traduzione dall'inglese,
immagini
e note (ndt) di Ugo Spezza
Stephen Hawking (08-01-1942) è un matematico britannico e il più grande
astrofisico vivente. E' famoso per i suoi
studi sulla cosmologia, in particolare sui buchi neri. Ha scritto il
best-seller "Dal Big Bang ai buchi neri", e con Roger Penrose: "La
natura dello spazio e del tempo" e molti altri saggi. Ha
detenuto fino a pochi mesi fa la cattedra lucasiana di matematica
all'università di Oxford, cattedra che fu di Isaac Newton.
Premessa
In questa lezione
tratterò, anche facendo uso di speculazioni, dello sviluppo della
vita nell’universo e, in particolare, lo sviluppo della vita
intelligente sulla Terra. Ciò include ovviamente anche la razza umana, anche se
dobbiamo rilevare che parte del suo comportamento, durante la storia
dell’uomo sul nostro pianeta, è stato abbastanza irresponsabile nei
confronti della sopravvivenza della propria specie. Due domande
verranno qui discusse:
E’ una questione
di comune esperienza che nell’universo la materia e l’energia, col
passare del tempo, aumentino sempre di più il loro stato di
disordine e caos. Questa osservazione si concretizza in termini
fisici con una legge: la cosiddetta "seconda
legge della termodinamica". Questo ci dice che l'importo
totale del disordine nell'universo, altrimenti detto Entropia, con
il passare del tempo tende ad aumentare sempre.
Tuttavia, tale legge si riferisce soltanto alla
quantità "totale" di disordine. L'ordine all’interno di un singolo
corpo può aumentare, a condizione che l'importo del disordine nei
dintorni di esso aumenta di una maggiore quantità stabilizzando il
processo. Questo è proprio ciò che accade in un essere vivente. Si
può pertanto definire la vita come:
«
un sistema
ordinato che possa opporsi alla tendenza al disordine, e possa
riprodursi, cioè generare nuovi e simili (ma non identici) sistemi
ordinati. »
Per fare queste
cose, il sistema deve convertire energia in qualche nuova forma
organizzata, come il cibo, la luce del sole, o energia elettrica, in
energia disorganizzata, ad esempio sotto forma di calore. In questo
modo, il sistema nel suo complesso è in grado di soddisfare
l'esigenza che l'importo complessivo dell’aumento del disordine
resti costante, mentre, allo stesso tempo, aumenta lo stato di
ordine nel singolo organismo e nella sua prole. (ndt:
questo spiega perché la vita, composta sostanzialmente da esseri che
producono ordine dal disordine (estropia), non vada in nessun modo a invalidare la seconda
legge della termodinamica, o legge di entropia)
Un essere vivente
è composto genericamente di due elementi: una serie di istruzioni
che indicano come il sistema può sostenere e riprodurre se stesso, e
un meccanismo per eseguire tali istruzioni. In biologia, queste due
parti sono chiamate rispettivamente "geni" e
"metabolismo". Ma vale
la pena di sottolineare che tale sistema non richiede
necessariamente un substrato biologico. Ad esempio, un virus
informatico è un programma che può fare copie di se stesso nella
memoria di un computer, e si trasferirà ad altri computer non appena
né avrà la possibilità.
Così vediamo che esso corrisponde
esattamente alla definizione di "sistema vivente" che ho dato appena
prima. Anche se, come accade con i virus biologici, abbiamo di
fronte una forma di vita piuttosto degenere, perché contiene solo le
istruzioni (i geni), ma non possiede alcun metabolismo interno. Eppure
i virus sono in grado di riprogrammare il metabolismo della cellula
biologica ospite (o del computer ospite in ambito informatico).
Alcuni scienziati
hanno messo persino in dubbio che i virus possano essere
classificati come una forma di vita, perché sono solo parassiti, e
non possono esistere indipendentemente dal loro ospite. Ma se così
fosse, allora la maggior parte delle forme di vita, incluso l’uomo,
sarebbero dei parassiti, poiché si nutrono, per poter sopravvivere, di
altre forme di vita e dipendono quindi da entità vitali esterne. Penso
quindi che i virus dovrebbero essere considerati vita. Forse questo
ci dice qualcosa circa la natura umana, unica forma di vita
che abbiamo creato finora è che talvolta risulta distruttiva.
Tornerò comunque a parlare di creazione della vita e di vita
elettronica nel seguito di questo documento.
Quello che noi
normalmente descriviamo come "vita" si basa su catene di atomi di
carbonio, e pochi altri atomi, come azoto o fosforo. Si può
speculare se si potrebbe ottenere la vita con qualche altra sostanza
chimica di base, ad esempio con il silicio; però il carbonio sembra
essere l’elemento chimico più adattabile e versatile da un punto di
vista chimico. Il fatto che esista un elemento chimico come il
carbonio, con le particolari proprietà che esso possiede, richiede
che le costanti fisiche nell’universo, come la scala QCD, il valore della carica
elettrica, e anche la dimensione dello spazio-tempo siano
esattamente definite. (ndt: la scala QCD
descrive la "Interazione forte", una delle quattro forze
fondamentali della natura, responsabile della coesione dei protoni e
dei neutroni all'interno del nucleo atomico).
