,Ссылка Мэлоун и Бернстайн2015 ). Примеры включают коллективное принятие решений социальными насекомыми (Mallon et al .,Ссылка Мэллон, Пратт и Фрэнкс2001 ), слизевики, перемещающиеся по лабиринтам (Рейд и Лэтти,Ссылка Рид и Лэтти2016), и даже разумное поведение отдельных клеток и вирусов, которые сами по себе представляют собой совокупность химических процессов. Люди также разумны, и наш интеллект в первую очередь проистекает из нашего социального поведения, которое в настоящее время носит глобальный характер. Эти примеры служат для того, чтобы подчеркнуть тот факт, что интеллект в широком понимании действует в различных масштабах длины и времени. Открытый вопрос заключается в том, может ли разум действовать в планетарном масштабе, и если да, то как может произойти переход к разуму планетарного масштаба и произошел ли он уже или находится ли он на нашем ближайшем горизонте. Понимание текущего состояния интеллекта на Земле и управление его будущим потребует понимания того, как интегрируются человеческие и технологические системы, и может отображать коллективный разум в планетарном масштабе.

 

Появление разума в эволюции жизни может представлять собой один из ряда крупных переходов в истории планеты (Leigh,Ссылка Ли1995 ; Картер,Ссылка Картер2008 ). Из эволюции Земли мы видим, что как только разум проявляется в форме глобальной технологической цивилизации, он способен глубоко изменить планету. С одной стороны, технологические и энергетические возможности цивилизации могут позволить ей «спроектировать» мир, создавая новые модели поведения и функции планетарного масштаба, позволяющие этой цивилизации выживать в более длительных временных масштабах, чем это было бы возможно в противном случае. И наоборот, те же самые технологические возможности могут привести вид или, по крайней мере, его глобальную цивилизацию к своего рода самоубийству (т.е. ядерному оружию). Они также могут привести планету к новым состояниям связанных систем (атмосферы, гидросферы и т. д.), которые прервут эволюцию цивилизации (например, изменение климата: Rockström et al).¹

Однако рассмотрение интеллекта в астробиологических исследованиях имеет тенденцию рассматривать его исключительно как свойство одного или нескольких видов, которые эволюционируют на планете, а затем продолжают создавать технологическую цивилизацию, а не как коллективное свойство, существующее в группах организмов или общества. Подразумевается, что большинство астробиологов не рассматривают разум как свойство биосферы, из которой может возникнуть «Техносфера» как эволюционная стадия глобального разума. Эта перспектива подразумевается в уравнении Дрейка (Шкловский и Саган,Ссылка Шкловский и Саган1966 ), через термины f i и f c (дробное появление на обитаемых зонах экзопланет разумных видов и общающихся цивилизаций соответственно), где предполагается, что разум относится к отдельным представителям вида, а не обязательно к их коллективным действиям. Таким образом, в литературе можно увидеть продолжительные дебаты о возможности «конвергентной эволюции», посредством которой разум может или не может быть неизбежно выбран для видов посредством дарвиновских процессов (Wallace,Ссылка Уоллес1903 г.; Симпсон,Ссылка Симпсон1964 г.; Майр,Ссылка Майра1995 ; Саган,Ссылка Саган1995 ; Лайнвивер,Ссылка Lineweaver, Seckbach и Walsh2008 ). В этой статье, однако, мы хотим расширить представление об интеллекте, рассматривая его появление и влияние с планетарной точки зрения. Здесь мы рассматриваем способы, которыми появление технологического интеллекта может представлять собой своего рода переход в планетарном масштабе. Таким образом, это можно рассматривать не как нечто, происходящее на планете, а с планетой. Наш подход следует признанию среди исследователей того, что правильная шкала для понимания ключевых аспектов жизни и эволюции является планетарной, в отличие от традиционного сосредоточения внимания на отдельных видах (Маргулис и Саган,Ссылка Маргулис и Саган1986 ).

Однако рассмотрение интеллекта в астробиологических исследованиях имеет тенденцию рассматривать его исключительно как свойство одного или нескольких видов, которые эволюционируют на планете, а затем продолжают создавать технологическую цивилизацию, а не как коллективное свойство, существующее в группах организмов или общества. Подразумевается, что большинство астробиологов не рассматривают разум как свойство биосферы, из которой может возникнуть «Техносфера» как эволюционная стадия глобального разума. Эта перспектива подразумевается в уравнении Дрейка (Шкловский и Саган,Ссылка Шкловский и Саган1966 ), через термины f _i и f _c (дробное появление на обитаемых зонах экзопланет разумных видов и общающихся цивилизаций соответственно), где предполагается, что разум относится к отдельным представителям вида, а не обязательно к их коллективным действиям. Таким образом, в литературе можно увидеть продолжительные дебаты о возможности «конвергентной эволюции», посредством которой разум может или не может быть неизбежно выбран для видов посредством дарвиновских процессов (Wallace,Ссылка Уоллес1903 г.; Симпсон,Ссылка Симпсон1964 г.; Майр,Ссылка Майра1995 ; Саган,Ссылка Саган1995 ; Лайнвивер,Ссылка Lineweaver, Seckbach и Walsh2008 ). В этой статье, однако, мы хотим расширить представление об интеллекте, рассматривая его появление и влияние с планетарной точки зрения. Здесь мы рассматриваем способы, которыми появление технологического интеллекта может представлять собой своего рода переход в планетарном масштабе. Таким образом, это можно рассматривать не как нечто, происходящее на планете, а с планетой. Наш подход следует признанию среди исследователей того, что правильная шкала для понимания ключевых аспектов жизни и эволюции является планетарной, в отличие от традиционного сосредоточения внимания на отдельных видах (Маргулис и Саган,Ссылка Маргулис и Саган1986 ).

 

Таким образом, наша цель состоит в том, чтобы представить и исследовать последствия идеи планетарного разума .. В процессе мы надеемся сформулировать способы, которыми эта концепция может оказаться полезной для трех различных областей: исследования земных систем и экзопланет; Исследования антропоцена и устойчивого развития; изучение техносигнатур и поиск внеземного разума (SETI). Мы считаем, что концепция планетарного разума обещает обеспечить основу для понимания возможных путей долгосрочной обитаемой планетарной эволюции, которая является одновременно широкой и глубокой. Самое главное, это может в конечном итоге помочь объединить разрозненные точки зрения в единую объяснительную парадигму переходов в системе Земля, наблюдаемых в прошлом, с тем, что мы переживаем сейчас и будем испытывать в будущей эволюции Земли.

Планетарный интеллект: определения и использование

Наше явное определение планетарного разума — это приобретение и применение коллективных знаний, действующих в планетарном масштабе, которые интегрированы в функцию сопряженных планетарных систем. Одним из зарождающихся примеров может быть глобальный ответ на кризис планетарного масштаба эрозии озоносферы из-за ХФУ. Другой, все еще находящийся в стадии разработки, может стать глобальным ответом на кризис антропогенного глобального потепления. Однако мы называем эти примеры «зарождающимися», потому что, хотя они включают глобальный скоординированный ответ на потенциальную экзистенциальную угрозу, принятие решений происходит на уровне локальной деятельности отдельных лиц и правительств.

Как мы опишем, переход к глобальному планетарному разуму должен включать в себя некий вид разума, который представляет собой нечто большее, чем совокупная сумма локализованных видов деятельности жизни в меньших масштабах. Нас интересуют свойства, существующие в масштабах биосфер и/или техносфер (где техносферы — это совокупная планетарная деятельность технологий; Herrmann-Pilath,Ссылка Herrmann-Pillath2018 ), и в их соединении с другими планетарными системами (например, геосферами), которые не проявляются в отдельных организмах и подсистемах, составляющих биосферу или техносферу. Таким образом, интересующая нас когнитивная деятельность должна действовать через петли обратной связи, которые являются глобальными по масштабу, координации и действию. Концепция «человеческих вычислений» является одним из соответствующих примеров. Человеческие вычисления включают в себя примеры, когда люди являются вычислительными элементами в системах обработки информации, таких как краудсорсинговые действия, такие как редактирование вики или искусственный интеллект с участием человека (Michelucci et al .,Ссылки Мичелуччи, Шенли, Дикинсон и Хирш2015 ). Кроме того, определяя планетарный интеллект с точки зрения когнитивной деятельности, т. е. с точки зрения знания, которое проявляется только в глобальном масштабе, мы явно расширяем наше представление о технологическом интеллекте за пределы видов, которые могут рассуждать или создавать инструменты в традиционном смысле. Мы отмечаем, что такие термины, как «знание» и «познание», обычно используются для описания отдельных людей, но именно наша цель состоит в том, чтобы продвигать эти концепции и определять, в каком смысле они могут применяться к процессам планетарного масштаба. Мы разъясним эти моменты в следующих разделах.

Существуют последовательные отдельные области, в которых мы хотим исследовать действие и влияние планетарного разума ( рис. 1 ). Мы будем утверждать, что каждый из них относится к разным, но последовательным фазам планетарной эволюции.

