Математика конца света: может ли научный прогресс привести к гибели человечества?

Возможно, мы с вами наблюдаем закат человечества. Как в фильме “Матрица”, когда Морфиус рассказывал Нео о реальном мире и компьютерной симуляции — той самой матрице, в которой воссоздан пик развития нашей цивилизации. Если подумать, то конец 90-ых годов прошлого века и правда хорошее время. Население Земли в 1999 году составляло 6 миллиардов человек, изменение климата не было столь стремительным, до появления первого айфона оставалось целых 7 лет, а доступ в интернет можно было получить только с помощью модема. А дальше, согласно сюжету, научный прогресс погубил человечество и власть захватили машины. Но что происходит с нашей цивилизацией на самом деле и может ли научный прогресс обернуться катастрофой?

Надпись на плакате: конец света близко

Почему наша планета в любом случае исчезнет?

Сегодня ученые знают, что 23 сентября 2090 года состоится полное солнечное затмение. Такой вывод можно сделать исходя из того, что Луна, Солнце и Земля движутся по стабильным, предсказуемым орбитам с очень незначительными возмущениями, а законы гравитации проверены и известны. По этой причине астрофизики могут предсказывать будущее Вселенной, а также события, которые будут происходить на протяжении следующих миллиардов лет. Поэтому мы знаем, что во Вселенной ничто не вечно.

Примерно через пять миллиардов лет Солнце уничтожит нашу планету. Когда жизненный цикл звезды подойдет к концу, количество атомов водорода и гелия в ее ядре сократится. Из-за этого звезда будет становиться все ярче и ярче, испепеляя ближайшие планеты и Землю в том числе. В результате Солнце превратится в красный карлик — маленькую и относительно холодную звезду. Логично предположить, что людей на Земле не станет гораздо раньше. По крайней мере, такого мнения придерживается немалое количество ученых, а астроном и председатель астрономического факультета Гарвардского университета Абрахам Леб, в статье для журнала Scientific American признался, что в скорой гибели человечества не сомневается, а потому предлагает искать способы переселения на другие планеты. Причем как можно дальше от Солнца.

Однако не исключено, что Солнце не дождется своей гибели. В космосе все время что-то происходит: Вселенная расширяется с возрастающей скоростью, а все небесные тела и галактики не стоят на месте. Согласно результатам исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal, галактика Млечный Путь — очень небольшая по галактическим меркам — уже через четыре с половиной миллиарда лет столкнется со своим ближайшим соседом галактикой Андромеды. Вместе они создадут совершенно новую, большую галактику. Это значит, что от Солнечной системы не останется и следа. Так что наш галактический дом рано или поздно исчезнет и расстраиваться по этому поводу просто бессмысленно. Но если жизненный цикл Солнца и Земли ограничен, то как долго может существовать человеческая цивилизация?

Недавно астрономы выяснили, что галактика Андромеды на самом деле не такая большая, как считалось раньше. Подробнее о настоящих размерах Андромеды читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен.

Фотография Солнца сделанная космическим телескопом Хаббл

Как долго может существовать наша цивилизация?

В последние десятилетия многие математики нашли новый источник для беспокойства о долгосрочном выживании человечества: теорию вероятностей. Так называемый “аргумент судного дня” гласит, что существует 50% вероятности того, что конец человеческой цивилизации наступит через 760 лет. Но почему именно столько и как вообще возможен подобный расчет, когда речь заходит о серьезных научных исследованиях? Ответ включает в себя мало вероятную комбинацию английского священнослужителя 18-го века и алгоритма сотрудников Кремниевой долины.