Il Principio Antropico
Se le condizioni
nell’universo non fossero state adatte alla vita noi non saremmo qui
e non ci staremmo chiedendo perché le costanti fisiche sono quelle
che sono. Se questi valori fossero stati leggermente diversi, il nucleo di
atomi di carbonio non sarebbe rimasto stabile, o addirittura gli
elettroni sarebbero crollati sul nucleo dell'atomo. A prima vista,
sembra incredibile tali costanti siano così finemente precise e
definite. Forse questa è la prova, che l'universo è stato
appositamente progettato per produrre la razza umana? Tuttavia, si
deve prestare attenzione in merito a tali argomenti, a causa di ciò
che è noto come il Principio Antropico.
Questo si basa sulla verità
lapalissiana, che se l'universo non fosse stato adeguato per la
vita, non ci saremmo chiedendo il motivo per cui è così finemente
regolato. Si può definire il Principio Antropico nelle sue due
versioni: quella forte e quella debole.
Principio Antropico "forte": Osservando gli
innumerevoli universi concepibili applicando le leggi
fisiche del nostro universo, ma distinti da esso per i
valori attribuiti alle costanti fisiche fondamentali,
solo una frazione piccolissima avrebbe potuto dare luogo
a un universo abbastanza stabile da permettere la lenta
evoluzione della vita intelligente. Pertanto, se non si
vuole dare una rilevanza ingiustificata a un insieme
altamente improbabile di valori per le costanti fisiche
fondamentali, bisogna ritenere che "L'universo deve
possedere quelle proprietà che permettono alla vita di
svilupparsi in qualche stadio della sua storia."
|
Il principio
antropico "forte" afferma quindi che
esistono molti universi ed ognuno di essi presenta differenti valori
delle costanti fisiche. Solo in pochi e rari di questi universi i
valori delle costanti fisiche permettono l'esistenza di atomi di
carbonio, elemento costitutivo dei sistemi viventi. Dal momento che
stiamo vivendo in uno di questi universi, non dobbiamo stupirci che
le costanti fisiche siano così finemente sintonizzate tra loro da
consentire l'esistenza di forme di vita. Se non fosse stato così, non saremmo qui. Il Principio
Antropico "forte" tuttavia non è molto soddisfacente. Date le
costanti fisiche, che cosa si può dedurre dal fatto che la vita
esiste qui e ora? Quale significato logico si può attribuire alla
esistenza di tutti gli altri universi? E se questi sono isolati dal
nostro come è possibile che ciò che avviene al loro interno possa
influenzare la realtà del nostro universo?
Principio Antropico "debole": Solo la
contemporaneità di molte straordinarie coincidenze nelle
leggi fisiche e specificamente nei valori delle costanti
fisiche fondamentali della natura rendono possibile
l’evoluzione della vita e la vita intelligente.
|
In questo
documento adotterò pertanto quello che viene comunemente definito
Principio Antropico “debole”, accettando come dati di fatto, i
valori delle costanti fisiche presenti nel nostro universo. Cercherò
altresì di esaminare, in base a questo, quali conclusioni si possono
trarre dal fatto che esiste la vita su questo pianeta, in questa
fase della storia del cosmo.
Dal Big Bang alla vita
Non esisteva
ancora il carbonio quando l'universo ha avuto inizio nel Big Bang,
circa 13.7 miliardi di anni fa. La materia era così calda che era in
forma di particelle elementari: protoni e neutroni. Nei primi 200
secondi dopo il Big Bang il numero di protoni e neutroni era
identico. Tuttavia, a seguito della sua espansione, l’universo si
sarebbe raffreddato. Un minuto dopo il Big Bang, la temperatura
sarebbe scesa a circa un miliardo di gradi, un centinaio di volte
maggiore della temperatura del nucleo del sole. A questa temperatura, i
neutroni cominciano a decadere in protoni.
 |
Ma se questo fosse
stato tutto ciò che è accaduto, l’evoluzione dell’universo avrebbe
prodotto solo l'elemento chimicamente più semplice: l'idrogeno, il
cui nucleo è costituito solo da un unico protone ed un unico
elettrone. Tuttavia, alcuni dei neutroni ebbero collisioni con dei
protoni, e si trovarono insieme a formare il secondo degli elementi
più semplici: l’elio, il cui nucleo è costituito da due protoni e
due neutroni. Ma gli elementi più pesanti, come il carbonio o l'ossigeno, non si sono formati nelle prime fasi dopo la nascita
dell’universo. È impossibile immaginare che si possa costruire un
sistema vivente, formato solo di idrogeno ed elio, e comunque
l’universo neonato era ancora troppo caldo affinché gli atomi
potessero combinarsi in molecole.
Ma l'universo avrebbe continuato ad espandersi, e a raffreddarsi.
|
Alcune
regioni in seguito avrebbero avuto una densità più elevata di altre.
L'attrazione gravitazionale della materia extra in quelle regioni,
avrebbe potuto rallentare la loro espansione e, eventualmente,
fermarla del tutto. Si sono andate quindi a formare, per collasso
gravitazionale, galassie e ammassi stellari, a partire da circa due
miliardi di anni dopo il Big Bang. Alcuni delle nuove stelle neonate
sarebbero state molto più massicce del nostro Sole e di conseguenza
anche molto più calde (ndt: la maggiore massa provoca una maggiore
compressione gravitazionale e quindi un maggior calore nel nucleo).
Quindi queste stelle super-massicce
avrebbero consumato il loro nucleo di idrogeno (e successivamente
elio) molto velocemente producendo elementi più pesanti, come
carbonio, ossigeno, e ferro. Il ciclo di vita di queste stelle
sarebbe dovuto essere limitato a poche poche centinaia di milioni di
anni contro i nove miliardi di anni di vita media del nostro Sole.
