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

Можливо, ми з вами спостерігаємо захід людства. Як у фільмі "Матриця", коли Морфиус розповідав Нео про реальний світ і комп'ютерної симуляції - тієї самої матриці, в 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, відповідно до сюжету, науковий прогрес погубив людство і владу захопили машини. Але що відбувається з нашою цивілізацією насправді і чи може науковий прогрес обернутися катастрофою?

Напис на плакаті: кінець світу близько

зміст

• 1 Чому наша планета в будь-якому випадку зникне?
• 2 Як довго може існувати наша цивілізація?
• 3 Основні загрози, які стоять перед людством
• 4 Ядерна війна
• 5 Забруднення повітря і зміна клімату
• 6 Пандемія і стійкість бактерій до антибіотиків
• 7 Чи може науковий прогрес погубити людство?

Чому наша планета в будь-якому випадку зникне?

Сьогодні вчені знають, що 23 вересня 2090 рокувідбудеться 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 майбутнє Всесвіту, а також події, які відбуватимуться протягом наступних мільярдів років. Тому ми знаємо, що у Всесвіті ніщо не вічне.

Приблизно через п'ять мільярдів років Сонцезнищить 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 в червоний карлик - маленьку і відносно холодну зірку. Логічно припустити, що людей на Землі не стане набагато раніше. Принаймні, такої думки дотримується чимала кількість вчених, а астроном і голова астрономічного факультету Гарвардського університету Абрахам Леб, в статті для журналу Scientific American зізнався, що в швидкої загибелі людства не сумнівається, а тому пропонує шукати способи переселення на інші планети. Причому якнайдалі від Сонця.

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

Нещодавно астрономи з'ясували, що галактика Андромеди насправді не така велика, як вважалося раніше. Детальніше про справжніх розмірах Андромеди читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен.

Фотографія Сонця зроблена космічним телескопом Хаббл

Як довго може існувати наша цивілізація?

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

Як пише в статті для The Wall Street Journalамериканський письменник, оглядач і скептик Вільям Паундстоун, Томас Байес (1702-1761) був маловідомим проповідником, який захоплювався математикою. Світова наука запам'ятала його ім'я завдяки теоремі Байеса - математичній формулі, 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 Байеса є основою цифрової економіки. Це те, що дозволяє таким програмам, як Google, Facebook і Instagram використовувати особисті дані користувачів, щоб передбачити, по яких посиланнях 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 за допомогою теоремиБайеса можна передбачити можливе 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 Nature, астрофізик з Прінстонського Університету Річард Готт III використовував 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 живуть людей на Землі, а також тих, хто живе сьогодні і буде жити в майбутньому. Всі люди в списку повинні бути відсортовані в порядку народження. Ніхто з живучих сьогодні не знає тривалість свого життя, тому статистично існує 50% вірогідність того, 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 ненумерує, демографи оцінюють загальне число людей, які коли-небудь жили на Землі починаючи з Homo Sapiens 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 причиноюсуперечок, а десятки впливових вчених намагаються спростувати отримані ним результати. Проте, найбільш популярною претензією до роботи Готта є відсутність в ній ймовірності ядерної війни та інших катаклізмів. Філософ Джон Леслі з Університету Гуелф 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 зМассачусетського технологічного інституту (MIT) розробили математичну модель під назвою World3. Вона моделювала вплив безлічі чинників 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 передбачила 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 центруBreakthrough: National Centre for Climate Restoration представили масштабний звіт, в якому були проаналізовані найгірші варіанти розвитку подій для нашої цивілізації. Це самий лякаючий науковий звіт на сьогоднішній день, так як згідно з результатами, людства не стане вже через 30 років. Дослідники стверджують, що прогнози кліматологів занадто обмежені, а зміна клімату є більш масштабним і складним процесом, ніж всі загрози, з якими стикалися представники нашого виду. Детальніше про цю похмурої роботі можна прочитати в нашому спеціальному матеріалі.

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 уявлення рекламодавців про те, хто ви. Те ж саме відноситься і до кінця світу. Так, доктор Готт передбачає, що створення аванпосту на Марсі може виявитися хорошою ідеєю, своєрідною страховкою від майбутньої катастрофи, що уразила нашу планету. Але які загрози сьогодні можуть стати причиною нашого вимирання?

