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Réévaluation du paradoxe de Fermi

Perspective digitale et univers postbiologique (II)

Nous avons déjà expliqué dans d’autres articles que l’avenir de notre société semble résolument s’orienter vers une civilisation digitale (télécommunication, informatique et réseaux) dans laquelle même le corps humain devient artificiel, bourré d’organes moteurs et de senseurs électroniques (bionique et cybernétique). La théorie de la complexité étudie par ailleurs depuis quelques décennies des modèles informatiques de l'évolution

Dans un important article publié récemment, l'historien des sciences Stephen J. Dick[8] considère qu’il existe une tension entre SETI, tel qu’on le conçoit habituellement, et la perspective d’une croissance exponentielle de la technologie tel qu’on la perçoit ces dernières années sur Terre. 

Mais s’il existe bien un défaut dans la logique du paradoxe de Fermi et le fait que les extraterrestres sont le résultat naturel de l’évolution cosmique, dans ce cas l’évolution culturelle peut être le résultat d’un univers postbiologique dans lequel les machines sont l’espèce dominante. L'idée n'est pas nouvelle et des films comme "Terminator" et certains épisodes de la série "Star Trek" (Cf la civilisation Borg) l'ont très bien décrite.

C’est plus qu’une simple conjecture; c’est la reconnaissance du fait que l’évolution culturelle - la "frontière finale" de l’Equation de Drake – doit être prise en compte au même titre que les composants astronomiques et biologiques de l’évolution cosmique.

Il est aisé de comprendre le besoin de redéfinir SETI en général et notre idée du paradoxe de Fermi en particulier dans ce contexte. Ainsi, l’évolution postbiologique considère ces comportements et traits sociaux comme étant des moteurs d’expansion territoriaux (pour occuper une niche écologique libre) qui, avec plus ou moins de succès, perdent leur pertinence d’être "dérivés de la nature".

D’autres idées générales peuvent en être dérivées comprenant le vaste univers des possibles découlant du concept de l’évolution postbiologique. En particulier, on peut suivre le Principe d’Intelligence de Dick stipulant qu’en triant les priorités, "J’adopte ce que j’appelle le principe central de l’évolution culturelle que je considère comme étant le Principe d’Intelligence : l’entretien, l’amélioration et la perpétuation de la connaissance et de l’intelligence représentent la force directrice centrale de l’évolution culturelle et que si l’intelligence peut être améliorée, elle le sera".

Les mégatrajectoires de l’évolution biologique

Avant d’explorer plus avant les conséquences logiques du Principe d’Intelligence pour SETI, insistons encore sur le fait que le travail de Dick n’est pas un exemple isolé. Des idées très similaires émergent clairement dans différents autres domaines et concernent une quirielle de problèmes différents.

Une macroentité d'origine et de nature inconnues. Document T.Lombry.

Les considérations relatives à l’évolution postbiologique peuvent être reliées avec succès au concept de "mégatrajectoire" de Knoll et Bambach[9] qui expliquent de manière convaincante que l’astrobiologie est le champ ultime pour valider ou rejeter nos concepts biologiques.

Par rapport à l’ancien problème du progrès (ou de son absence) au cours de l’évolution de la vie sur Terre, Knoll et Bambach offrent une solution médiane comprenant à la fois des caractères contingents et convergents de l’évolution biologique à travers le concept de "mégatrajectoire".

On peut imaginer que les six mégatrajectoires qu’ils citent définissent l’essentiel des vecteurs de changement de l’histoire de la vie. Les mégatrajectoires d’une séquence logique sont dictées par la nécessité d’existence d’un degré de complexité N avant que le degré N+1 puisse exister. Dans ce concept, chaque mégatrajectoire ajoute des dimensions qualitatives distinctes dans la manière dont la vie exploite l’espace écologie.

Les six mégatrajectoires tracées par l’évolution biologique terrestre sont à ce jour :

1. De l’origine de la vie au “dernier ancêtre commun”

2. La diversification procaryote

3. La diversification eucaryote unicellulaire

4. L'apparition des organosmes multicellulaires

5. L’invasion de la terre ferme

6. L’apparition de l’intelligence et de la technologie.

 L’évolution postbiologique peut représenter la septième mégatrajectoire, instiguée par l’émergence de la vie artificielle au moins équivalente à l’évolution biologique, ainsi qu’à l’invention de certaines technologies clés offrant approximativement le même niveau de complexité et l’impact environnemental tel que les nanoassemblages moléculaires[10] ou les modifications stellaires[11].