Alla fine della loro vita, queste stelle super-massicce sono esplose
come supernove, disperdendo gli elementi più pesanti (carbonio,
ferro e ossigeno) per lo spazio circostante, ciò avrebbe poi
consentito di formare la materia prima per la nascita di nuove
stelle e pianeti.
Gran parte delle stelle della nostra galassia sono troppo lontane da
noi e tale distanza non ci permette di vedere direttamente se hanno
pianeti nella loro orbita. Ma alcune stelle, chiamate Pulsar,
emanano impulsi di onde radio ad intervalli regolari. Se si osserva
una lieve variazione del tasso di emissione radio in una di loro,
questo viene interpretato come l'indicazione che il flusso di onde
radio è stato disturbato da un pianeta che orbita intorno ad essa. I
pianeti che girano intorno alle pulsar quasi sicuramente non sono in
grado di ospitare vita, poiché tale tipo di stella emette una
energia e una radiazione che avrebbe ucciso qualsiasi essere
vivente.
Ma, il fatto che molte pulsar osservate hanno rivelato di
avere pianeti in orbita suggerisce, ragionevolmente, che almeno una
parte delle duecento miliardi di stelle nella nostra galassia, può,
statisticamente, avere pianeti entro la sua orbita.
Sul nostro pianeta le condizioni necessarie per la vita esistono da
circa quattro miliardi di anni dopo il Big Bang. La complessa
molecola a doppia elica del
DNA nel sistema solare si è formata circa tre miliardi e
mezzo di anni fa, ovvero circa nove miliardi di anni dopo
il Big Bang, a partire dal gas contaminato
dai resti della esplosione di precedenti stelle supernove.
La Terra è
formata in gran parte di elementi pesanti, tra cui il ferro, carbonio e
ossigeno. In qualche modo, alcuni di
questi atomi sono pervenuti a combinarsi in forme molecolari sempre
più sofisticate fino ad ottenere il DNA. Questa è la famosa macromolecola polimerica a
forma di doppia elica, scoperta da Crick e Watson, in visione al
nuovo sito del Museo di Cambridge. Ciò che collega le due catene a
forma di elica sono coppie di acidi nucleici.
Ci sono quattro tipi
di acido nucleico, adenina, citosina, guanina, e timina. Temo che
il mio sintetizzatore vocale non è ottimale per pronunciare i loro
nomi; ovviamente non è stato progettato per biologi molecolari!
L'adenina su una
catena è sempre affiancata da una timina sull'altra catena, e una
guanina è sempre affiancata da una citosina. Pertanto, la sequenza degli acidi nucleici
su una catena definisce una unica, e complementare, sequenza
sull'altra catena. Le due catene possono quindi separarsi e agire come modelli per
creare ulteriori catene. Questo processo consente alle molecole di
DNA di riprodurre l'informazione genetica, codificata nelle loro
sequenze di acidi nucleici. Sezioni di tali sequenze possono essere
usate per la creazione di proteine e altre sostanze chimiche, in
modo che possano eseguire le istruzioni codificate in sequenza ed
assemblare così la materia che consente al DNA di riprodurre se
stesso.
 |
I quattro acidi nucleici presenti nel DNA: adenina associata con
timina, citosina associata con guanina. Non si sa come
apparve per la prima volta una molecola di DNA.
La probabilità che
una molecola tanto complessa come il DNA derivi da combinazioni
casuali della materia inorganica è davvero scarsa. Alcuni
scienziati hanno pertanto suggerito che la vita sulla Terra sia
venuta da altrove, e che vi sono semi di vita galleggiante sparsi
per la nostra galassia. |
Tuttavia, sembra
improbabile che una molecola complessa come il DNA possa
sopravvivere a lungo nello spazio aperto (ndt: date le temperature estreme e le radiazioni
ionizzanti a cui sarebbe sottoposta). E anche se potesse, ciò non
ci sarebbe di aiuto per spiegare l'origine della vita, perché il
tempo a disposizione, per la formazione del carbonio è solo poco più
del doppio dell'età della Terra.
La possibilità che si formi una molecola
delicata come il DNA, capace di
riprodurre se stessa, è estremamente improbabile. Tuttavia, in un
universo così grande, con un infinito numero di stelle, ci si
potrebbe aspettare che ciò si possa verificare in alcuni sistemi
stellari, anche se gli stessi risulterebbero enormemente distanti
tra loro. Il fatto che la vita sia sopravvenuta sulla Terra,
tuttavia, non è sorprendente o improbabile. Si tratta di una
semplice applicazione del principio Antropico debole: se invece la vita
fosse apparsa anche su qualche altro pianeta, al contrario, ci sarebbe
invece da chiedersi il motivo per cui ciò si è verificato.
Se la comparsa della vita su un pianeta è un evento molto
improbabile, ci si deve aspettare che essa richieda un lungo periodo
di tempo per verificarsi. Più precisamente, ci si dovrebbe attendere
che la vita appaia giusto in tempo per la successiva evoluzione
verso esseri intelligenti (come noi), prima che il Sole porti a
termine il suo ciclo di vita. Tale ciclo è di nove-dieci miliardi
di anni, dopo di che il Sole si gonfierà in una gigante rossa e
sommergerà la Terra con un'onda d'urto mortale. Una forma di vita intelligente, dovrebbe quindi
sviluppare la capacità di viaggio spaziale, ed essere in grado di
fuggire verso un altro pianeta di un’altra stella prima della
catastrofe. Il resto della vita sulla Terra, quella animale e
vegetale, sarebbe invece condannata.