Основні загрози, які стоять перед людством

Майбутнє невідомо, проте науковий методдозволяє нам передбачати розвиток тих чи інших подій. А з огляду на теорію ймовірностей, обізнаність про небезпеку може допомогти нам вжити необхідних заходів щодо запобігання катастроф. Експерти Всесвітньої організацією охорони здоров'я в звіті за 2019 рік виділяють не менше 10 факторів, які загрожують здоров'ю населення Землі. Багато з них збігаються зі звітом про глобальні загрози людству Global challenges report 2019. Тим часом, стрілка Годинника Судного Дня - метафоричних годин, які існують на сторінках журналу Бюлетень вчених атомників, ось уже який рік стоїть на позначці 23:58. Північ на Часах Судного Дня означає початок ядерної війни. 23 січня 2020 року вчені мають оголосити світу чи зміниться положення стрілки на годиннику. Слід зазначити, що з 2007 року годинник відображають не тільки загрозу ядерного конфлікту, а й зміна клімату. На думку авторів "Бюлетеня", людство повільно, але вірно рухається до катастрофічних змін.

ядерна війна

2020 рік почався з загострення конфлікту наБлизькому Сході. За оцінками експертів у 2017 році в світі налічувалося не менше 40 озброєних конфліктів і воєн. Неспокійна обстановка, а також зростання і розробка нових ядерних озброєнь з кожним роком все більше загрожує життю на Землі. У 2019 вчені з Прінстонського університету опублікували відео, яке малює страшну картину наслідків масштабної ядерної війни. В офіційному зверненні, опублікованому на сайті журналу Science & Global Security, сказано, що ризик ядерної війни зріс за останні кілька років, так як Сполучені Штати і Росія відмовилися від давніх договорів про контроль над ядерними озброєннями. За розрахунками фахівців, в результаті військових дій тільки 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 зовсім не такими, як ми думали

Забруднення повітря і зміна клімату

Дев'ять з десяти чоловік в світі дихаютьзабрудненим 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 на рік від недоїдання, інфекційних захворювань і екстремальної спеки.

Нагадаю, що зміна клімату робить нашупланету гаряче з кожним днем. Згідно з останніми звітами Міжнародної групи експертів зі зміни клімату (МГІЕК) під егідою ООН, танення льодовиків, підвищення рівня моря, вимирання дикої природи і зростання температур можуть привести до катастрофічних наслідків в самому найближчому майбутньому. Важливо розуміти, що мова не йде про кінець світу як такому, 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 Ебола до коронавируса. Однак яким би смертельним ні той чи інший вірус, він навряд чи не залишить хоча б декількох вижили, так як здатний відтворюватися тільки в організмі господаря. В кінці-кінців людство не раз вело боротьбу з різними вірусами та бактеріями і перемога, як і раніше за нами.

Стійкі до антибіотиків бактерії, проте,серйозно турбують вчених. Ці бактерії можуть заражати людей і тварин, а викликані ними інфекції лікувати важче, ніж інфекції від бактерій, які 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 самих різних антибіотиків зросла до загрозливо високих рівнів у всьому світі.

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

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

Чи може науковий прогрес погубити людство?

Завдяки науково-технічної революції в усьомусвіті зросла середня тривалість життя, переможені багато смертельні хвороби, людина вийшла 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 все люди на планеті дружно помруть.

Як ви думаєте, скільки буде існувати наша цивілізація? Давайте поговоримо про це в коментарях і з учасниками нашого Telegram-чату

Зворотний бік науково-технічного прогресу,як це не парадоксально, може нас погубити. Прогнозування майбутньої небезпеки вимагає активного реагування. Сьогодні ми не тільки пасивно досліджуємо світ природи, а й активно втручаємося в нього. Як пише в статті для The Conversations 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 і більше занурюємося в світ нашого власного творчості, в якому розрив між "природним" і "штучним" скорочується. Це лежить в основі ідеї "антропоцен", згідно з якою вся система Землі схильна до впливу - в кращу або в гіршу сторону - діяльності людини.

Хоча деякі з сучасних технологій по правувважаються вершиною прогресу і цивілізації, наше прагнення передбачати і запобігати катастрофи саме по собі створює свої власні небезпеки. Це поставило нас у нинішній скрутний стан: 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 і технології, науково-технічний прогрес створює нові ризики для людства - в ще більших масштабах. Це і отрута, і ліки одночасно. 50 на 50, хоч як крути.