Рисунок 1.Четыре возможных области планетарного разума. (а) На планете с незрелой биосферой (такой как Земля во время архейского эона) недостаточно петель обратной связи между жизнью и геофизическими связанными системами, чтобы обеспечить сильную совместную эволюцию. (б) На планете со зрелой биосферой (такой как Земля после протерозоя) биосфера оказывает сильное воздействие на геофизическое состояние, устанавливая полную коэволюцию всей системы. Эта обратная связь может обеспечить некоторую степень долговременной стабилизирующей (т.е. Гайанской) модуляции для всей системы. (c) На планете с незрелой Техносферой (представленной нынешней антропоценовой Землей) обратные связи от технологической деятельности производят достаточно сильное воздействие на связанную планетарную систему, чтобы перевести ее в новые динамические состояния. Эти воздействия, однако, не ограничены намерением относительно здоровья цивилизации, производящей технологию. (d) На планете со зрелой Техносферой петли обратной связи между технологической деятельностью и биогеохимическими и биогеофизическими состояниями были намеренно модифицированы для обеспечения максимальной стабильности и производительности всей системы. Рядом с каждым планетарным изображением мы показываем схематический спектр атмосферы. Незрелая биосфера показала бы атмосферу, в основном находящуюся в равновесии, возможно, с преобладанием CO. мы показываем схематический атмосферный спектр. Незрелая биосфера показала бы атмосферу, в основном находящуюся в равновесии, возможно, с преобладанием CO. мы показываем схематический атмосферный спектр. Незрелая биосфера показала бы атмосферу, в основном находящуюся в равновесии, возможно, с преобладанием CO.₂ . В зрелой биосфере жизнь изменила бы химический состав атмосферы, что привело бы к крайне неравновесному состоянию, такому как, возможно, высокие концентрации O ₂ . В незрелой техносфере появляются новые виды «загрязнителей», такие как фреоны, в то время как промышленная деятельность, такая как сжигание, может изменить количество других ранее существовавших газов, таких как CO ₂ и метан. В зрелой техносфере концентрация всех компонентов атмосферы может измениться, чтобы создать долгосрочные стабильные и продуктивные состояния для полной системы (цивилизация + биосфера). Это представлено диапазоном возможных пиков для различных компонентов.

---

Во-первых, мы рассмотрим, можно ли рассматривать разум или какую-либо форму познания, действующую в планетарном масштабе, даже в тех мирах, где нет планетарных технологических видов ( рис. 1 (а ) и (б)). Это потребовало бы, чтобы какая-то форма коллективного познания была функциональной частью биосферы значительно дольше, чем относительно короткое время пребывания человеческого разума на Земле. Если это так, то изначально глобальный характер сложных сетевых обратных связей, происходящих в биосфере, сам по себе может подразумевать действие планетарного разума предков.

Во-вторых, мы хотим рассмотреть, привносят ли люди изменения на планету в результате нашей промышленной деятельности — изменения, ознаменовавшие геологическую эпоху «антропоцена» (Круцен,Ссылки Крутцен, Штеффен, Ягер, Карсон и Брэдшоу2002 ; Стеффен и др .,Ссылки Штеффен, Ричардсон, Рокстрем, Корнелл, Фетцер, Беннетт, Биггс, Карпентер, де Врис, де Вит, Фольке, Гертен, Хейнке, Мейс, Перссон, Раманатан, Рейерс и Серлин2015 ) – можно понимать как переход как в виде, так и в уровне глобальной познавательной деятельности. Здесь нас интересует появление сетей процессов, которые возникают благодаря человеческой деятельности, но становятся активными и автономно действуют на уровнях, выходящих за пределы индивидов. Таким образом, мы рассмотрим представление о зарождающейся техносфере и ее месте в антропоцене ( рис. 1(с) , Хафф,Ссылка Хафф2014 г. ,Ссылка Хафф2014 б ).

Сосредоточение внимания на антропоцене позволяет нам оценить требования устойчивости для долгоживущей индустриальной планетарной цивилизации через призму планетарного интеллекта. Многие современные угрозы устойчивости характеризуются непреднамеренными изменениями в окружающей среде планетарного масштаба. Это вызвано тем, что наша совокупная деятельность не руководствуется осознанием ее последствий глобального масштаба (Гринспун,Ссылка Гринспун2016 ). Нетрудно утверждать, что долгосрочное выживание нашего или любого глобального «проекта цивилизации» потребует принципиально иного режима поведения в планетарном масштабе, в котором знание о воздействиях планетарного масштаба получает обратную связь и модулирует, поведение в преднамеренной петле (например, возможно, опосредованное искусственным интеллектом, поскольку наши системы становятся все более интегрированными). Это означает, что нам нужно будет рассмотреть вопрос о временных масштабах в таких петлях обратной связи, а также о масштабах, в которых принимаются решения.

Мы отмечаем, что решения в пользу устойчивости коллективов могут не совпадать с предпочтениями отдельных лиц. Ясным, но простым примером в теории социального выбора является теорема Эрроу о невозможности. Теорема Эрроу показывает, как, основываясь на простом наборе разумных предположений, невозможно ранжировать предпочтения выбора, сделанного отдельными людьми, в ранжированный набор предпочтений для коллектива (Эрроу,Справочная стрелка1950 ). То есть ранжирование коллектива среди набора вариантов выбора не будет отражать ранжирование его отдельных членов каким-либо процедурным образом.

Идея коллективного познания планетарного масштаба вызывает вопрос: будет ли планетарное поведение, в котором доминирует стабилизирующая обратная связь между осознанием и последствиями, представляет собой новый тип или новый уровень планетарного интеллекта? Если это так, то наша концепция также приобретает желаемое качество. Более глубокое понимание перехода к этому режиму могло бы быть полезным для проекта построения устойчивой глобальной цивилизации (United Nations, 2015 ).

Наконец, мы хотим обобщить эти вопросы за пределы единственного примера земной истории, задав вопрос, является ли планетарный разум, вероятно, свойством некоторых (или, возможно, большинства) обитаемых миров в других частях Вселенной или, по крайней мере, долгоживущих миров, которыми мы являемся. скорее всего, для обнаружения на расстоянии ( рис. 1(d) ). Это означает, что прошлые, текущие и потенциальные будущие переходы в истории Земли могут иметь аналоги на других планетах. Работа над «Астробиологией антропоцена» (Хакк-Мисра и Баум,Ссылка Хакк-Мисра и Баум2009 ; Фрэнк и Салливан,Ссылка Фрэнк и Салливан2014 ; Франк и др .,Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2017 ,Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2018 ; Муллан и Хакк-Мисра,Ссылка Муллан и Хакк-Мисра2019 ) уже указывали, что технологические цивилизации, занимающиеся крупномасштабным сбором энергии, могут вызывать сильные обратные связи, изменяющие климат. Переход к долговременным устойчивым формам таких цивилизаций (если такое возможно) может иметь общие, родовые черты, которые сами включают в себя переходы в планетарном разуме (Гринспун,Ссылка Гринспун2016 ). Эта линия исследования может помочь нам как поразмышлять над земной эволюцией с менее ограниченной точки зрения, так и сформулировать потенциальные пути и состояния для познания планетарного масштаба на других планетах. Такие усилия также могут быть полезны для получения новой наблюдаемой диагностики «экзоцивилизаций» путем формулирования характеристик технологических цивилизаций, которые можно обнаружить на расстоянии (так называемые «техносигнатуры»). Таким образом, характеристика планетарного разума и его роли в планетарной эволюции может быть особенно полезной для исследований техносигнатур, которые в настоящее время представляют собой новое и очень активное направление в астробиологии и SETI (Genio and Wright,Ссылка Genio и Райт2018 ; Райт и др .,Ссылка Райт2020 ).

Исторические предпосылки: биосфера, ноосфера и Гайя

Рассмотрение познавательной деятельности планетарного масштаба восходит к периоду становления биогеохимии, наук о системах Земли и астробиологии. Действительно, современная концепция биосферы восходит к работам Вернадского, основоположника как геохимии, так и биогеохимии (Вернадский,Ссылка Вернадского1998 ). Именно Вернадский увидел, что совокупную деятельность жизни на Земле следует рассматривать как часть системы — биосферы, которая тесно связана с другими планетарными системами: атмосферой, гидросферой, криосферой и литосферой. По его мнению, эта связь была обусловлена ​​термодинамикой градиентов свободной энергии (Клейдон,Ссылка Клейдон2010 ). Как писал Вернадский,

«Активируемое излучением вещество биосферы собирает и перераспределяет солнечную энергию и превращает ее в конечном счете в свободную энергию, способную совершать работу на Земле. Эта мощная космическая сила придает планете новый характер. Излучения, изливающиеся на Землю, заставляют биосферу приобретать свойства, неизвестные безжизненным планетарным поверхностям, и таким образом преображают лицо Земли».

Для Вернадского биосфера была эмерджентным явлением, которое возникло и развивалось в тандеме с разнообразием отдельных видов. Действительно, эволюцию таких видов можно было полностью объяснить только в контексте более широкой биосферы. Но это появление, утверждал он, всегда связано с некоторой степенью познавательной или «культурной» деятельности.

Разработав концепцию биосферы, Вернадский приступил к изучению концепции Ноосферы («ноос» по-гречески означает «Разум»). В отличие от явно теологической версии идеи Тейяра де Шардена (Teilhard de Chardin,Ссылка Тейяр де Шарден1959 ), для Вернадского ноосфера была эмерджентной оболочкой влияния, основанной на совокупности того, что он называл «культурной биогеохимической энергией». Под культурой Вернадский имел в виду коллективную познавательную деятельность. Он считал, что такая активность всегда присутствовала в биосфере от микробов до млекопитающих. Но, утверждал он, коллективная познавательная деятельность у этих видов, а, следовательно, и у биосферы, была незначительной как по мере, так и по влиянию до развития научной и производственной деятельности Homo sapiens.

В то время как Вернадский считал, что «культурная биогеохимическая энергия» до недавнего времени была второстепенным игроком в биосфере, у Линн Маргулис была собственная концепция этой идеи, и она считала, что она играет большую роль в планетарной эволюции благодаря теории Гайи, которую она, как известно, разработала вместе с Джеймсом Лавлоком. Гипотеза Геи, впервые разработанная Лавлоком (англ.Ссылка Лавлок1984 ) считал, что жизнь на Земле способна поддерживать глобальные условия, такие как средняя температура, в диапазоне, который делает планету пригодной для жизни (Лавлок,Ссылка Лавлок1984 ). Лавлок утверждал, что это произойдет из-за отрицательной обратной связи между жизнью и планетарной геохимией. Эти обратные связи будут действовать, чтобы контролировать возмущения глобальных условий. То, что Маргулис привнес в сотрудничество, было сосредоточением внимания на замечательных способностях микробов служить драйверами обратной связи Гайи (Маргулис и Лавлок,Отсылка к Маргулису и Лавлоку1997 ).