Vi sono evidenze fossili che vi fosse già qualche forma semplice di
vita sulla Terra circa tre miliardi e mezzo di anni fa. Questo può
essersi verificato solo 500 milioni di anni dopo che la Terra era
divenuta un pianeta stabile (ndt: cessazione
del vulcanesimo attivo e delle piogge di meteore) e
che si fosse raffreddata abbastanza poiché la vita potesse svilupparsi. Ma la
vita avrebbe potuto richiedere 7 miliardi di anni per evolversi fino
al punto di sviluppare evolutivamente esseri intelligenti come noi
che possano interrogarsi sull'origine della vita stessa. La probabilità di
sviluppo della vita su un determinato pianeta è pertanto molto bassa,
considerando che sulla Terra tale processo ha richiesto solo 1/14
del tempo totale a disposizione.
La precoce comparsa della vita sulla Terra, suggerisce che c'è una
buona possibilità di generazione spontanea della vita, se le
condizioni sono adeguate. Forse c'è un continuo assemblaggio di
forme semplici di vita che poi portano fino al DNA. Una volta
comparso il DNA, tale forma evoluta di vita dovrebbe aver
completamente sostituito le precedenti forme.
Non sappiamo quali
siano queste forme anteriori all’epoca del DNA. Una possibilità è
che si tratti di forme di vita semplici basate solo su RNA. Questo
acido nucleico è simile al DNA, ma ha una struttura più semplice, e
non presenta la doppia elica. Brevi sequenze di RNA, possono
riprodurre se stesse proprio come il DNA, e quindi esso potrebbe
eventualmente aver sostituito il DNA nelle prime fasi della vita.
Non si può costruire un acido nucleico in laboratorio, partendo
dalla non-vita inorganica, anche se semplice come l’RNA. Ma dato che
sono trascorsi 500 milioni di anni dopo la formazione della Terra, e
che gli oceani ne coprivano la maggior parte, vi potrebbe essere una
ragionevole probabilità che l’RNA potesse essere comparso
casualmente come combinazione di alcuni processi chimici
particolari.
 |
Quando il DNA riproduce se stesso questo processo produce diversi
"errori" casuali. La quasi totalità di questi errori sono di tipo
distruttivo per la forma di vita (ndt: mutazione recessiva), altri
sarebbero di tipo neutro e non producono effetti
significativi sui geni.
Tali errori avrebbero potuto
contribuire ad una progressiva deriva genetica, che sembra
verificarsi in tutte le popolazioni, mentre alcuni rari
errori sarebbero stati
favorevoli allo sviluppo di nuove specie, meglio adattabili (ndt:
mutazione dominante).
Questo
è il principio su cui opera la selezione naturale secondo Darwin. |
Il processo di evoluzione biologica è un processo molto lento a
partire. Ci sono voluti ben due miliardi e mezzo di anni per far
apparire i primi esemplari di vita multicellulare e un altro
miliardo di anni ancora perché l’evoluzione abbia prodotto in sequenza
le forme note come pesci, i rettili ed infine i mammiferi. Ma poi
il processo evolutivo sembra aver accelerato. Ci sono infatti voluti solo un
un centinaio di milioni di anni per far si che dai primi mammiferi
si sviluppasse l’uomo. Un motivo potrebbe essere è che i pesci
contengono già la maggior parte degli organi dei mammiferi ed i
mammiferi, come i primati, hanno strutture biologiche molto simili
alle nostre, quindi il processo deve essere passato attraverso una
complessa fase di raffinamento.
Una accelerazione del
processo evolutivo
Ma con la razza umana, l'evoluzione ha raggiunto una fase critica,
paragonabile per importanza a quella della comparsa della prima
forma di vita basata su DNA. Tale fase ha visto lo sviluppo del
linguaggio, e in particolare della lingua scritta. Questo ha
permesso che le informazioni potessero essere trasmesse, di
generazione in generazione, in un modo diversificato dalla
informazione genetica codificata attraverso il DNA. Non c'è stato
alcun cambiamento rilevabile nel DNA umano, dal punto di vista
biologico-evolutivo, negli ultimi diecimila anni di storia. Ma la
quantità di conoscenze tramandate di generazione in generazione è
cresciuta enormemente.
La molecola del DNA
contiene circa 10^8 bit di informazione. La Biblioteca universitaria di
Cambridge: 10^13 bits. Il DNA degli esseri umani è costituito da
circa tre miliardi di acidi nucleici. Tuttavia, gran parte delle
informazioni codificate in questa sequenza, è ridondante, o
inattivo. Quindi, la quantità totale di informazioni realmente utili
da un punto di vista evolutivo nei nostri geni, è probabilmente
qualcosa come un centinaio di milioni di bit (ogni singolo bit di
informazione equivale ad un “si” o ad un “no”). Un tipico romanzo
potrebbe contenere due milioni di bit di informazioni. Quindi, la
quantità di informazione codificata nel DNA di un essere umano é
pari a circa cinquanta romanzi. Una grande biblioteca nazionale può
contenere fino a cinque milioni di libri, o, se vogliamo, una decina
di miliardi di bit. Quindi, la quantità di informazioni, tramandata
nei libri, è superiore di un fattore 100.000 rispetto a quella
codificata nel DNA.
Ancora più importante, è il fatto che le informazioni nei libri,
possono essere modificate e aggiornate molto più rapidamente. Ci
sono voluti molti milioni di anni per l’uomo affinché evolvesse dai
primati. Durante tutto questo tempo, le informazioni utili nel
nostro DNA, sono probabilmente cambiate di pochi milioni di bit.
