Математика кінця світу: може чи науковий прогрес призвести до загибелі людства?

Напис на плакаті: кінець світу близько

Можливо, ми з вами спостерігаємо захід людства. Як у фільмі "Матриця", коли Морфиус розповідав Нео про реальному світі і комп'ютерної — тій самій матриці, у якій відтворено пік розвитку нашої цивілізації. Якщо подумати, то кінець 90-их років минулого століття і правда хороший час. Населення Землі в 1999 році становило 6 мільярдів чоловік, зміна клімату не було настільки стрімким, до появи першого айфона залишалося цілих 7 років, а доступ в інтернет можна було отримати тільки за допомогою модему. А далі, згідно з сюжетом, науковий прогрес знищив людство і владу захопили машини. Але що відбувається з нашою насправді і чи науковий прогрес обернутися катастрофою?

Чому наша планета в будь-якому випадку зникне?

Сьогодні вчені знають, що 23 вересня 2090 року відбудеться повне сонячне затемнення. Такий висновок можна зробити виходячи з того, що Місяць, Сонце і Земля рухаються по стабільним, передбачуваним орбітах з дуже незначними збуреннями, а закони гравітації перевірені і відомі. З цієї причини астрофізики можуть передбачати , а також події, які будуть відбуватися протягом наступних мільярдів років. Тому ми знаємо, що у Всесвіті ніщо не вічно.

Приблизно через п'ять мільярдів років Сонце знищить нашу планету. Коли життєвий цикл зірки підійде до кінця, кількість атомів водню і гелію в її ядрі скоротиться. Через це зірка буде ставати все яскравіше і яскравіше, спопеляючи найближчі планети і Землю в тому числі. В результаті Сонце перетвориться на червоний карлик — маленьку і відносно холодну зірку. Логічно припустити, що людей на Землі стане набагато раніше. Принаймні, такої думки дотримується чимала кількість науковців, а астроном і голова астрономічного факультету Гарвардського університету Абрахам Леб, у статті для журналу зізнався, що в швидкої загибелі людства не сумнівається, а тому пропонує шукати способи переселення на інші планети. Причому як можна далі від Сонця.

Проте не виключено, що Сонце не дочекається своєї загибелі. У космосі весь час щось відбувається: Всесвіт розширюється із зростаючою швидкістю, а всі небесні тіла і галактики не стоять на місці. Згідно з результатами дослідження, опублікованого в , галактика Чумацький Шлях — дуже невелика за галактичним мірками — вже через чотири з половиною мільярди років зіткнеться зі своїм найближчим сусідом галактикою Андромеди. Разом вони створять цілком нову, велику галактику. Це означає, що від Сонячної системи не залишиться і сліду. Так що наш галактичний будинок рано чи пізно зникне і засмучуватися з цього приводу просто безглуздо. Але якщо життєвий цикл Сонця і Землі обмежений, то як довго може існувати людська цивілізація?

Сонця зроблене космічним телескопом Хаббл

Як довго може існувати наша цивілізація?

В останні десятиліття багато знайшли нове джерело для занепокоєння про довгострокове виживання людства: теорію ймовірностей. Так званий "аргумент судного дня" свідчить, що існує 50% вірогідність того, що кінець людської цивілізації настане через 760 років. Але чому саме стільки і як взагалі можливий такий розрахунок, коли мова заходить про серйозних наукових дослідженнях? Відповідь включає в себе мало вірогідну комбінацію англійської священнослужителя 18-го століття і алгоритму співробітників Кремнієвої долини.