Для нас важно то, что благодаря своим исследованиям эволюционного сотрудничества (в отличие от конкуренции) Маргулис увидела, что микробные домены богаты своего рода «пред-разумом». Как она писала, «взгляд на эволюцию как на хроническое кровавое соревнование… растворяется перед новым взглядом на постоянное сотрудничество, сильное взаимодействие и взаимозависимость между формами жизни. Жизнь захватила земной шар не в бою, а в сети» (Маргулис и Саган,Ссылка Маргулис и Саган1986 , с. 122).

Однако Гею нельзя было рассматривать как организм. Как писал Маргулис, «[Гея] — это эмерджентное свойство взаимодействия между организмами, сферической планетой, на которой они обитают, и источником энергии, Солнцем» (Маргулис и Саган,Ссылка Маргулис и Саган1986 ). Эта концепция появления нового планетарного свойства в результате сетевой деятельности отдельных игроков стала центральным моментом того, что стало называться Теорией Гайи. Как позже писал Маргулис, «Гея — это регулируемая поверхность планеты, непрерывно создающая новую среду и новые организмы… Будучи не единственным живым существом, а огромным набором взаимодействующих экосистем, Земля как регулирующая физиология Геи превосходит все индивидуальные организмы» (Маргулис и Саган,Ссылка Маргулис и Саган1986 , с. 120).

Теория Геи вызвала споры, когда она была впервые предложена, особенно потому, что некоторые видели в ней введение телеологического принципа в эволюцию (Dawkins,Ссылка Докинза1982 ), в то время как другие утверждали, что он не мог возникнуть в результате естественного отбора (Doolittle,Ссылка Дулитл2017 ). Мы отмечаем, что все еще остаются вопросы, касающиеся эволюции и эффективности биосферных обратных связей для создания полного планетарного гомеостаза (Киршнер,Ссылка Киршнера2002 ). Однако недавняя работа указывает на эволюционные механизмы, которые могут выбирать негативные обратные связи глобального масштаба, поддерживающие такую ​​систему (Lenton et al .,Ссылки Лентон, Дейнс, Дайк, Николсон, Уилкинсон и Уильямс2018 ).

Тем не менее, основные принципы Теории Гайи, эффективно переупакованные в «Науку о земных системах», теперь представляют собой краеугольный камень современных подходов к эволюционной истории Земли. Что наука о земных системах взяла из теории Гайи, так это признание биосферы в качестве основного двигателя планетарной эволюции, а также глубокой роли коллективной микробной активности в формировании критических биосферных обратных связей.

Концепции Биосферы, Ноосферы и Геи, разработанные Вернадским, Лавлоком и Маргулисом, лежат в основе того, что следует в нашей аргументации. Взятые в целом, они представляли собой решающие первые последовательные попытки признать, что жизнь и ее деятельность (включая интеллект) лучше всего можно понять в их полном планетарном контексте. Наша цель в дальнейшем состоит в том, чтобы сосредоточиться на том, как теория планетарного разума может быть реализована и окажется полезной.

Теоретические предпосылки

В этом разделе мы даем краткий обзор концептуальных инструментов, необходимых для разработки действующей теории планетарного разума. Отметим, что этот список не является ни исчерпывающим, ни исчерпывающим, а представляет собой возможный набор идей и подходов, которые могли бы позволить правильно сформулировать теорию интеллекта как процесса планетарного масштаба. Ниже мы обрисовываем пять возможных свойств, которыми должны обладать сопряженные планетные системы, чтобы считаться миром, демонстрирующим планетарный разум (см. также Таблицу 1 и Рис. 2 ).

Таблица 1. Свойства планетарного разума

Рис. 2. Схематическое изображение эволюции связанных планетных систем в терминах степеней планетарного интеллекта. Мы предлагаем пять возможных свойств, необходимых миру для проявления когнитивной активности, действующей в планетарных масштабах (т. е. планетарного интеллекта). Это: (1) появление, (2) динамика сетей, (3) сети семантической информации, (4) появление сложных адаптивных систем, (5) аутопоэзис. Различные степени этих свойств проявляются по мере эволюции мира от абиотического (геосфера) к биотическому (биосфера) и технологическому (техносфера). Хотя степень каждого свойства, показанного на гистограмме справа, должна быть схематичной, они представляют предполагаемую эволюционную траекторию, по которой планета развивает большую или меньшую степень самоорганизующейся и самоподдерживающейся сложности. Таким образом, на пути от абиотического мира к миру со зрелой биосферой эволюция жизни толкает планету от мира, который нельзя описать как глобальную сложную адаптивную систему и не проявляет аутопоэзис, к тому, в котором эти свойства одновременно присутствуют и устойчивы. . Точно так же незрелая техносфера на самом деле демонстрирует более низкий уровень планетарного интеллекта, чем зрелая биосфера, потому что ключевые свойства, такие как автопоэтическая устойчивость, были снижены.

---

появление

С тех пор как в важной книге Эрвина Шредингера «Что такое жизнь» популяризировалась необходимость найти лежащие в основе физические принципы, отличающие живые системы от неживых (Шредингер,Ссылка Шредингера2012 ), исследователи пытались их найти. Надежда всегда состояла в том, чтобы найти первый принцип «законов жизни», подобных тем, которые были найдены для фундаментальных законов природы в других областях физики. Однако через 70 лет после публикации «Что такое жизнь» таких основополагающих законов обнаружено не было. Для некоторых исследователей, таких как Стюарт Кауфман, законы не могут быть найдены, потому что жизнь и ее эволюционные процессы фундаментально неэргодичны (Кауфман,Ссылка Кауфман2019 ). Эта точка зрения подразумевает, что биологические системы не исследуют все доступные объемы фазового пространства (возможно, потому, что объем фазового пространства слишком велик в физическом масштабе химии или других эволюционных процессов), а вместо этого прокладывают через них условные пути. Для Кауфмана и других жизнь — это эмерджентное свойство физико-химических систем, из которых она построена.

Стандартный взгляд на эмерджентность состоит в том, что «целое больше, чем части», так что свойства и поведение в коллективных масштабах нельзя предсказать или свести к рассмотрению одних только частей. Хотя эмерджентность чаще всего рассматривается как свойство сложных систем, например биологических и технологических, она проявляется и в физике. Филипп Андерсен, лауреат Нобелевской премии по физике за свою работу по конденсированным веществам, написал известное эссе под названием «Чем больше отличается» (Андерсон,Ссылка Андерсон1972 ), что «Способность свести все к простым фундаментальным законам не означает способности исходить из этих законов и реконструировать Вселенную». Однако также важно отметить, что эмерджентные свойства не противоречат редукционистскому взгляду: фактически именно благодаря тому факту, что редукционизм возможен, мы вообще можем наблюдать эмерджентные свойства.

Следует также отметить, что эмерджентность часто связана с некоторой степенью нисходящей каузальности, когда эмерджентная система создает модели поведения в своих подсистемах, которые были бы невозможны без новых и ранее непредсказуемых правил более высокого уровня (Эллис и др .,Ссылка Эллис, Ноубл и О'Коннор2012 ).

Таким образом, планетарный разум в том виде, как его предполагали Маргулис, Вернански и другие, обязательно должен быть эмерджентным, коллективным свойством подсистем, составляющих биосферу , что, в свою очередь, вызывает новые способы поведения отдельных частей (например, организмов). Важно отметить, что в более широком смысле это означает, что жизнь — это не феномен, зависящий от масштаба, а то, что возникает из химии и управляет организацией материи от свойств клеток до планетарного масштаба. Естественная граница этих процессов, следовательно, планетарная. Наше предположение состоит в том, что интеллект как механизм, контролирующий функцию, принятие решений и кажущуюся целенаправленность многих жизненных процессов, также не зависит от масштаба, а является общим явлением, действующим даже в планетарном масштабе.

Информация и сети

Однако взгляд на жизнь как на эмерджентное явление не означает, что «законоподобные» общие принципы жизни не могут быть найдены. Способность сформулировать подобные закономерности особенно важна для попытки использовать свойства биосферы Земли для понимания жизни в других мирах (Walker et al .,Ссылки Уокер, Бэйнс, Кронин, ДасСарма, Даниэлаке, Домагал-Голдман, Какар, Кианг, Ленардик, Рейнхард, Мур, Швитерман, Школьник и Смит2018 ). В этом стремлении мы считаем важным признать, что жизнь включает в себя критическое новое количество/свойство, которого нет у неживых систем: активное использование информации (Walker et al .,Ссылка Уокер, Ким и Дэвис2016 ). Информационные потоки возникают в живых системах от клеток к экосистемам и городам, а также вниз в виде сетей связей, ограничивающих поведение и функционирование между компонентами и подсистемами системы. Перспектива, сосредоточенная на сетях и информационных потоках, предлагает возможность для разработки более общего подхода к пониманию того, как закономерное поведение проявляется (возникает) в живых системах. Например, исследования биохимических сетей на трех уровнях масштаба (клетки, экосистемы и биосфера) выявляют сетевую структуру, которая является общей для всех масштабов биологической организации, включая отдельных людей и сообщества, и отличается от случайных сетей (Walker et al . ,Ссылка Уокер, Ким и Дэвис2016 ; Ким и др .,Reference Kim, Smith, Mathis, Raymond and Walker2019 ). Это подразумевает более глубокие уровни сетевой структуры в живых системах, чем предполагалось до сих пор. Это должно иметь место, поскольку теперь известно, что эти свойства универсальны для биохимических сетей, они зависят от размера (т.е. количества соединений, являющихся узлами в сети) и не зависят от масштаба организации. Возникновение разума, действующего в масштабе планетарного поведения/функции, лучше всего описывать через информацию, протекающую через геохимические и геофизические сети техносферы/биосферы ( рис. 3 ), которая может принимать различные формы, включая процессы на более высоких уровнях, ограничивающие и определяющие поведение объектов более низкого уровня (например, как это происходит в социальных системах, где наши решения зависят от культурного и социального контекста).