Quindi, il tasso di evoluzione biologica negli esseri umani, è
quantificabile a circa un bit per ogni anno. Per contro, in una
grande biblioteca vi sono
circa 50.000 nuovi libri pubblicati in lingua inglese ogni anno e
ciò corrisponde ad un ordine di grandezza di circa un centinaio di
miliardi di bit di nuove informazioni ogni anno che passa.
Naturalmente, la maggior parte di queste informazioni è incongrua e
priva di valore, quindi non direttamente utilizzabile per lo
sviluppo di una forma di vita. Ma, anche così, il tasso al quale le
informazioni utili possono essere aggiunte nel corso dello sviluppo
evolutivo sono milioni, se non miliardi, di volte superiori rispetto
ad un sistema informazionale basato sul DNA.
Una nuova fase evolutiva per l’umanità
Ciò significa che siamo entrati in una nuova fase dell’evoluzione.
In un primo momento, l'evoluzione procedette attraverso la selezione
naturale, operando da mutazioni casuali. Questa fase darwiniana, è
durata circa tre miliardi e mezzo di anni, e ha prodotto alla fine
noi, esseri che hanno sviluppato il linguaggio per lo scambio di
informazioni. Ma negli ultimi diecimila anni, siamo stati in quella
che potrebbe essere chiamata, una fase di trasmissione "esterna" dell’informazione
(ndt: vedi successivo grafico).
In questo periodo, il cumulo di informazioni biologiche (interne),
trasmesse alle generazioni successive tramite il DNA, non è cambiata
in modo significativo. Al contrario la massa di informazioni
(esterne) codificata nei libri e in altre forme di stoccaggio dell'informazione è cresciuta enormemente. Alcuni pensano che il termine
"evoluzione" si applichi solo per le informazioni "interne"
trasmesse attraverso il materiale genetico, e si oppongono all’idea
di una informazione tramandata in modo "esterno". Ma io penso che
questo punto di vista è troppo ristretto. Noi siamo più che i
nostri soli geni !
L’uomo attuale, strutturalmente, non è né più forte né più
intelligente dei primi ominidi che vivevano nelle caverne. Quello
che davvero ci distingue da loro, è la conoscenza che abbiamo
accumulato nel corso degli ultimi diecimila anni, e in particolare,
nel corso degli ultimi tre secoli. Credo che sia legittimo avere una
visione più ampia che comprende, assieme ai dati del DNA, anche le
informazione "esterna" per considerare l'evoluzione
della razza umana.
La scala temporale dell'evoluzione umana nel periodo di trasmissione
"esterna” dell’informazione corrisponde alla scala temporale
dell'accumulo di informazioni. In origine si trattava di una scala
graduata le cui unità equivalevano a centinaia o migliaia di anni,
ma oggi gli intervalli di evoluzione significativi si sono ristretti
a 50 anni o addirittura meno. D'altra parte, il cervello umano (con
il quale esaminiamo queste informazioni) si è evoluto solo sulla
lenta scala temporale darwiniana, che richiede invece, per mutazioni
significative, intervalli di centinaia di migliaia di anni.
Questo fattore sta oggi creando seri problemi. Nel 18° secolo si
narra di un uomo che era stato in grado di leggere tutti i libri
scritti fino a quel momento. Oggi però una tale impresa sarebbe
impossibile: anche considerando un uomo dalla lettura molto rapida,
che leggesse un libro al giorno, gli ci vorrebbero circa 15.000 anni affinché riuscisse a leggere tutti i libri in una biblioteca nazionale.
Senza considerare tutti gli altri libri scritti in tale intervallo
di tempo.
Questo ha fatto sì che oggi ogni persona non può essere che padrone
di una piccolissima fetta della conoscenza umana. Le persone sono
costrette a specializzarsi in settori ristretti ed ancora in
ulteriori sotto-settori. È probabile che questo metodo di
condivisione dell’informazione risulti una importante limitazione in
futuro.
Una evoluzione auto-diretta
Certamente non possiamo continuare a lungo con il tasso di crescita
esponenziale delle conoscenze che abbiamo ereditato dagli ultimi
trecento anni di sviluppo tecnologico. Una limitazione e un
pericolo ancora maggiore per le generazioni umane future è che
abbiamo ancora l'istinto, in particolare gli impulsi aggressivi, che
avevano i nostri antenati uomini delle caverne (ndt: in quanto non
siamo geneticamente e strutturalmente diversi da essi). Una
aggressività che si è estrinsecata nella forma di soggiogare o
uccidere altri uomini, prendere le loro donne e requisire il loro
cibo, ha certamente determinato un enorme vantaggio per la
sopravvivenza dell’uomo arcaico. Ma oggi un tale retaggio
comportamentale potrebbe distruggere l'intera razza umana, e gran
parte del resto della vita sulla Terra. Una guerra nucleare, è
ancora il pericolo più immediato, ma ce ne sono altri, come il
rilascio di virus geneticamente modificati dalla biotecnologia
avanzata. Oppure una destabilizzazione ambientale dovuta ad un
massivo effetto
serra.