Як пише в статті для американський письменник, оглядач і скептик Вільям Паундстоун, Томас Баєс (1702-1761) був маловідомим проповідником, який захоплювався математикою. Світова наука запам'ятала його ім'я завдяки теоремі Байєса — математичною формулою, яка показує, як використовувати нові дані для коригування ймовірностей. Протягом цілих двох століть його теоремі приділялося мало уваги, аж до винаходу комп'ютерів. Сьогодні можна без перебільшення сказати, що теорема Байєса є основою цифрової економіки. Це те, що дозволяє таким програмам, як Google, Facebook і Instagram використовувати особисті дані користувачів, щоб передбачити, яким посиланнями вони будуть переходити, які товари захочуть придбати, і навіть за кого будуть голосувати. Сьогодні передбачення з використанням теореми Байєса — це ймовірності, а не визначеність, але вони коштують мільярди для рекламодавців, так як в цілому точні.

Логічно припустити, що якщо з допомогою теореми Байєса можна передбачити ймовірне поведінка інтернет-користувачів, то її цілком можна використовувати і для прогнозу кінця світу. Саме так і з'явився аргумент судного дня. У статті 1993 року, опублікованій в журналі , астрофізик з Прінстонського Університету Річард Готт III використав математичні розрахунки про зростання населення Землі і в результаті передбачив, що кінець, ймовірно, настане через тисячу років. Теорія кінця світу Готта починається з того, що ми складаємо список всіх коли-небудь людей, котрі живуть на Землі, а також тих, хто сьогодні живе і буде жити в майбутньому. Всі люди в списку повинні бути відсортовані в порядку народження. Ніхто з тих, що живуть сьогодні не знає тривалість свого життя, тому статистично існує 50% вірогідністьтого, що ми опинимося в першій або в другій половині списку.

Існує точка зору, що без людей інші види зможуть спокійно існувати

Незважаючи на те, що при народженні нас ніхто не нумерує, демографи оцінюють загальне число людей, які коли-небудь жили на Землі починаючи з до наших днів приблизно в 100 мільярдів чоловік. Це означає, що ваш "серійний номер" порядку народження, як і у будь-якого іншого людини, дорівнює десь 100 мільярдів. Оскільки в рівній мірі ймовірно, що ті з нас, хто живе сьогодні, знаходяться в першій або другій половині всіх минулих і майбутніх людських народжень, ми можемо допустити, що опинимося в другій половині списку — це буде означати, що в майбутньому народиться не більше 100 мільярдів чоловік. І знову існує 50% вірогідність того, що це правда. При нинішньому загальносвітовому коефіцієнті народжуваності (близько 131 мільйонів чоловік в рік — за даними на 2019 рік) існує 50% вірогідність того, що людська цивілізація протримається не більше 760 років.

Дослідження Готта досі є причиною спорів, а десятки впливових вчених намагаються спростувати отримані їм результати. Тим не менше, найбільш популярною претензією до роботи Готта є відсутність в ній ймовірності ядерної війни та інших катаклізмів. Філософ Джон Леслі з Університету Гуэлф в Канаді розробив математичну модель кінця світу, яка дозволяє включати оцінки ймовірності будь-якого обраного сценарію апокаліпсису. Використання більш точних змінних призвело до ще більш похмурим прогнозам, ніж дослідження 1993 року. Однак існують і більш песимістичні прогнози.

Так, ще в 1973 році дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробили математичну модель під назвою . Вона моделювала вплив безлічі факторів на життя на Землі, таких як зростання населення і промисловості, а також виробництво продуктів харчування. Отримані результати не йдуть ні в яке порівняння з дослідженнями Готта і Леслі — комп'ютерна модель пророчила загибель нашої цивілізації вже до 2040 року. І якщо цей результат здається вам чимось абсолютно неймовірним, не варто поспішати з висновками.

насправді ймовірність падіння на Землю гігантського астероїда вкрай мала

У травні 2019 року вчені аналітичного центру Breakthrough: National Centre for Climate Restoration презентували масштабний звіт, в якому були проаналізовані найгірші варіанти розвитку подій для нашої цивілізації. Це найстрашніший на сьогоднішній день, так як згідно з результатами, людства не стане вже через 30 років. Дослідники стверджують, що прогнози кліматологів надто обмежені, а зміна клімату є більш масштабним і складним процесом, ніж всі загрози, з якими стикалися представники нашого виду. Докладніше про цю похмурою роботи можна прочитати в нашому .