Как пишет в статье для The Wall Street Journal американский писатель, обозреватель и скептик Уильям Паундстоун, Томас Байес (1702-1761) был малоизвестным проповедником, который увлекался математикой. Мировая наука запомнила его имя благодаря теореме Байеса — математической формуле, которая показывает, как использовать новые данные для корректировки вероятностей. На протяжении целых двух столетий его теореме уделялось мало внимания, вплоть до изобретения компьютеров. Сегодня можно без преувеличения сказать, что теорема Байеса является основой цифровой экономики. Это то, что позволяет таким приложениям, как Google, Facebook и Instagram использовать личные данные пользователей, чтобы предсказать, по каким ссылкам они будут переходить, какие товары захотят приобрести, и даже за кого будут голосовать. Сегодня предсказания с использованием теоремы Байеса — это вероятности, а не определенность, но они стоят миллиарды для рекламодателей, так как в целом точны.

Логично предположить, что если с помощью теоремы Байеса можно предсказать вероятное поведение интернет-пользователей, то ее вполне можно использовать и для прогноза конца света. Именно так и появился аргумент судного дня. В статье 1993 года, опубликованной в журнале Nature, астрофизик из Принстонского Университета Ричард Готт III использовал математические рассчеты о росте населения Земли и в результате предсказал, что конец, вероятно, наступит через тысячу лет. Теория конца света Готта начинается с того, что мы составляем список всех когда-либо живущих людей на Земле, а также тех, кто живет сегодня и будет жить в будущем. Все люди в списке должны быть отсортированы в порядке рождения. Никто из живущих сегодня не знает продолжительность своей жизни, поэтому статистически существует 50% вероятность того, что мы окажемся в первой или во второй половине списка.

Существует точка зрения, что без людей другие виды смогут спокойно существовать

Несмотря на то, что при рождении нас никто не нумерует, демографы оценивают общее число людей, которые когда-либо жили на Земле начиная с Homo Sapiens до наших дней примерно в 100 миллиардов человек. Это означает, что ваш “серийный номер” порядка рождения, как и у любого другого человека, равен где-то 100 миллиардам. Поскольку в равной степени вероятно, что те из нас, кто живет сегодня, находятся в первой или второй половине всех прошлых и будущих человеческих рождений, мы можем допустить, что окажемся во второй половине списка — это будет означать, что в будущем родится не более 100 миллиардов человек. И снова существует 50% вероятность того, что это правда. При нынешнем общемировом коэффициенте рождаемости (около 131 миллионов человек в год — по данным на 2019 год) существует 50% вероятность того, что человеческая цивилизация продержится не более 760 лет.

Исследование Готта до сих пор является причиной споров, а десятки влиятельных ученых пытаются опровергнуть полученные им результаты. Тем не менее, наиболее популярной претензией к работе Готта является отсутствие в ней вероятности ядерной войны и иных катаклизмов. Философ Джон Лесли из Университета Гуэлф в Канаде разработал математическую модель конца света, которая позволяет включать оценки вероятности любого выбранного сценария апокалипсиса. Использование более точных переменных привело к еще более мрачным предсказаниям, чем исследование 1993 года. Однако существуют и более пессимистичные прогнозы.

Так, еще в 1973 году исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали математическую модель под названием World3. Она моделировала влияние множества факторов на жизнь на Земле, таких как рост населения и промышленности, а также производство продуктов питания. Полученные результаты не идут ни в какое сравнение с исследованиями Готта и Лесли — компьютерная модель предсказала гибель нашей цивилизации уже к 2040 году. И если этот результат кажется вам чем-то абсолютно невероятным, не стоит спешить с выводами.

На самом деле вероятность падения на Землю гигантского астероида крайне мала

В мае 2019 года ученые аналитического центра Breakthrough: National Centre for Climate Restoration представили масштабный отчет, в котором были проанализированы наихудшие варианты развития событий для нашей цивилизации. Это самый пугающий научный отчет на сегодняшний день, так как согласно результатам, человечества не станет уже через 30 лет. Исследователи утверждают, что прогнозы климатологов слишком ограничены, а изменение климата является более масштабным и сложным процессом, чем все угрозы, с которыми сталкивались представители нашего вида. Подробнее об этой мрачной работе можно прочитать в нашем специальном материале.