Non c'è più il tempo per aspettare l'evoluzione darwiniana per
renderci più intelligenti e migliorare la nostra natura. Ora stiamo
entrando in una nuova fase, che potrebbe essere chiamata
“self design evolution” (evoluzione auto-diretta), in cui saremo in
grado di cambiare e migliorare autonomamente il nostro DNA come
mostra il progetto che ha consentito di mappare l’intera sequenza
genomica del DNA umano. Il costo affrontato per questo progetto,
pari a circa di miliardi
di dollari, sembra molto, ma questi soldi sono invece da considerare bruscolini
rispetto a un progetto di tale importanza. Una volta che avremo
letto il libro della vita, noi potremo davvero iniziare a scrivere
delle correzioni in esso. In un primo momento, questi cambiamenti
saranno limitati alla riparazione di difetti genetici, come la
fibrosi cistica, o la distrofia muscolare. Questi sono controllati
da singoli geni, e quindi saranno abbastanza facili da individuare e
correggere. Altre qualità, come l'intelligenza, sono probabilmente
controllate da un gran numero di geni. Sarà molto più difficile
trovare le relazioni operative tra i vari geni in questo settore.
Tuttavia sono certo che nel corso del prossimo secolo, gli
scienziati saranno in grado di scoprire come modificare
l'intelligenza umana e regolare al meglio gli istinti recessivi come
quello dell’aggressività umana nelle future generazioni.
Le previsioni
fatte nel passato non riescono a concepire cosa l’ingegneria
genetica sarà in grado di fare con l’uomo. Molte persone non saranno
in grado di resistere alla tentazione di migliorare le
caratteristiche umane, ad esempio la capacità intellettive e della
memoria, la resistenza alle malattie, e la durata della vita (ndt:
ipotesi portate avanti dal movimento transumanista). Una volta che questi superuomini appariranno, ci
potrebbero essere grandi problemi politici, con l'uomo
non-potenziato, che non sarà in grado di competere. Presumibilmente,
quest'ultimo si estinguerà, oppure resterà confinato in nicchie
divenendo ininfluente per la nuova società. Parimenti, ci sarà una
successiva gara per l’auto-progettazione di esseri umani che
continueranno a migliorarsi a velocità crescente.
Se questa gara verrà condotta in modo avveduto e riuscirà ad
eliminare il rischio di auto-distruzione essa sarà successivamente
seguita da una successiva gara alla diffusione e colonizzazione di altri pianeti,
persino di quelli appartenenti ad altri sistemi stellari. In
quest’ultimo caso tuttavia, un viaggio spaziale tanto lungo, sarà
molto difficile che si realizzi per le attuali forme di vita basate
su strutture biologiche a base di DNA. Il naturale ciclo di vita di
tali esseri (ndt: compreso l’attuale homo sapiens) è davvero breve,
rispetto al tempo necessario per un simile viaggio. Secondo la
teoria della relatività, nulla può viaggiare più veloce della luce.
Ne consegue che il viaggio di andata e ritorno per il sistema
stellare più vicino (ndt: Alpha Centauri a 4.3 anni luce dal Sole)
durerebbe almeno almeno otto anni, e, se dovessimo raggiungere il
centro della nostra galassia, impiegheremmo almeno un centinaio di
migliaia di anni.
Nella fantascienza, per superare questa evidente difficoltà, si
ricorre alla velocità “warp” (ndt: nella Star Trek) o viaggi
multi-dimensionali. Ma non credo che questi sistemi saranno mai
realizzati in futuro, indipendentemente da quanto la vita possa
diventare intelligente. Nella teoria della relatività, se si
riuscisse a viaggiare più veloce di luce, al tempo stesso si
potrebbe anche viaggiare indietro nel tempo. Ciò porterebbe a delle
contraddizioni, inconcepibili filosoficamente, come quella che delle
persone potrebbero tornare indietro nel tempo e incontrare il loro
“se stesso” e perfino cambiare il corso degli eventi futuri. Stiamo
ancora attendendo di vedere uno sbarco di turisti dal futuro,
curiosi di vedere le nostre vecchie e pittoresche forme di vita e lo
loro mode attempate (ndt: qui Hawking parla in senso sarcastico).
Potrebbe essere possibile utilizzare l'ingegneria genetica, per
rendere la vita basata sul DNA capace di sopravvivere
indefinitamente, o almeno per un centinaio di migliaia di anni. Ma
un modo più facile, che è sicuramente più alla nostra portata,
sarebbe quello di costruire ed inviare a colonizzare lo spazio macchine-robot intelligenti.
Queste potrebbero essere davvero progettate per durare abbastanza a
lungo per affrontare un viaggio interstellare. Quando esse fossero
pervenute nei pressi di una nuova stella potrebbero atterrare su uno
dei suoi pianeti in orbita, e reperire qui le materie prime per la
costruzione di nuove macchine-robot, le quali potrebbero a loro
volta partire per la colonizzazione di stelle ancora più lontane. Queste
macchine-robot sarebbero da considerare una vera nuova forma di vita,
basata su componenti elettronici e meccanici, piuttosto che su
macromolecole chimiche. Esse potrebbero sostituirsi alla vita basata
sul DNA, così come il DNA si è sostituito a forme di vita
biochimiche precedenti nella scala evolutiva.
Questa forma di vita meccanico-elettronica dovrebbe essere anche
capace di auto-progettazione. Così sembra che il periodo di
trasmissione "esterna" di informazioni nella fase dell’evoluzione,
sarà stato solo un breve interludio, tra la fase darwiniana di tipo
biologico e quella nuova, meccanico-elettronica.
 |
Ciò è
mostrato in questo diagramma, il quale ovviamente non è in
scala, poiché non è possibile mostrare un periodo di
diecimila anni
sulla stessa scala di miliardi di anni.