Рис. 3. Многоуровневые сети как свойство работы интеллекта планетарного масштаба. Каждый слой связанных планетных систем представляет собой собственную сеть химических и физических взаимодействий. Конкретные узлы в каждом слое представляют связи, соединяющие слои. Таким образом, геосфера содержит химико-физические сети, связанные с такими процессами, как атмосферная циркуляция, испарение, конденсация и выветривание. Они модифицируются биосферой посредством дополнительных сетей процессов, таких как микробная химическая обработка и транспирация листьев. Техносфера добавляет дополнительный слой сетевых процессов, таких как сельское хозяйство в промышленных масштабах, производство побочных продуктов и производство энергии.

---

Семантическая и синтаксическая информация

Если информация организует биосферу, то где и каким образом эта информация используется? Подразумевает ли важность информации в создании форм и функций жизни также присутствие агентов и агентов помимо отдельных разумных организмов, действующих в глобальной сети? На каких уровнях организации можно говорить о появлении агентности? Подразумевает ли такое агентство разведку?

С точки зрения этих вопросов определение информации должно включать не только физические критерии, предложенные Шенноном, т. е. меры шума в каналах связи. Вместо этого определение интересующей нас информации должно также фокусироваться на роли смысла . В живых системах информация всегда несет семантический аспект — ее значение — даже если это что-то столь же простое, как направление градиента питательных веществ в хемотаксисе (Wadhams and Armitage,Ссылка на Уодхэмса и Армитиджа2004 ). Определение и динамика семантической информации представляет собой растущую область исследований со многими приложениями (Колчинский и Вольперт,Ссылка Колчинского и Вольперта2018 ). Например, эти вопросы лучше формулировать в терминах причинно-следственной структуры, а не «информационных» в смысле Шеннона (Ay and Poloni,Ссылка Ай и Полони2007 ). Многие из этих подходов хорошо подходят для решения наших вопросов. Таким образом, рассмотрение планетарного разума признает центральное место семантических информационных потоков (а также синтаксических, т.е. потоков Шеннона) или причинно-следственной структуры в биосферных и техносферных сетях.

Сложные системы: границы и сигналы

Во Вселенной появляется множество видов сетей. Сети термоядерных реакций внутри звезд, например, порождают элементы с их специфическим содержанием. Однако сети, связанные с жизнью, от метаболизма до социальной иерархии, часто представляют собой более высокие уровни саморегулируемого поведения и формируют то, что называется сложными адаптивными системами (CAS). CAS можно определить как систему, состоящую из полуавтономных агентов, которые взаимодействуют взаимозависимым образом, создавая общесистемные паттерны или модели поведения, которые затем влияют на поведение агентов. Действительно, многие характеристики планетарного разума, которые мы сформулировали выше, появляются в определениях КАС (Миллер и Пейдж,Ссылка Миллер и Пейдж2009 ).

Однако, рассматривая планетарный разум как CAS, мы хотим использовать акцент Джона Холланда на роли границ и сигналов в их работе (Holland,Ссылка Голландия2012 ). Эмерджентность устанавливает восходящий и нисходящий каскад упорядоченности в живых системах (органеллах, клетках, органах, животных, сообществах), и для Холланда такие системы всегда характеризовались самоустанавливающейся границей . Самое главное, что основной функцией этих границ было распознавание сигналов .. Граница должна знать, что не впускать и что впускать, а что впускать. Без такой обработки сигнала граница — не более чем неодушевленная стена. Таким образом, информационные потоки, встроенные со значением через самоподдерживающиеся границы, представляют собой критические элементы жизни и ее использование семантической информации на разных уровнях организации. Мы ожидаем, что интеллект, действующий в планетарных масштабах, будет представлять собой CAS и будет выражать некоторые из своих функций через создание чувствительных к сигналам границ на разных уровнях структуры и функций.

Автопоэтический взгляд

До сих пор мы утверждали, что для того, чтобы правильно поставить вопрос о планетарном разуме в рамках возникающих сетевых взаимодействий биосфер с другими связанными планетарными системами, необходимо учитывать способы, которыми жизнь проявляется и использует семантическую информацию посредством создания внутренней и вне (граница). Кроме того, нужно понять это проявление внутреннего , учитывая способность жизни сохранять себя как преходящую систему с низкой энтропией. С этой целью мы опираемся на работу над жизнью — и разумом — как на аутопоэтическую систему (Матурана и Варела,Ссылка Матурана и Варела2012 ).

Автопоэзис означает самопроизводство или самопроизводство (пиво,Эталонное пиво2020 ). Автопоэзная система представляет собой сеть процессов, которые рекурсивно зависят друг от друга в своем собственном порождении и реализации. С этой точки зрения жизнь представляет собой автономную систему, организационно замкнутую . Организационная замкнутость означает, что индивидуальность биологической системы создается самой системой. Таким образом, живые системы обладают способностью сохранять свою идентичность, несмотря на флуктуации и возмущения, приходящие извне. С этой точки зрения жизнь — это процесс сохранения идентичности изнутри . Однако это единство никогда не бывает статичным и никогда не может быть «надежно закреплено» (Томпсон,Ссылка Томпсон2010 ). Организм всегда должен оперативно восстанавливать себя, поддерживая физико-химические способности и способности обработки информации, составляющие его собственное «происшествие». Он должен постоянно создавать условия для своего существования посредством обмена веществ. Если динамика прерывается или останавливается, организм умирает.

Отметим, что эта динамика влечет за собой информационные потоки как в шенноновском, так и в семантическом/когнитивном смысле. Информационные потоки обретают смысл в аутопоэзисе. Градиент сахара при хемотаксисе можно рассматривать как содержащий информацию (у него есть вычисляемый наклон), но эта информация не имеет смысла без присутствия клетки, воспринимающей и реагирующей на градиент, а затем движущейся вверх по наклону. Именно таким образом можно сказать, что «знание» появляется с установлением автопоэтической системы, а это, в свою очередь, позволяет идее стать потенциально продуктивным путем для понимания возникновения разума в планетарных масштабах.

Мы отмечаем, что аутопоэзис сильно фигурирует в описании Маргулисом структуры и функции Геи. Как она писала: «Живые системы, от их мельчайших пределов в виде бактериальных клеток до их наибольшего размера в виде Гайи, автопоэтичны: они самоподдерживаются» (Маргулис и Саган,Ссылка Маргулис, Саган и Томас1986 ).

Наконец, мы прямо отмечаем, что многие другие идеи о природе жизни и разума могут оказаться актуальными для вопросов эмерджентности, жизни и разума в планетарных масштабах. Например, концепция автокатализаторов Кауфмана, предложенная для понимания возникновения жизни, была обобщена для понимания создания КАС (Кауфман,Ссылка Кауфман, Барроу, Дэвис и Харпер2004 ). Еще одна точка зрения на эволюцию и природу когнитивной деятельности исходит из Теории интегрированной информации (ИИТ), которая утверждает, что сознание возникает в сетях достаточной сложности с правильным подключением (Тони,Справочник Тонони и Банки2009 ). Тем не менее, мы сосредоточимся на аутопоэтической точке зрения, поскольку в настоящее время она обладает описательной полнотой, которая позволит нам охватить три области нашего исследования: биосферу, антропоцен, техносигнатуры/экзоцивилизации.

Далее мы исследуем концепцию планетарного разума в ряде эволюционных областей. В частности, нас в первую очередь интересуют миры, обладающие только биосферой, совершающие переход от того, что мы будем называть незрелым, к зрелому. Как мы увидим, этот переход связан с природой сетей обратной связи между жизнью и неживыми геосферами (атмосферой, гидросферой и литосферой). Затем мы исследуем аналогичный переход в возможной эволюции техносфер. На рис. 2 мы приводим схему того, как свойства планетарного разума, описанные в этом разделе, могут проявляться во время этих переходов. Мы раскроем значение рис. 2 в следующих разделах.

Планетарный разум раньше техногенных видов: биосферные сети

Как только появляется вид, способный построить технологическую цивилизацию, на планете появляется разум по большинству определений. Однако, как мы увидим, это не означает, что имеет смысл обсуждать существование планетарного разума как доминирующего двигателя планетарной эволюции в таком мире. Жизнь на Земле возникла почти 4 миллиарда лет назад. К 3 миллиардам лет назад коллективы одноклеточных организмов существовали в достаточно больших количествах, чтобы начать влиять на сопряженные геофизические/геохимические системы (Лентон и Уотсон,Ссылка Лентон и Ватсон2011 ). Считается, например, что образование метаногенов изменило химический состав атмосферы в достаточной степени, чтобы изменить радиационные свойства Земли и вызвать первое глобальное оледенение или «земную фазу снежного кома». Кроме того, в течение первых двух миллиардов лет эволюции Земли ее атмосфера состояла в основном из N ₂ и CO ₂ , а O ₂ действовал лишь как следовый газ. Именно эволюция оксигенного фотосинтеза цианобактериями привела к Великому событию оксигенации атмосферы (GOE) примерно 2,5 миллиарда лет назад (Catling,Ссылка Катлинг2014 ). GOE сделал O ₂ избыточным в биогеохимических сетях Земли с серьезными последствиями, такими как возможность гораздо более энергичных режимов метаболизма (Lenton and Watson,Ссылка Лентон и Ватсон2011 ).