Но несмотря на довольно мрачные предсказания, необходимо помнить о том, что вероятности — это постоянно меняющаяся река, в которую нельзя войти дважды. Каждый переход по ссылке в интернете обновляет представления рекламодателей о том, кто вы. То же самое относится и к концу света. Так, доктор Готт предполагает, что создание аванпоста на Марсе может оказаться хорошей идеей, своеобразной страховкой от будущей катастрофы, поразившей нашу планету. Но какие угрозы сегодня могут стать причиной нашего вымирания?

Основные угрозы, которые стоят перед человечеством

Будущее неизвестно, однако научный метод позволяет нам предугадывать развитие тех или иных событий. А учитывая теорию вероятностей, осведомленность об опасности может помочь нам предпринять необходимые меры по предотвращению катастроф. Эксперты Всемирной организацией здравоохранения в отчете за 2019 год выделяют не менее 10 факторов, которые угрожают здоровью населения Земли. Многие из них совпадают с отчетом о глобальных угрозах человечеству Global challenges report 2019. Тем временем, стрелка Часов Судного Дня — метафорических часов, которые существуют на страницах журнала Бюллетень ученых атомщиков, вот уже который год стоит на отметке 23:58. Полночь на Часах Судного Дня означает начало ядерной войны. 23 января 2020 года ученые должны объявить миру изменится ли положение стрелки на часах. Следует отметить, что с 2007 года часы отображают не только угрозу ядерного конфликта, но и изменение климата. По мнению авторов “Бюллетеня”, человечество медленно, но верно движется к катастрофическим переменам.

Ядерная война

2020 год начался с обострения конфликта на Ближнем Востоке. По оценкам экспертов в 2017 году в мире насчитывалось не менее 40 вооруженных конфликтов и войн. Неспокойная обстановка, а также рост и разработка новых ядерных вооружений с каждым годом все больше угрожает жизни на Земле. В 2019 году ученые из Принстонского университета опубликовали видео, которое рисует страшную картину последствий масштабной ядерной войны. В официальном обращении, опубликованном на сайте журнала Science & Global Security, сказано, что риск ядерной войны возрос за последние несколько лет, так как Соединенные Штаты и Россия отказались от давних договоров о контроле над ядерными вооружениями. По расчетам специалистов, в результате военных действий только в течение первых 45 минут погибнет больше 3,4 миллионов человек. Стоит ли говорить о катастрофических последствиях ядерного конфликта, которая с невероятной скоростью способна уничтожить нашу цивилизацию.

Некоторые прогнозы относительно ближайшего будущего могут оказаться совсем не такими, как мы думали

Загрязнение воздуха и изменение климата

Девять из десяти человек в мире дышат загрязненным воздухом. Микроскопические загрязняющие вещества в воздухе проникают в дыхательную и сердечно-сосудистую системы, повреждая легкие, сердце и мозг. Загрязненный воздух ежегодно уносит жизни 7 миллионов человек. Около 90% смертей приходится на страны с низким и средним уровнем дохода и высокими объемами выбросов в атмосферу вредных веществ. Это делает загрязнение воздуха одной из основных причин изменения климата. По данным ВОЗ, ожидается, что в период между 2030 и 2050 годами изменение климата станет причиной 250 тысяч дополнительных смертей в год от недоедания, инфекционных заболеваний и экстремальной жары.

Напомню, что изменение климата делает нашу планету горячее с каждым днем. Согласно последним отчетам Международной группы экспертов по изменению климата (МГИЭК) под эгидой ООН, таяние ледников, повышение уровня моря, вымирание дикой природы и рост температур могут привести к катастрофическим последствиям в самом ближайшем будущем. Важно понимать, что речь не идет о конце света как таковом, однако количество преждевременных смертей от самых разных причин значительно возрастет. В некотором смысле, большинство вызовов, которые сегодня стоят перед человечеством, являются прямым следствием изменения климата.