Se si pensa al periodo durante il quale verrà applicata questa fase
di auto-progettazione questo impone una riflessione.
Questa fase
potrebbe portare instabilità e distruggere la vita stessa o magari
entrare in un vicolo cieco evolutivo. Ma se ciò non avviene, la vita
dovrebbe essere in grado di sopravvivere oltre la morte del Sole,
stimata tra circa 5 miliardi di anni, migrando e colonizzando altri
pianeti in altri sistemi stellari.
La maggior parte delle stelle
entro 14 miliardi di anni da oggi avranno bruciato tutto il loro
combustibile interno e si saranno quindi spente. L'universo si
approssimerà ad uno stato di completo disordine seguendo la seconda
legge della termodinamica. Però Freeman Dyson ha dimostrato che,
nonostante questo, la vita potrebbe adattarsi alle sempre minore
fornitura di energia e quindi potrebbe, in linea di principio,
continuare ad esistere per sempre. |
Esiste vita
extraterrestre nell'universo?
Perchè la Terra non è
ancora stata visitata da extraterrestri? Le 4 possibilità:
-
La probabilità che si sviluppi la vita su un pianeta
simile alla Terra è estremamente bassa.
-
La possibilità che appaia la vita su un pianeta
simile alla Terra presenta buone probabilità di
verificarsi. Però la probabilità che dalla vita
organica semplice si evolvano forme di vita
intelligenti è estremamente bassa.
-
La possibilità che la vita intelligente si evolva
dalla vita organica semplice ha una buone
probabilità di verificarsi. Però la vita
intelligente, raggiunto un certo grado di sviluppo
va incontro alla autodistruzione.
-
Esistono numerose forme di vita intelligente
nell'universo e nella nostra galassia ma esse non
possono o non vogliono comunicare con noi.
|
Esaminiamo ora la possibilità di incontrare forme di vita aliene
durante la fase esplorativa della nostra galassia. Se la scala dei
tempi per la comparsa della vita sulla Terra è corretta, vi
dovrebbero essere molte altre stelle, i cui pianeti siano in grado
di ospitare forme di vita. Alcuni di questi sistemi stellari
potrebbero essersi formati anche 4 miliardi di anni prima della
nostra Terra. Ma allora, se è così, per quale motivo la nostra
galassia non è stata attraversata da una ondata di colonizzazione di
sonde robot (ndt: sonde Von Neumann) capaci di auto-progettazione o da forme di vita
biologiche extraterresti? La nostra Terra sarebbe dovuta esser già
stata visitata e persino colonizzata.
Metto da parte i fenomeni UFO, visti come avvistamenti di presunte
astronavi contenenti esseri provenienti dallo spazio. Penso che
qualsiasi visita di una civiltà extraterrestre, sarebbe stata
oltremodo più evidente degli sfuggenti UFO, e probabilmente anche
abbastanza sgradevole per noi.
Dunque, qual è la spiegazione del motivo per cui non siamo stati
ancora visitati? Una prima possibilità da considerare è che le attuali
teorie in merito alla comparsa della vita sulla Terra sono
sbagliate. Forse la probabilità che la vita organica appaia
spontaneamente dal mondo inorganico è talmente bassa che la Terra
risulta l'unico pianeta contenente vita nella galassia, o forse
l’unico nell’intero universo osservabile.
Una seconda possibilità è che vi è stata una ragionevole probabilità di
formazione di sistemi di produzione autonoma della vita
nell'universo: esseri mono
e multi-cellulari. Però la maggior parte di queste forme di
vita non si sia evoluta una forma di vita intelligente. Siamo
abituati a pensare alla vita intelligente come una conseguenza
inevitabile di un processo di evoluzione. Ma il Principio Antropico
dovrebbe metterci in guardia a diffidare di tale argomento.
È più probabile che l'evoluzione sia un processo casuale, con la
vita intelligente che si presenta come un isolato risultato di un
gran numero di possibili tentativi. Non è scontato che
l'intelligenza possa rappresentare un così grande valore nella lotta
per la sopravvivenza a lungo termine della vita. Batteri e altri
organismi monocellulari, continuerebbero infatti a sopravvivere,
anche se il resto della vita sulla Terra fosse spazzata da qualche
nostra insana azione (ndt: come una guerra nucleare o un danno
biotecnologico globale).
Se si esamina la cronologia della scala
evolutiva si vedrà che l'intelligenza risulta uno sviluppo
improbabile per la vita sulla terra. Ci è voluto davvero moltissimo
tempo, ben due miliardi e mezzo di anni, affinché la vita si sia
potuta evolvere dai primi organismi monocellulari ai più complessi
organismi multi-cellulari, necessari precursori per una forma di
vita abbastanza evoluta da poter poi portare alla nascita della vita
intelligente. E’ un periodo di tempo che rappresenta una buona parte
del tempo totale a disposizione prima che il Sole termini la sua
vita. Questo argomento è quindi coerente con l'ipotesi che la
probabilità che dalla vita organica semplice possano svilupparsi
forme di intelligenza è molto bassa. Se le cose stanno davvero così
dovremmo aspettarci di trovare molte altre forme di vita nella
galassia, però le stesse sarebbero per lo più forme semplici di vita
organica, mentre sarebbe oltremodo improbabile trovare vita
intelligente.