Микробы также играют важную роль в описаниях планетарной эволюции, описанных Геей и Науками о Земле, посредством установления петель обратной связи, которые поддерживают планету в стабильном динамическом равновесии. Известно и предложено множество примеров такой обратной связи: регулирование климата посредством биологически усиленного выветривания горных пород (Zeebe and Caldeira,Справочник Zeebe и Caldeira2008 г. ); поддержание парциального давления O ₂ ниже 30% с помощью микробов, продуцирующих метан (Лентон и Уотсон,Ссылка Лентон и Ватсон2000 ; Бернер и др .,Ссылки Бернер, Берлинг, Дадли, Робинсон и Уайлдман2003 г. ); регулирование климата посредством контроля облачного альбедо, связанного с выбросами водорослевого газа (Charlson et al .,Ссылки Чарлсон, Лавлок, Андреа и Уоррен1987 г. ); биологический перенос селена из океана на сушу в виде диметилселенида (Уотсон и Лисс,Ссылка на Уотсона и Лисс1998 )

Учитывая решающую роль микробов в создании этих петель обратной связи, формулируя вопросы о планетарном разуме, можно сначала спросить, обладают ли микробы или их общие сети чем-то вроде познания. Другими словами, микробы или их коллективы «знают» что-нибудь о мире, а не просто натыкаются на него? Это заставляет нас задаться вопросом, что подразумевается под знанием, или, более формально, рассмотреть природу познания во всех формах жизни. Краткое определение дано Шеттлвортом (Ссылка Шеттлворт1993 ), который рассматривает познание как «механизмы, с помощью которых животные приобретают, обрабатывают, сохраняют и действуют в соответствии с информацией из окружающей среды». Более развернутое определение дает Лион (Ссылка Лион2015 ).

Биологическое познание представляет собой комплекс сенсорных и других механизмов обработки информации, которые организм имеет для ознакомления, оценки и взаимодействия с окружающей средой для достижения экзистенциальных целей, самыми основными из которых являются выживание (рост или процветание) и воспроизводство.

В настоящее время имеются убедительные доказательства того, что бактерии демонстрируют ряд моделей поведения, связанных с когнитивными функциями в том смысле, в котором они были даны выше. Известно, что передача сигнала (ST), самая основная форма чувственного восприятия, встречается у бактерий в нескольких формах, что позволяет им воспринимать и реагировать на широкий спектр сигналов окружающей среды. Бактерии также могут общаться посредством процесса, известного как автоиндукция, когда они стимулируют изменения в своей генетической экспрессии, когда определенные молекулы окружающей среды достигают пороговых концентраций (Миллер и Басслер,Ссылка Миллер и Басслер2001 ). Это лежит в основе широко обсуждаемого процесса определения бактериального кворума , при котором благоприятные генетические изменения в популяциях индуцируются в концентрациях, зависящих от плотности популяции. Не менее важным было открытие богатого социального поведения у таких видов, как Myxococcus xanthus («примат эубактерий», Лион,Ссылка Лион2015 ), который доказал свою способность к структурированному, многомерному роению (Kaiser and Warrick,Ссылка Кайзер и Уоррик2014 ), стайное хищничество (Берлеман и Кирби,Отсылка к Берлеману и Кирби2009 ), а также использование химических сигналов для приманивания более быстро движущейся добычи (Ши и Зусман,Ссылка Ши и Зусман1993 ). Память и обучение, две основополагающие концепции познания, также присутствуют в бактериальном наборе поведенческих инструментов (Wolf et al .,Ссылки Вольф, Фонтен-Боден, Бишофс, Прайс, Кислинг и Аркин2008 ).

также присутствуют в бактериальном наборе поведенческих инструментов (Wolf et al .,Ссылки Вольф, Фонтен-Боден, Бишофс, Прайс, Кислинг и Аркин2008 ).

С этой точки зрения формы познавательной деятельности (т. е. культурная биогеохимическая энергия Вернадского) существовали на планете гораздо дольше, чем нервные системы животных, и, безусловно, намного раньше появления рода homo . Если можно сказать, что микробы, образующие планетарные петли обратной связи, коллективно знают что-то об их мире, то, возможно, будет возможным и полезным спросить, интегрировано ли это знание в эмерджентное поведение более высокого уровня, которое будет представлять планетарную разумность.

Чтобы убедиться в этом, рассмотрим, как петли обратной связи, которые поддерживают уровни O ₂ на Земле, могут быть концептуализированы (и смоделированы) как сети с информационным потоком. Некоторые планеты обитаемой зоны также могут создавать атмосферу, богатую кислородом ( _{Домагал} -Голдман и др .,Ссылки Домагал-Голдман, Сегура, Клэр, Робинсон и Медоуз2014 ) через множество процессов в атмосфере. Таким образом, уровни O ₂ могут варьироваться из-за чисто геофизических/геохимических петель обратной связи. Однако в отсутствие биосферы эти сети не обрабатывают информацию ни в шенноновском, ни в семантическом смысле. На планете без жизни, например, на орбите М-звезды, уровни O ₂ могут быть такими же, как на обитаемой планете, но O ₂ не может действовать как сигнал геофизических/геохимических процессов.

Биосфера, однако, представляет собой сложную сеть петель обратной связи, которые можно рассматривать как принимающие изменение уровня O ₂ в качестве сигнала. Такие изменения содержат семантическую информацию для биосферы (Колчинский и Вольперт,Ссылка Колчинского и Вольперта2018 ), вызывая реакции, меняющие состояние биосферы. Наличие семантических информационных потоков позволяет биосфере наметить условный путь через доступное фазовое пространство планетарных состояний. Выбираются уникальные планетарные состояния, которые не могли быть достигнуты без его действия. Возмущения планетарных условий становятся значимыми и имеют значение для биосферы только в контексте информации, представленной существующим состоянием, которое само было достигнуто через эволюционную историю. То есть, подобно другим биологическим системам более низких масштабов, мы предполагаем, что эволюция биосферы «зависит от состояния», и правила, которые возникают в зависимости от этих состояний (Голденфельд и Вёзе,Ссылка Goldenfeld и Woese2011 ; Адамс и др .,Ссылка Адамс, Зенил, Дэвис и Уокер2017 ). Именно такой динамики мы ожидаем от планетарного разума.

Примечательно, что в сегодняшней биосфере существуют семантические информационные потоки, которые действуют локально, но могут давать обратную связь и управление в больших масштабах. Очевидным примером является то, что информация, закодированная в расположении оснований в геноме, физически ничтожном по сравнению с планетой, может, тем не менее, определять контроль над метаболическими путями, формирующими глобальные биогеохимические циклы.

В другом примере арбускулярные микоризные грибы населяют корневую систему 80% видов наземных растений (Simard et al .,Справочник Симард, Перри, Джонс, Мирольд, Дюралл и Молина1997 ). Это мутуалистические симбионты, которые развивают обширные подземные сети, влияющие на поглощение и передачу питательных веществ своим хозяевам. Из-за своей географической протяженности эти сети могут связывать смежные растения друг с другом через их корневую систему. Глобальное распространение этих симбиозов, вероятно, является неотъемлемой частью понимания настоящего и будущего функционирования биомов глобального масштаба, таких как лесные экосистемы (Steidinger et al .,Ссылки Steidinger, Crowther, Liang, Van Nuland, Werner, Reich, Nabuurs, de-Miguel, Zhou, Picard, Herault, Zhao, Zhang, Routh and Peay2019 ). Учитывая их важность и очевидную способность этих сетей направлять питательные вещества в части леса в условиях стресса, был изучен вопрос самопознания. Действительно, недавние результаты показывают, что корневые системы растений, принадлежащих к разным видам, родам и семействам, могут быть связаны посредством микоризных сетей, которые могут создавать бесконечно большое количество подземных грибковых связей внутри растительных сообществ (Giovannetti et al .,Ссылки Джованнетти, Авио, Фортуна, Пеллегрино, Сбрана и Страни2006 ). Таким образом, могут быть пути, по которым семантическая информация течет через эти крупномасштабные биомы. Они, в свою очередь, могут быть частью эмерджентного каскада планетарных масштабов обратных связей и контроля, которые можно считать когнитивными в аутопоэтическом смысле.

Наконец, давайте рассмотрим вопрос о границах и сигналах. До GOE O ₂ существовал только в виде газовых примесей в атмосфере Земли. Коллективным действием цианобактерий был запущен GOE, и O ₂стал основным компонентом биогеохимических сетей Земли. С точки зрения аутопоэзиса можно утверждать, что это привело к образованию озонового слоя, который стал важным для последующей эволюции биосферы. Тонкая полоса атмосферы, в которой сохраняется озон, зависит от непрерывного функционирования биосферы. Возможно, его можно рассматривать как простую границу или фотохимическую мембрану биосферы, для которой сигналом является падающий солнечный свет. Кроме того, многие планеты имеют в своих атмосферах так называемые «холодные ловушки», где температура переключается с понижения с высотой на повышение с высотой. На Земле эта температурная инверсия происходит на относительно небольшой высоте, на границе между тропосферой и стратосферой. Земля не потеряла свои океаны, как это, вероятно, произошло на Венере. отчасти потому, что поднимающийся водяной пар конденсируется и выпадает обратно на поверхность в холодной ловушке. Присутствие кислорода в атмосфере является ключевой причиной расположения холодной ловушки, что потенциально делает ее еще одной простой версией чувствительной к сигналам границы, которая сформировалась в результате коллективного действия биоты планеты. Хотя эти примеры явно спекулятивны, они иллюстрируют, как общие принципы, которые мы описали в разделе «Предварительные теоретические сведения», могут помочь в размышлениях о планетарном разуме.

