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【10】冯·诺依曼探测器(公开资料)
数学家约翰·冯·诺伊曼(JohnvonNeumann)设想的自我复制航天器的概念,有时被称为冯·诺依曼探针。
冯·诺依曼(VonNeumann)认为,执行大规模采矿作业(例如开采整个月球或小行星带)的最有效方法是利用其指数级增长的自我复制航天器。理论上,自我复制的航天器可以被送到邻近的行星系统,在那里它会寻找原材料(从小行星中提取,卫星、气态巨行星等)创建自身的副本。然后,这些复制品将被发送到其他行星系统。然后,最初的“母”探测器可以在恒星系统中追求它的主要目的。这个任务根据提议的自我复制星际飞船的变体而有很大差异。
鉴于这种模式,以及它与细菌繁殖模式的相似性,有人指出冯·诺依曼机器可能被认为是一种生命形式。大卫·布林(DavidBrin)在他的短篇小说《肺鱼》(Lungfish)中谈到了这个想法,指出由不同物种发射的自我复制机器实际上可能会相互竞争(以达尔文主义的方式)争夺原材料,甚至具有相互冲突的任务。如果“物种”足够多,它们甚至可能形成一种生态学,或者——如果它们也拥有一种人工智能形式——一个社会。它们甚至可能与数不清的数千“代”发生变异。
1980年,罗伯特·弗雷塔斯(RobertFreitas)发表了对这种航天器的首次定量工程分析,其中修改了非复制的代达罗斯计划设计,以包括自我复制所需的所有子系统。该设计的策略是使用探针将一个质量约为443吨的“种子”工厂运送到遥远的地点,让种子工厂在那里生产许多自己的副本,以提高其500年的总制造能力,然后使用由此产生的自动化工业综合体建造更多的探针,每个探针上都有一个种子工厂。
据推测,一艘利用相对传统的星际旅行理论方法(即没有奇特的超光速推进,速度限制为0.1c)的自我复制星际飞船可以在短短五十万年内传播到银河系大小的星系中。
关于费米悖论的辩论
1981年,弗兰克·蒂普勒提出了一个论点,即外星智能不存在,基于尚未观察到冯·诺依曼探测器的事实。即使考虑到适度的复制速度和银河系的历史,这样的探测器应该已经在整个太空中很常见,因此,我们应该已经遇到过它们。因为我们没有,这表明外星智能不存在。因此,这就是对费米悖论的解决方案——也就是说,如果外星智能在整个宇宙中都很常见,为什么我们还没有遇到它。
CarlSagan和WilliamNewman对此做出了回应。现在被称为萨根的回应,它指出事实上蒂普勒低估了复制的速度,冯·诺依曼探测器应该已经开始消耗银河系中的大部分质量。因此,萨根和纽曼推断,任何智慧种族都不会首先设计冯·诺依曼探针,并且会在发现任何冯·诺依曼探针时立即试图摧毁它们。正如罗伯特·弗雷塔斯(RobertFreitas)所指出的,辩论双方所描述的冯·诺依曼探测器的假设能力在现实中不太可能,而且更适度地复制的系统不太可能观察到它们对我们的太阳系或整个银河系的影响。
另一个反对冯·诺依曼探测器流行的是,可能制造此类设备的文明在能够制造此类机器之前可能具有很高的自毁可能性。这可能是通过生物或核战争、纳米恐怖主义、资源枯竭、生态灾难或流行病等事件来实现的。创建vonNeumann探针的这一障碍是GreatFilter概念的一个潜在候选者。