Les CTA peuvent être considérées comme des éléments de la septième (ou éventuellement supérieure) mégatrajectoire. Il n’est pas nécessaire d’assumer que cette dernière représente l’abandon total ou partiel du substrat matériel biologique de l’évolution antérieure, bien que cela soit certainement l’une des options. Il faut plutôt considérer que le mode d’évolution va probablement évoluer d’une évolution Darwinienne dominant les six mégatrajectoires précédentes vers une sorte de mode quasi Lamarckien, global et intentionnel, caractérisé par des entités fortement développées culturellement. On reviendra sur cet important point qui en un sens évite toute spéculation superficielle concernant la structure détaillée des CTA.

Une extension naturelle du Principe d’Intelligence est ce qu’on appelle l'approche ou la perspective digitale de l’astrobiologie : lorsqu’un seuil particulier de la complexité astrobiologique est atteint, les relations appropriées entre les entités existantes sont définies par les exigences des traitements de calcul. Ce concept digital n’émerge pas seulement en biologie mais en sciences fondamentales, en cosmologie, en sciences sociales, etc. Une conséquence particulière de la perspective digitale, en relation avec la thermodynamique et l’informatique permet d’entrevoir un nouvel aspect de l’évolution générique de l’intelligence des civilisations dans le contexte Galactique, y compris une nouvelle explication du vieux puzzle de Fermi.

La perspective digitale indique également que nous devrions soit totalement abandonner ou modifier significativement la classification des civilisations intelligentes extraterrestres établies par Nikolaï Kardashev[12], l’un des piliers des travaux classiques de SETI.

Limites de l'évolution postbiologique

Les ordinateurs souffrent beaucoup de la chaleur. Cette image infrarouge révèle qu'un processeur rapide peut facilement atteindre une température supérieure à 80°C ! Si la chaleur n'est pas dissipée, il peut tomber en panne. Document Sierra Pacific Corp.

Quelles sont les limites que nous laisse entrevoir l’évolution postbiologique sur base du Principe d’Intelligence ? Afin de répondre à cette question nous devons considérer les limites imposées par la physique dans la théorie classique de l’information et en particulier en informatique. 

Ainsi que chacun de nous a pu s'en rendre compte à l'occasion en touchant un appareil domestique alimenté, la chaleur est l’ennemi N° 1 des composants électroniques et en particulier de l'informatique. A l’inverse des autres obstacles et difficultés auxquels nous confronte l’informatique d’aujourd’hui (capacité de stockage limitée, poussière sur les processeurs, faible rendement des opérateurs humains), le problème de la dissipation de la chaleur est une conséquence des lois de la physique. C’est pourquoi on peut supposer que ce problème restera l’ennemi de l’efficacité informatique pour des civilisations technologiquement avancées et qu’il aura un effet dominant sur l’élaboration de leurs stratégies de survie.

En ce domaine, la thermodynamique a été historiquement motivée par le “paradoxe” du démon de Maxwell qui a conduit aux grandes découvertes de Szilard, Brillouin et Landauer[13]

L’un des résultats les plus importants souvent appelé l’inégalité de Brillouin est une propriété fondamentale du contenu informatif disponible au traitement de n’importe quel système physique :

I Imax  (1)

où la quantité limite d’information Imax (en bits) traitées à partir de l’énergie E (en ergs) sur un processeur porté à la température T (en K) vaut :

Imax = DE/(kBT ln 2) = 1.05x1016 DE/ T   (2)

avec kB la constante de Boltzmann égale à 1.38x10-23 Joule/K.

Cette quantité maximum d'information disponible pour le traitement est phénoménale et se chiffre à un multiple d'hexabytes (1015 bytes) par unité d'énergie et augmente d'autant plus vite que la température diminue. Dans le cas idéal, aucune énergie ne devrait être perdue à refroidir l’ordinateur puisque cette dépense viendrait s’ajouter au coût énergétique des processus élémentaires (pas logiques) minimisés par la relation (2). Le système de refroidissement le plus efficace est l’espace interstellaire ou intergalactique lui-même qui est situé à l'écart des sources d’énergie comme les étoiles ou les galaxies. Sa température correspond au rayonnement cosmique micro-onde de 2.73 K soit –270.42°C.

Toutefois il s’agit d’un cas idéal dans la mesure où les CTA ne peuvent pas mettre leurs ordinateurs en équilibre thermique avec le rayonnement fossile pour des raisons astrophysiques. Nous allons toutefois étudier de quelles manières nous pourrions approcher ce cas idéal.