Таким образом, мы можем представить себе переход в эволюции планеты от планеты с незрелой биосферой без сильных сетевых обратных связей на геосферах к зрелой биосфере, в которой жизнь становится доминирующим игроком в эволюции планеты. Такой переход будет связан с появлением действительно глобальных обратных связей семантической информации, CAS-поведения и аутопоэзиса, как схематично показано на рис. 2 . На Земле этот переход произошел бы в архее на его границе с протерозоем.

Планетарный разум с технологическим видом: родовой антропоцен

Развитие сельского хозяйства после последнего ледникового периода, за которым последовало строительство городов и империй, необходимых для их поддержки, были начальными этапами построения технологической системы, которая в конечном итоге распространилась по всей планете. С открытием и применением ископаемого топлива началась индустриальная эра, которая всего за несколько столетий перемонтировала связанные сети земных систем.

В 2002 году Крутцен и Штёрмер предположили, что антропогенные изменения этих систем положили начало новой геологической эпохе, которую они назвали «антропоценом» (Круцен,Ссылки Крутцен, Штеффен, Ягер, Карсон и Брэдшоу2002 ). В то время как некоторые исследователи задаются вопросом, можно ли точно определить антропоцен с помощью стратиграфии (Zalasiewicz,Ссылка Заласевич2015 ), существуют существенные доказательства того, что Земля уже пересекла границу, где ключевые измерения показывают крупномасштабные человеческие следы. В качестве двух примеров рассмотрим, что более 50% площади земной поверхности было изменено для использования человеком (Hooke and Martín-Duque,Ссылка Гук и Мартин-Дуке2012 ; Заласевич,Ссылка Заласевич2015 ), а текущие антропогенные потоки фосфора более чем в 5 раз превышают «естественные» нормы (8 Тг P год- ¹ антропогенные против 1,1 Тг P год - ¹ природные).

Следовательно, можно определить антропоцен в более общем смысле как новую эпоху, в которой влияние человека доминирует во многих связанных земных системах. Действительно, признание того факта, что деятельность человека изменяет климат Земли, вызвало споры о «планетарных границах» (Lenton et al .,Ссылки Лентон, Хельд, Криглер, Холл, Лухт, Рамсторф и Шелнхубер2008 ; Рокстрём и др .,Ссылки Rockström, Steffen, Noone, Persson, Chapin, Lambin, Lenton, Scheffer, Folke, Schellnhuber, Nykvist, De Wit, Hughes, van der Leeuw, Rodhe, Sörlin, Snyder, Costanza, Svedin, Falkenmark, Karlberg, Corell, Fabry, Хансен, Уокер, Ливерман, Ричардсон, Крутцен и Фоули2009 ; Барноски и др .,Ссылки Барноски, Хэдли, Баскомпт, Берлоу, Браун, Фортелиус, Гетц, Харт, Гастингс, Марке, Мартинес, Мурс, Рупнарин, Вермей, Уильямс, Гиллеспи, Китцес, Маршалл, Минделл, Ревилла и Смит2012 ), которые являются ограничениями в различных количествах и процессах, необходимых для удержания антропогенного воздействия (Steffen et al .,Ссылки Штеффен, Ричардсон, Рокстрем, Корнелл, Фетцер, Беннетт, Биггс, Карпентер, де Врис, де Вит, Фольке, Гертен, Хейнке, Мейс, Перссон, Раманатан, Рейерс и Серлин2015 ) в «безопасных эксплуатационных пределах».

Таким образом, к началу 21 ^века системы, построенные Homo sapiens , были планетарными. Человеческие существа были на каждом участке суши и наших артефактах, от микроскопических пластиковых обломков до высвобождаемого ископаемого CO ₂ , простирающегося от глубин океана до верхних слоев атмосферы и даже до Луны и других планетарных тел. Что еще более важно, как показывают исследования, подобные исследованиям планетарных границ, человеческая промышленная деятельность стала силой в функционировании планетарной системы. Мы вернемся к вопросу о временных масштабах этого воздействия, но здесь отметим, что глобальное влияние человеческой деятельности требует как уровня, так и глубины организации, что возвращает нас к нашим определениям планетарного разума.

Вспомним, что мы утверждали, что любую форму планетарного разума следует рассматривать как появление CAS планетарного масштаба, которая сама по себе является серией многоуровневых сетей, регулирующих планетарное состояние посредством потоков семантической информации. Не может быть никаких сомнений в том, что некоторые аспекты этого описания соответствуют нашей современной технологической, энергоемкой планетарной цивилизации. Значительная литература выросла вокруг изучения сетей, которые составляют человеческую деятельность. В частности, термин «Техносфера» (Геррманн-Пиллат,Ссылка Herrmann-Pillath2018 ) использовался для явного обозначения планетарного характера человеческой деятельности и влияния или, в более общем смысле, деятельности разумного вида, создающего технологии. Питер Хафф, впервые предложивший этот термин, определяет техносферу (Haff,Ссылка Хафф2012 ,Ссылка Хафф2014 г. ,Ссылка Хафф2014 b ) как «взаимосвязанный набор коммуникационных, транспортных, бюрократических и других систем, которые действуют для метаболизма ископаемого топлива и других энергетических ресурсов». Это определение включает материальные, энергетические и информационные потоки. Кроме того, включая в определение бюрократические (т.е. управленческие) сети, техносфера по своей сути включает семантическую информацию.

Взгляд на цивилизацию как на CAS с различными подуровнями структуры подтверждается предположениями о том, что эти подобласти представляют свои собственные планетарные системы, например, экономическую деятельность/организацию часто называют «эконосферой» (Logan,Ссылка Логан2014 ). Использование суффикса «сфера» в такой работе является эксплицитным признанием того, что рассмотрение структурных и эволюционных характеристик данных систем может рассматриваться как чисто планетарное явление.

Однако есть одно важное предостережение в рассмотрении антропоцена как свидетельства того, что Земля в настоящее время существует в состоянии активного планетарного разума. При всем своем размахе то, что Homo sapiens создал с нашими индустриальными цивилизациями, кажется нестабильным по своей природе. Если мы рассматриваем цивилизацию как Техносферу (человеческое население плюс технологические вспомогательные системы), связанную с другими планетарными системами (биосферой, атмосферой и т. д.), мы можем сформулировать вопросы стабильности с точки зрения времени воздействия и отклика этих связанных систем.

Во Франке и соавт . (Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2018 ) динамический системный подход был применен к взаимодействию цивилизации, собирающей энергию, и планеты-хозяина, с которой эта энергия собиралась. Эта работа показала, что параметры, связанные как с чувствительностью планеты к воздействию, так и с ростом/сокращением населения цивилизации в результате сбора энергии, определяют долгосрочную жизнеспособность связанных систем. Основные уравнения были весьма абстрактными и представляли собой «игрушечные» модели. Второе исследование (Савич и др .,Ссылки Савич, Франк, Кэрролл-Нелленбак, Хакк-Мисра, Клейдон и Альберти2021 ), в котором использовалась климатическая модель энергетического баланса, обеспечил явный формализм для воздействия на связанную планету-цивилизацию, которое было описано через параметр чувствительности.

Здесь t _роста и t _{климата} являются характерными временами для роста населения планеты и естественной реакции климата. Их отношение, γ , может быть определено с точки зрения: S _{климата} , чувствительности климата к удвоению CO ₂ ;пСО2пСО2, производство CO ₂ на душу населения ; N _max , максимальное население планеты (т.е. ее вместимость); B _nat , естественная рождаемость без технических улучшений; ΔT – допустимый диапазон изменения температуры для цивилизации (связанный со смертностью).

При γ  > 1 население растет и вызывает обратные связи с климатом, тем самым вызывая климатические воздействия с большей скоростью, чем собственные внутренние механизмы планеты (например, такие процессы, как выветривание, вулканизм и т. д.). На рис. 4 показана одна такая модель от Savitch et al .,Ссылки Савич, Франк, Кэрролл-Нелленбак, Хакк-Мисра, Клейдон и Альберти2021 . Как видно из рис. 4 , в этом режиме деятельность цивилизации подталкивает планету к новым климатическим состояниям во временных масштабах, измеряемых несколькими поколениями. Глобальная средняя температура ( T _p ) в этих новых состояниях выходит за пределы того, с чем может справиться техносфера (т.е. T _p  >  T _o  + Δ T , где T _o— планетарная температура до возникновения техносферы). Это приводит к быстрому сокращению популяции, где «быстрое» также можно определить с точки зрения нескольких поколений. Если вымирание в техносфере достаточно велико за достаточно короткое время (опять же измеряемое в поколениях), то сложная технологическая цивилизация может быть не в состоянии поддерживать себя.

Рис. 4. Траектории населения (зеленый цвет) и глобальной средней температуры (оранжевый цвет) в зависимости от времени на основе совместной модели динамических систем планета-цивилизация (Savitch et al., 2021). Модель выполняется для аналога Земли, начиная с планетарных условий (состав атмосферы и т. д.) в 1850 году нашей эры. Модель отслеживает рост населения цивилизаций, включая повышение уровня рождаемости из-за сбора энергии с планеты, а также повышение уровня смертности из-за изменений климата, вызванных этим использованием энергии. Одномерная модель энергетического баланса (EBM) используется для отслеживания изменений глобальной средней температуры. Модель показывает развитие управляемого климатом «антропоцена», когда экспоненциальный рост населения (скорость которого определяется его технологически обусловленным сбором энергии) усекается повышением температуры.