Але незважаючи на досить похмурі пророкування, необхідно пам'ятати про те, що ймовірності — це постійно змінюється річка, в яку не можна увійти двічі. Кожен перехід по посиланню в інтернеті оновлює подання рекламодавців про те, хто ви. Те ж саме відноситься і до кінця світу. Так, доктор Готт припускає, що створення аванпосту на може виявитися гарною ідеєю, своєрідною страховкою від майбутньої катастрофи, що вразила нашу планету. Але які загрози сьогодні можуть стати причиною нашого вимирання?

Основні загрози, які стоять перед людством

Майбутнє невідомо, однак науковий метод дозволяє нам передбачати розвиток тих чи інших подій. А враховуючи теорію ймовірностей, обізнаність про небезпеку може допомогти нам вжити необхідних заходів щодо запобігання катастроф. Експерти Всесвітньої організацією охорони здоров'я за 2019 рік виділяють не менше 10 факторів, які загрожують здоров'ю населення Землі. Багато з них збігаються з звітом про глобальні загрози людству Global challenges report 2019. Тим часом, стрілка Годинника Судного Дня — метафоричних годин, які існують на сторінках журналу , ось вже який рік стоїть на позначці 23:58. Опівночі означає початок ядерної війни. 23 січня 2020 року вчені повинні оголосити світові зміниться положення стрілки на годиннику. Слід зазначити, що з 2007 року годинники відображають не тільки загрозу ядерного конфлікту, але і зміна клімату. На думку авторів "Бюлетеня", людство повільно, але вірно рухається до катастрофічних змін.

Ядерна війна

2020 рік почався з загострення конфлікту на Близькому Сході. За оцінками експертів в 2017 році у світі налічувалось не менше 40 збройних конфліктів і воєн. Неспокійна обстановка, а також зростання і розробка нових ядерних озброєнь з кожним роком все більше загрожує життю на Землі. У 2019 році вчені з Прінстонського університету опублікували відео, яке малює страшну картину наслідків масштабної . У , опублікованій на сайті журналу Science & Global Security, сказано, що ризик ядерної війни зріс за останні кілька років, так як Сполучені Штати і відмовилися від давніх договорів про контроль над ядерними озброєннями. За розрахунками фахівців, в результаті військових дій лише протягом перших 45 хвилин загине більше 3,4 мільйона осіб. Чи варто говорити про катастрофічні наслідки ядерного конфлікту, яка з неймовірною швидкістю здатна знищити нашу цивілізацію.

Деякі прогнози щодо найближчого майбутнього можуть виявитися зовсімне такими, як ми думали

Забруднення повітря та зміна клімату

Дев'ять з десяти людей у світі дихають забрудненим повітрям. Мікроскопічні забруднюючі речовини в повітрі проникають в дихальну і серцево-судинну системи, пошкоджуючи легені, серце і мозок. Забруднене повітря щорічно забирає життя 7 мільйонів чоловік. Близько 90% смертей припадає на країни з низьким і середнім рівнем доходу і високими обсягами викидів в атмосферу шкідливих речовин. Це робить забруднення повітря однією з основних причин зміни клімату. За даними ВООЗ, очікується, що в період між 2030 і 2050 роками зміна клімату стане причиною 250 тисяч додаткових смертей в рік від недоїдання, інфекційних захворювань та екстремальної спеки.

Нагадаю, що зміна клімату робить нашу планету гаряче з кожним днем. Згідно з останнім звітом Міжнародної групи експертів зі зміни клімату () під егідою ООН, танення льодовиків, підвищення рівня моря, вимирання дикої природи і зростання температур можуть призвести до катастрофічних наслідків в самому найближчому майбутньому. Важливо розуміти, що мова не йде про кінець світу як такого, проте кількість передчасних смертей від самих різних причин значно зросте. У певному сенсі, більшість викликів, які сьогодні стоять перед людством, є прямим наслідком зміни клімату.