Nous avons évoqué précédemment que nos descendants, s’ils cessent en particulier d’être basé sur des organes biologiques, peuvent préférer les basses températures, les régions fortement volatiles des limites du système solaire. Ils peuvent donc développer ce qu’on pourrait appeler une “zone technologique circumstellaire” aussi différente et complémentaire de la fameuse “zone habitable” dans laquelle la vie est considérée comme possible, du moins telle que nous la connaissons.On peut généraliser ce concept à la Galaxie (et aux autres galaxies spirales) par analogie complète avec la ZHG[14].

Précision de langage

Il n’est pas nécessaire, ni même souhaitable pour nos prochaines considérations de préciser la notion d'ordinateur ou d'informatique. Déjà dans notre société il est parfois difficile de faire la distinction entre un ordinateur et un robot. Grâce à la programmation et une interface utilisateur (clavier, écran, souris, scanner, etc), le premier peut répondre par des actions mécaniques (afficher un caractère à l'écran, scanner un document, ouvrir un lecteur, etc) qu'on imagine traditionnellement réalisées par un robot. 

Un robot agit de fait de cette façon et peut parfois être autonome et explorer seul son environnement. Un robot peut accepter des programmes, gérer différents protocoles d'actions et interagir avec le monde extérieur. La différence entre les deux objets devient donc très subtile. Aussi, pour faciliter les choses et généraliser nos propos, nous considérerons dans cet article que tout dispositif tirant profit de la programmation et d'un substrat artificiel ("computronium"), peu importe qu'il soit relié à un superordinateur, des composants organiques ou géré par une intelligence artificielle avancée (androïde ou cyborg), est un système informatique, c'est-à-dire un ensemble complexe interconnecté capable de traiter de l'information.

Idem pour la notion de civilisation technologique avancée. La diversité de l’évolution postbiologique peut probablement épouser, et même probablement remplacer la diversité biologique ancestrale. C’est un détail particulier, le traitement de l’information, que l’on peut assumer comme étant commun à l’évolution des CTA.

Le fait de savoir si une véritable CTA peut être décrite telle qu’un “être informatisé” ou “ayant des ordinateurs” n’a pas une importance fondamentale dans cette analyse. On considère simplement que dans les deux cas le désir d’optimiser l’informatique est très important, si pas le souhait le plus important de ces entités avancées.

Il est déjà clair que dans notre courte perspective astronautique humaine l’évolution postbiologique offre des avantages significatifs en ce domaine[15]. Nous y reviendrons en détail dans d'autres articles lorsque nous discuterons des nanosondes et autres artefacts extraterrestres (ETA).

Prochain chapitre

Variation du gradient de température Galactique

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[8] S.J. Dick, ”Cultural Evolution, the Postbiological Universe and SETI”, Int. J. Astrobiology, 2, pp65-74, 2003.

[9] A.H. Knoll et R.K. Bambach, ”Directionality in the history of life: diffusion from the left wall or repeated scaling of the right ?”, dans Deep Time: Paleobiology’s Perspective, éd. par D.H. Erwin et S.L. Wing, The Paleontological Society, Lawrence, Kansas, pp1-14, 2000.

[10] C. Phoenix et K. Drexler, ”Safe exponential manufacturing”, Nanotechnology, 15, pp869-872, 2004.

[11] C. Phoenix et K. Drexler, op.cit. - D. Criswell, ”Solar system industrialization: Implications for interstellar migration,” dans Interstellar Migration and the Human Experience, éd. par B. Finney et E. Jones, University of California Press, Berkeley, pp50-87, 1985.

[12] N.S.Kardashev, ”Transmission of information by extraterrestrial civilizations”, Sov. Astron. 8, pp217-220, 1964.

[13] L.Brillouin, Science and Information Theory, Academic Press, 1962 – R. Landauer, ”Irreversibility and Heat Generation in the Computing Process”, IBM J. Res. Develop., 5, pp183-191, 1961.

[14] G. Gonzalez, D. Brownlee et P. Ward, ”The Galactic Habitable Zone: Galactic Chemical Evolution”, Icarus, 152, pp185-200, 2001 – C.H. Lineweaver, Y. Fenner et B.K. Gibson, ”The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way”, Science, 303, pp59-62, 2004.

[15] B. Parkinson, ”The carbon or silicon colonization of the universe?”, J. Brit. Interplan. Soc. 58, pp111-116, 2005.


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