---

В то время как наша нынешняя фаза раннего антропоцена демонстрирует ключевые черты планетарного разума, например возникающую CAS, состоящую из многослойных сетей семантических информационных потоков, ей, по-видимому, не хватает критической характеристики аутопойетического самоподдержания. Напомним, что система будет автопоэзной, если она одновременно самосоздаваемая и самоподдерживающаяся. Самообслуживание требует операционного завершения, чтобы система могла создавать процессы и продукты, которые сами по себе необходимы для поддержания этих процессов и продуктов, что позволяет системе сохраняться. Но, выводя сопряженные земные системы за границы их безопасного функционирования (т. е. состояние климата голоцена), человеческая деятельность в раннем антропоцене угрожает/деградирует, а не поддерживает эти процессы и продукты. Таким образом,Рис. 1 и 2 ).

Рассмотрение границ и сигналов также полезно для размышлений о раннем антропоцене как о незрелой техносфере по отношению к свойствам планетарного разума. Во-первых, мы отмечаем, что именно угроза озоновому слою из-за фреонов привела к ранней и успешной попытке планетарного регулирования. Эта работа представляет особый интерес, учитывая, что, как подчеркивалось в разделе «Предварительные теоретические выводы», озоновый слой может быть артефактом биосферной когнитивной КАС. Во-вторых, ранние попытки построить планетарную защиту от астероидов также можно рассматривать с точки зрения планетарных границ. Здесь астероиды крупнее определенного размера являются сигналом, на который должна реагировать граница, обозначающая планетарный разум. Таким образом,

С этих точек зрения мы видим, что концепция планетарного разума является одновременно описательной и предписывающей. Действительно, при рассмотрении нашего нынешнего затруднительного положения это, возможно, может помочь объяснить шаги и состояния, необходимые для перехода от нестабильной раннеантропоценовой цивилизации ( γ  > 1) к стабильной, устойчивой зрелой антропоценовой цивилизации ( γ  < 1). Эта возможность находится в центре внимания следующего раздела.

Планетарный разум и долгоживущие цивилизации

Долгосрочная эволюция технологических цивилизаций, независимо от того, где они появляются во Вселенной, была постоянным вопросом в астробиологических исследованиях. Самой известной попыткой классифицировать такую ​​эволюцию была шкала Кардешева (Cirkovic,Ссылка Циркович2015). Основываясь исключительно на способности сбора энергии, он классифицировал цивилизации по их способности использовать весь энергетический бюджет планеты (тип I), генерируемый звездой-хозяином планеты (тип II), или по сумме всей звездной энергии в галактике-хозяине. (Тип III). Вступление человеческой цивилизации в антропоцен и та потенциальная экзистенциальная угроза, которую оно представляет, демонстрируют, что одних только мощностей по сбору энергии недостаточно, чтобы осмысленно охарактеризовать эволюцию техносфер. Один из уроков антропоцена, по-видимому, заключается в важности развития глобальных регулятивных петель обратной связи во всех сопряженных планетарных системах принимающего мира. Таким образом, полезно рассматривать создание зрелого планетарного разума как потенциально необходимое условие существования долгоживущих техносфер.

Во Франке и соавт . (Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2018 ) была предложена классификация планет, основанная на степени термодинамической сложности связанных систем (Frank et al .,Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2017 ). Мир класса I, такой как Меркурий, не имеет атмосферы и поэтому может переизлучать входящий звездный поток с низкой энтропией только как черное тело с более высокой энтропией и более низкой температурой. С добавлением атмосферы миры класса II могут использовать градиенты свободной энергии, создаваемые поступающим солнечным излучением (т. е. разницей температур между поверхностью и атмосферой), для выполнения работы и создания диссипативных структур/процессов, таких как конвективная циркуляция и циклы испарения/конденсации. Миры класса III включают «тонкие» биосферы, которые могут локально изменять условия, используя свободную энергию (например, химические градиенты), создаваемую абиотическими процессами. В мирах Класса IV биосфера является «плотной» (или «зрелой»), что означает, что она порождает сложную сеть процессов, оказывающих сильное глобальное воздействие на другие планетные системы ( рис. 2 ).). При переходе от Миров Класса I к Мирам Класса IV ожидается более высокий уровень диссипации и, следовательно, неравновесия. Такой «бег» неравновесия фактически наблюдается в Солнечной системе при переходе от Венеры, Марса и Титана к Земле (Krissansen-Totton et al .,Ссылка Криссансен-Тоттон, Бергсман и Кэтлинг2016 ; Франк и др .,Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2017 ). Модели также показывают, что при переходе от архея (тонкой незрелой биосферы) к современной толстой зрелой биосфере в Земной системе также наблюдался временной подъем неравновесия (Krissansen-Totton et al .,Ссылка Криссансен-Тоттон, Олсон и Кэтлинг2018 ).

Последней классификацией в этой схеме была планета Класса V, которая включала цивилизацию (то есть техносферу, рис. 1 и 2 ), которая вступила в долгосрочные, стабильные отношения с другими связанными системами. Расширяя свойства/особенности других классов на мир с техносферой, Франк и др . (Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2018 ) стремился сформулировать характеристики энергоемких цивилизаций, которые достигли биогеохимических и биогеофизических устойчивых состояний со своими мирами-хозяевами (то есть зрелыми техносферами). Развертывание совместной динамики планетарного масштаба с биосферой представлялось одним из аспектов достижения этих состояний. Одним из рассмотренных примеров было крупномасштабное «озеленение» пустынь с целью сделать биосферу более разнообразной и продуктивной для ее собственного функционирования (Becker et al .,Ссылки Беккер, Вульфмейер, Бергер, Гебель и Мюнх2013 ; Боуринг и др .,Ссылка Боуринг, Миллер, Ганзевельд и Клейдон2013 ).

С точки зрения целей этой статьи, создание надежных и стабильных устойчивых состояний между техносферами, биосферами и другими связанными системами будет включать ярчайший пример планетарного разума. Здесь коллективное действие отдельных компонентов техносферы и биосферы направлено на достижение явно планетарных целей. Как и ранняя стадия антропоцена, мир Класса V включает в себя техносферу, придающую ей первый набор характеристик в нашем определении планетарного разума: эмерджентность; сети семантического информационного потока; функционирование техносферы как КАС, включая функционирование сигналочувствительных границ. В отличие от ранней стадии антропоцена (который, как мы утверждали, является незрелой техносферой), зрелая техносфера на планете класса V достигла бы операционного закрытия, преднамеренно адаптируя свою собственную деятельность, чтобы функционировать в пределах (временных и пространственных) других планетарных систем. Таким образом, зрелая техносфера не может функционировать независимо от других систем. Вместо этого он приспособился бы функционировать в границах вновь увеличенного целого, включающего его собственную деятельность. Короче говоря, планета класса V будет демонстрировать интеллект планетарного масштаба (когнитивную активность) и, как таковая, будет автопоэзной. он приспособился бы функционировать в границах вновь увеличенного целого, включающего его собственную деятельность. Короче говоря, планета класса V будет демонстрировать интеллект планетарного масштаба (когнитивную активность) и, как таковая, будет автопоэзной. он приспособился бы функционировать в границах вновь увеличенного целого, включающего его собственную деятельность. Короче говоря, планета класса V будет демонстрировать интеллект планетарного масштаба (когнитивную активность) и, как таковая, будет автопоэзной.

Гринспун (Ссылка Гринспун2016 ) утверждал, что миры класса V могут представлять собой начало вступления планеты не просто в новую геологическую эпоху, как в антропоцене, а в новую эпоху ., который может продолжаться сотни миллионов лет и более. Подобно тому, как другие признанные границы эонов в истории Земли можно рассматривать как представляющие собой переходы в функциональных отношениях между биосферой и остальной системой Земли, этот «сапезиок» эон будет включать в себя применение не только познания посредством семантических информационных потоков, действующих на планетарные масштабы, а мудрость в смысле «способности действовать на основе суждений, основанных на опыте». Таким образом, планеты в сапезойской фазе — это те, в которых мудрое самоуправление (т. е. цивилизационное строительство техносферы) и мудрое планетарное управление — одно и то же. Сами механизмы самоуправления должны быть коллективными и глобальными по своему масштабу. (Возможно, благожелательный диктатор не будет представлять собой планетарный разум, потому что контроль носит локальный характер.)

Еще раз, мы должны рассмотреть вопрос о временных масштабах обратной связи. На рис. 5 мы представляем схематическую диаграмму временных масштабов обратной связи или «вмешательств» в работу различных типов планет, которые мы обсуждали в этой статье. Они могут быть описаны либо с точки зрения пяти классов, обсуждаемых в Frank et al . (Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2017 ) или, как это сделано в этой статье, через различия между незрелой/зрелой биосферой/техносферой. Для так называемых «зрелых биосфер» обратные связи представляют собой сети, работающие через связанные планетарные системы в диапазоне временных масштабов от десятилетий (регулирование температуры океана DMS) до CH ₄регулирование климата на протяжении миллионов лет. Обратите внимание, что они могут быть или не быть явно Гайанскими с точки зрения создания гомеостатической регуляции. Для «незрелых техносфер» обратная связь или вмешательство будут непреднамеренными. Они являются непреднамеренными последствиями деятельности цивилизации, происходящей во временных масштабах от десятилетий до столетий. Однако для «зрелых техносфер» вмешательство будет преднамеренным. Они будут преднамеренно геянскими и предназначены для поддержания устойчивости как биосферы, так и техносферы как связанной системы. В краткосрочной перспективе пополнение озона и смягчение последствий изменения климата будут происходить в масштабах от десятилетий до столетий. По оценкам, для терраформирования необитаемых миров (если это возможно) потребуется до 1000 лет. Планетарная защита от астероидов потребует разработки систем, которые будут работать во временных масштабах для столкновений с «разрушителями городов» (> 1000 лет). При самых длительных временных масштабах и самых высоких технологических возможностях преднамеренные изменения в звездной эволюции (если это возможно) для продления обитаемости будут происходить в течение миллионов лет.