Пандемія і стійкість бактерій до антибіотиків

Віруси постійно еволюціонують. З цієї причини загроза пандемії грипу або іншого смертельного інфекційного захворювання перманентно зберігається. В тій чи іншій частині світу час від часу відбуваються спалахи різних захворювань, від Еболи до коронавіруса. Проте яким би не був смертельним той чи інший вірус, він навряд чи не залишить хоча б декількох вижили, так як здатний відтворюватися тільки в організмі господаря. Врешті-решт людство не раз вело боротьбу з різними вірусами і бактеріями і перемога раніше за нами.

Стійкі до антибіотиків бактерії, тим не менш, серйозно турбують вчених. Ці бактерії можуть заражати людей і тварин, а викликані ними інфекції лікувати важче, ніж інфекції від бактерій, не мають такої стійкості. На практиці це може означати екстремальний зростання смертності від раніше виліковних хвороб. Недооцінювати загрозу не можна, так як резистентність бактерій до різних антибіотиків зросла до загрозливо високих рівнів у всьому світі.

Слід зазначити, що найбільш небезпечним сценарієм розвитку подій є поєднання всіх перерахованих вище факторів. може стати причиною появи мільйонів кліматичних біженців та підвищення температур, що, в свою чергу, спричинить за собою епідемії різних хвороб. Стійкість до антибіотиків, голод, конфлікти з-за ресурсів і пошук притулку можуть послужити приводом до розв'язання міжнародних конфліктів та воєн. А там де , хто-небудь рано чи пізно почне загрожувати застосуванням ядерної зброї.

Самолікування антибіотиками призвело до появи стійких до ліків бактерій, які здатні забрати мільйони життів

Може науковий прогрес погубити людство?

Завдяки науково-технічної революції в усьому світі зросла середня тривалість життя, переможені багато смертельні хвороби, чоловік вийшов у відкритий космос, створив потужні обчислювальні машини, інтернет і тепер стоїть на порозі створення штучного інтелекту. Але це тільки одна сторона медалі. З іншого боку знаходяться менш приємні речі, ви і самі розумієте які. Сьогодні у нас з вами дійсно є привід для занепокоєння. Однак його необхідно відрізняти від паніки і тим більше не варто вірити різного роду заявами про те, що через N-ну кількість років всі люди на планеті дружно помруть.

Зворотна сторона науково-технічного прогресу, як це не парадоксально, може нас погубити. Прогнозування майбутньої небезпеки вимагає активного реагування. Сьогодні ми не тільки пасивно досліджуємо світ природи, але й активно втручатися в нього. Як пише в статті для дослідник з Оксфордського університету Томас Мойніхан, наші очікування щодо небезпек природи спонукають нас втручатися в неї все більше, переслідуючи власні інтереси. Відповідно, ми все більше занурюємося в світ нашої власної творчості, в якому розрив між "природним" і скорочується. Це лежить в основі ідеї "антропоцен", згідно якої вся система Землі схильна до впливу — в кращу або в гіршу сторону — діяльності людини.

Хоча деякі з сучасних технологій по праву вважаються вершиною прогресу і цивілізації, наше прагнення передбачати і запобігати катастрофи само по собі створює свої власні . Це поставило нас у нинішнє скрутне становище: індустріалізація, яка спочатку була викликана нашим бажанням контролювати природу, можливо, зробила її більш неконтрольованою, ставши причиною стрімкого зміни клімату. Наші спроби передбачити майбутнє мають тенденцію непередбачувано змінювати все навколо. Поряд з відкриттям радикальних можливостей, таких як нові ліки та технології, науково-технічний прогрес створює нові ризики для людства — в ще більших масштабах. Це і отрута, і ліки одночасно. 50 на 50, як не крути.