Пандемия и устойчивость бактерий к антибиотикам

Вирусы постоянно эволюционируют. По этой причине угроза пандемии гриппа или другого смертельного инфекционного заболевания перманентно сохраняется. В той или иной части света время от времени происходят вспышки самых разных заболеваний, от Эболы до коронавируса. Однако каким бы смертельным не был тот или иной вирус, он навряд ли не оставит хотя бы нескольких выживших, так как способен воспроизводиться только в организме хозяина. В конце-концов человечество не раз вело борьбу с самыми разными вирусами и бактериями и победа по-прежнему за нами.

Устойчивые к антибиотикам бактерии, тем не менее, серьезно беспокоят ученых. Эти бактерии могут заражать людей и животных, а вызываемые ими инфекции лечить труднее, чем инфекции от бактерий, не имеющих такой устойчивости. На практике это может означать экстремальный рост смертности от ранее излечимых болезней. Недооценивать угрозу нельзя, так как резистентность бактерий к самым разным антибиотикам возросла до угрожающе высоких уровней во всем мире.

Следует отметить, что наиболее опасным сценарием развития событий является сочетание всех вышеперечисленных факторов. Изменение климата может стать причиной появления миллионов климатических беженцев и повышения температур, что, в свою очередь, повлечет за собой эпидемии самых разных болезней. Устойчивость к антибиотикам, голод, конфликты из-за ресурсов и поиск убежища могут послужить поводом к развязыванию международных конфликтов и войн. А там где война, кто-нибудь рано или поздно начнет угрожать применением ядерного оружия.

Самолечение антибиотиками привело к появлению устойчивых к лекарствам бактерий, которые способны унести миллионы жизней

Может ли научный прогресс погубить человечество?

Благодаря научно-технической революции во всем мире выросла средняя продолжительность жизни, побеждены многие смертельные болезни, человек вышел в открытый космос, создал мощные вычислительные машины, интернет и теперь стоит на пороге создания искусственного интеллекта. Но это только одна сторона медали. С другой стороны находятся менее приятные вещи, вы и сами понимаете какие. Сегодня у нас с вами действительно есть повод для беспокойства. Однако его необходимо отличать от паники и тем более не стоит верить разного рода заявлениям о том, что через N-ное количество лет все люди на планете дружно умрут.

Обратная сторона научно-технического прогресса, как это не парадоксально, может нас погубить. Прогнозирование предстоящей опасности требует активного реагирования. Сегодня мы не только пассивно исследуем мир природы, но и активно вмешиваемся в него. Как пишет в статье для The Conversations исследователь из Оксфордского университета Томас Мойнихан, наши ожидания относительно опасностей природы побуждают нас вмешиваться в нее все больше, преследуя собственные интересы. Соответственно, мы все больше и больше погружаемся в мир нашего собственного творчества, в котором разрыв между “естественным” и “искусственным” сокращается. Это лежит в основе идеи “антропоцена”, согласно которой вся система Земли подвержена влиянию — в лучшую или в худшую сторону — деятельности человека.

Хотя некоторые из современных технологий по праву считаются вершиной прогресса и цивилизации, наше стремление предвидеть и предотвращать катастрофы само по себе создает свои собственные опасности. Это поставило нас в нынешнее затруднительное положение: индустриализация, которая изначально была вызвана нашим желанием контролировать природу, возможно, сделала ее более неконтролируемой, став причиной стремительного изменения климата. Наши попытки предсказать будущее имеют тенденцию непредсказуемо менять все вокруг. Наряду с открытием радикальных возможностей, таких как новые лекарства и технологии, научно-технический прогресс создает новые риски для человечества — в еще больших масштабах. Это и яд, и лекарство одновременно. 50 на 50, как не крути.