Рис. 5. Временные рамки для вмешательств на различных предлагаемых уровнях планетарного разума. Для так называемых «зрелых биосфер» обратная связь или вмешательство происходят в диапазоне временных масштабов от десятилетий (регулирование температуры океана с помощью DMS) до миллионов лет для регулирования климата CH _{4 .} Для «незрелых техносфер», где обратная связь или вмешательство носят непреднамеренный характер, временные масштабы составляют от десятилетий до столетий. Для «зрелых техносфер» вмешательства являются преднамеренными и предназначены для поддержания устойчивости как биосферы, так и техносферы как связанной системы. Пополнение озонового слоя и смягчение последствий изменения климата будут происходить в масштабах от десятилетий до столетий, в то время как преднамеренные изменения в звездной эволюции (если это возможно) определят самые длительные временные масштабы от десятков до сотен миллионов лет.

---

На данный момент мы не делаем абсолютных заявлений относительно лежащей в основе когнитивной природы видов, способных создать планетарный разум, но минимальным критерием может быть то, что они должны быть социальными. Возможно, что только виды, вышедшие из определенных эволюционных путей, таких как эусоциальность (муравьи, термиты и т. д. на Земле), способны обеспечить такое глобальное кооперативное поведение. Поскольку планетарный разум действует как CAS, существование «центральной власти» не является необходимым. Отличительной чертой CAS является механизм, с помощью которого локальные взаимодействия могут порождать глобальные структуры и поведение (Levin,Ссылка Левин2005 ). Некоторые считают, что нисходящая причинность, когда эмерджентные структуры высокого уровня изменяют локальное поведение, имеет важное значение для операций CAS (Levin,Ссылка Левин1998 ). Существует обширная литература о том, как различные формы управления, включая демократии, могут функционировать в качестве CAS (Buckley,Ссылка Бакли1998 ; Беднар и Пейдж,Ссылка Беднар и Пейдж2016 , Гейзельхарт,Ссылка Гейзельхарт2007 ). Многие из них представляют собой примеры того, как мог возникнуть планетарный разум без единой планетарной власти, служащей средством для действия.

Наконец, мы рассматриваем роль границ и сигналов в установлении планетарного разума на этом уровне. Можно было бы ожидать, что цивилизация класса V будет иметь технологические возможности для разработки полностью функционирующей защиты от астероидов. Что еще более важно, хотя ближняя космическая среда может оказаться жизненно важной частью интеграции техносферы с биосферой ( рис. 1(d)).). Конечно, можно ожидать, что сложные формы дистанционного зондирования станут частью набора инструментов для такой интеграции. Но помимо простого самоконтроля планетарного масштаба можно также представить, что дистанционное вмешательство также может быть частью инструментария, используемого для обеспечения устойчивости. Помимо подобных научно-фантастических представлений, идея границ и сигналов может принять менее конкретное воплощение. Сама идея о том, что техносфера должна функционировать в безопасных операционных границах биосферы/геосферы, в которые она встроена, означает, что необходимо разработать и развернуть новые уровни мониторинга и реагирования в планетарных масштабах.

Неотъемлемой частью всех приведенных выше рассуждений является возможность того, что Земля — не единственная планета, на которой возникает техносфера. Таким образом, обсуждение планетарного разума также может оказаться полезным для характеристики и поиска техносигнатур. В этой области астробиологии в последнее время наблюдается всплеск активности наряду с традиционными исследованиями SETI (Genio and Wright,Ссылка Genio и Райт2018 ; Лингам и Леб,Ссылка на Лингама и Леба2019 ; Национальные академии наук, инженерии и медицины и др ., 2019 г. ). В связи с этим возникает вопрос об ожидаемом возрасте цивилизаций, чьи техносигнатуры мы могли бы обнаружить. Недавно Киппинг и др . (Ссылка Киппинг, Франк и Шарф2020 ) показали, что в галактике с экспоненциальным распределением возрастов цивилизаций предпочтение отдается долгоживущим цивилизациям ( рис. 6 ). Бальби (Справочник Бальби2018 ) и Бальби и Циркович (Ссылка Бальби и Циркович2021 ) также исследовали аналогичные тенденции. Существование такого «контактного неравенства» (аналогично известному неравенству доходов в экономике) означает, что если мы найдем свидетельства существования других цивилизаций, то, скорее всего, это будут те, кто прошел через свои версии незрелой техносферы (Frank et al . др. ,Ссылки Франк, Кэрролл-Нелленбак, Альберти и Клейдон2018 ). Тогда такие миры представляли бы форму планет класса V. Более долгоживущие из них будут репрезентативными для сапезойских переходов (по крайней мере, в отношении планетарного управления). Учитывая потенциал сапеозойской эры, продолжающейся в течение геологически или космологически релевантных временных масштабов, возможно, что среди наблюдаемых цивилизаций во Вселенной в значительной степени доминируют те, которые совершили такой переход. С другой стороны, требования устойчивости могут потребовать, чтобы потребление энергии и другие планетарные возмущения, вызванные такой долгоживущей цивилизацией, были более тонкими, чем те «сверхцивилизации», которые представлялись в первые дни SETI (Baum et al .,Ссылки Баум, Хакк-Мисра и Кармоски2012 ).

Рис. 6. Кривая «контактного неравенства» для выявления экзоцивилизаций. Ось абсцисс представляет возраст цивилизаций, стремящихся к обнаружению. Ось Y представляет возраст обнаруженной цивилизации (т.е. экзоцивилизаций). Когда в среднем цивилизации находят свидетельства существования других людей сравнимого возраста, соотношение падает по диагональной линии. Используя байесовские методы, Kipping et al. (2020) продемонстрировали, что фактическая кривая обнаружения, вероятно, будет следовать выпуклой кривой, подразумевая, что обнаруженные цивилизации будут старше, чем цивилизации, проводящие поиск. Таким образом, по причинам долгосрочной устойчивости эти более старые обнаруженные цивилизации, возможно, уже прошли через переход планетарного разума к зрелой техносфере, обсуждаемой в тексте.

---

Выводы и резюме

Человечество в настоящее время находится в пропасти: наши коллективные действия явно имеют глобальные последствия, но мы еще не контролируем эти последствия. Переход к планетарному разуму, как мы здесь описали, будет иметь характерное свойство разума, действующего в планетарном масштабе. Такой планетарный разум был бы способен управлять будущей эволюцией Земли, действуя согласованно с планетарными системами и руководствуясь глубоким пониманием таких систем. Если другие цивилизации, которые могут существовать во Вселенной, также претерпят такой переход, мы ожидаем увидеть заметную разницу с точки зрения сигнатур планет с устойчивым глобальным интеллектом по сравнению с теми, которые не перешли на эту фазу планетарной эволюции. В самом деле, если планетарный разум является условием долголетия цивилизаций планетарного масштаба,

Критический вопрос заключается в том, как рассмотрение интеллекта как процесса планетарного масштаба может помочь нам адаптироваться и научиться использовать изменения, которые мы вызываем, для нашей собственной долгосрочной устойчивости. Конечно, первый вопрос, который нужно задать, — это устойчивость для кого? «Цивилизация» в настоящее время крайне неравноправна с точки зрения тех групп населения, которые обладают наибольшим влиянием на осуществление планетарных изменений, и тех, кто наиболее уязвим к последствиям планетарной нестабильности. Люди или наши потомки в далеком будущем могут сильно отличаться от нас сейчас. Таким образом, вопрос о планетарном разуме является как этическим и моральным, так и научным. Он неявно предполагает, что существуют коллективные действия, которые могут действовать на общее благо в масштабе глобальных динамических процессов. Как мы указывали, то, что лучше для отдельных людей, не всегда оптимально для коллективов (например, мошенничество в эволюционной биологии). Таким образом, переход к планетарному разуму должен будет преодолеть некоторые из тех же эгоистичных проблем, с которыми эволюция неоднократно сталкивалась на протяжении более 3,5 миллиардов лет истории жизни на этой планете. На самом деле мы можем рассматривать переход к глобальному разуму как крупный переход в эволюции, но он должен происходить в планетарном масштабе (Фурукава и Уокер,Отсылка Фурукава и Уокер2018 ).

Однако, в отличие от других крупных переходов в истории жизни на Земле, переход к планетарному разуму отмечен компонентами более низкого уровня (например, нами), которые в некоторой степени осознают происходящее. Напротив, трудно заключить, что отдельные клетки знали или имели выбор в отношении своего объединения для осуществления многоклеточности. Глобальные изменения уже происходят, затрагивая почти все в нашей повседневной жизни, от того, что мы едим и где, до нашего социального поведения и экономической деятельности. Часто глобальные особенности, которые регулируют наше поведение как индивидуумов, опосредованы только действием «снизу вверх», то есть они являются эмерджентными свойствами нашей сложной глобальной системы. Однако они не обязательно управляются на этом глобальном уровне. Таким образом, мы в каком-то смысле находимся на полпути к главному переходу,

В заключение, исследование планетарного разума может объединить три области исследования: эволюция и функции биосферы Земли; современное возникновение техносферы в антропоцене; и астробиология миров, населенных технологически развитыми экзоцивилизациями. Мы надеемся, что будущая работа позволит более подробно сформулировать свойства и применение планетарного интеллекта.

Благодарности

Мы с благодарностью признательны за многочисленные беседы с коллегами, включая Гураба Гошула, Марину Альберти, Акселя Клейдона, Джейкоба Хакк-Мисру, Сэди Франк, Ким Стэнли Робинсон, Харрисона Франка, Гэвина Шмидта, Рави Коппарапу, Джейсона Райта, Калеба Шарфа, Дэвида Кэтлинга, Вуди Салливана. , Дэвид Киппинг, Джонатан Кэрролл-Нелленбак, Эван Томпсон и Марсело Глейзер. Эта работа была поддержана грантом НАСА #80NSSC20K0622.

Конфликт интересов

Никто.

---

использованная литература