Catastrofi cosmiche e cataclismi
Un altro modo, in cui l’evoluzione potrebbe non riuscire a
sviluppare forme di vita intelligente e che questo processo potrebbe
essere interrotto da un asteroide o cometa che dovesse entrare in
collisione con il pianeta. Abbiamo di recente osservato la
collisione di una cometa, la Schoemaker-Levi, con il pianeta Giove.
(1) La cometa si avvicina a
Giove e viene spezzata in frammenti dalla forza
gravitazionale del pianeta gigante. (2) L'impatto sulla
densa atmosfera gassosa del pianeta produce esplosioni
grandi quanto l'intera Africa. (3) Le esplosioni,
evidenziate con una telecamera all'infrarosso di un
telescopio in Spagna, hanno prodotto una energia pari a 6
miliardi di megaton (750 volte l'intero arsenale nucleare
mondiale). |
Essa si è divisa, prima di arrivare all’impatto, in una serie di
enormi palle di fuoco. E' il pensiero va alla collisione di un corpo
asteroidale, peraltro nemmeno così grande, avvenuto sulla Terra 65
milioni di anni fa e che è stato responsabile dell'estinzione dei
dinosauri.
A questo cataclisma solo alcuni tra i primi mammiferi, animali di
piccole dimensioni, sono sopravvissuti, ma qualcosa di grande come
un essere umano, sarebbe quasi certamente stato spazzato via. E' difficile dire con quali probabilità queste collisioni possano
verificarsi, ma una ragionevole indicazione potrebbe quella di un
impatto ogni venti milioni di anni. Se questa cifra è corretta,
significherebbe che la vita intelligente sulla Terra si è potuta
sviluppare solo perché negli ultimi 65 milioni di anni non vi sono
più state collisioni di questo tipo. Altri pianeti nella galassia,
in cui la vita era in fase di sviluppo potrebbero non essere stati
così fortunati e non aver avuto modo di sviluppare vita intelligente
poiché il lungo periodo necessario a che avvenisse è stato
interrotto da una di queste terribili collisioni (ndt: è disponibile
su questo sito un completo
articolo che tratta dei danni degli
impatti asteroidali).
Una terza possibilità è che vi sia una ragionevole probabilità che
dalla vita organica evolvano esseri intelligenti e che essi
sviluppino una fase di trasmissione "esterna" della informazione. A
quel punto però qualcosa nel sistema diventa instabile e la vita
intelligente va incontro alla autodistruzione (ndt: su questo sito
vi è un
articolo che tratta proprio questa ipotesi). Si tratterebbe
invero di una conclusione molto pessimista e mi auguro vivamente che
essa si dimostri falsa.
Il principio di precauzione
Ma torniamo ancora al nostro discorso di partenza: Perché non siamo
stati ancora visitati da esseri extraterrestri? Vi è invero una
quarta possibilità, ed è quella che prediligo: ci sono altre forme
di vita intelligente nell’universo, ma esse sono molto distanti e
difficilmente individuabili. Oggi è operativo il famoso progetto S.E.T.I.
(Search for Extra Terrestrial Intelligence) per la
ricerca di forme di intelligenza extraterrestre.
Si tratta di un
progetto che fa uso di grandi schiere di radiotelescopi per scansionare
le frequenze radio che ci pervengono dallo spazio, ed esaminare
quelle che presentano segnali intellegibili prodotti da civiltà
aliene. Ho pensato che questo è un progetto che vale la pena di
sostenere, anche se è recentemente è stato limitato a causa di
mancanza di fondi. Ma se un giorno pervenisse davvero un messaggio
radio dallo spazio proveniente da una civiltà aliena dovremmo invero
diffidare a rispondere a tale messaggio, almeno fino a quando non ne
sapremo di più su coloro che lo hanno inviato. Un contatto con una
più avanzata civiltà potrebbe portare a delle conseguenze identiche
a quelle che ebbe il contatto degli abitanti originari nelle
Americhe (Maya, Indiani ecc.) con l’uomo bianco portato da
Cristoforo Colombo. E’ evidente che questo contatto non ha affatto giovato a
queste civiltà.
Original english document (PDF format) >>
Nota:
questo articolo del Prof. Stephen Hawking, tradotto e portato per la
prima volta sul web da Futurology.IT, è stato autorizzato alla
pubblicazione dalla sig.ra Judith Croasdell, assistente del Prof.
Hawking.
Quindi tale testo non può essere copiato e incollato su un altro
sito web o supporto cartaceo o multimediale senza la diretta
autorizzazione dell'autore di questo sito.
Si ringraziano Fabio A. (www.estropico.org)
e Marco Mainoldi per le utili indicazioni e i link web forniti.
Commento di Marco
Mainoldi: è interessante notare, dopo aver letto la lezione del
prof. Stephen Hawking, come molte menti eccelse (Kurzweil, Bostrom,
Vinge, Minsky, per citane alcuni) siano giunte alle stesse
conclusioni: siamo entrati in una fase di autoevoluzione "Self
desing evolution" e tutto questo pensiero che in U.S.A. è molto più
sentito e popolare, ha delle ragioni che nascono da lontano. Ho
trovato un libro edito in italia da Bompiani nel 1949 "introduzione
alla stupidità umana" di Walter B. Pitkin. (il libro fu scritto nel
1939) L'autore dopo aver descritto e analizzato vari episodi
politici ed economici dell'epoca nota alla fine la prevalenza della
stupidità umana e vede come unica via di salvezza la ragione basata
su fatti concreti espressa soltanto dalla scienza.
Una piccola sintesi delle sue conclusioni:
" Ecco dunque la mia profezia. Ciò che oggi chiamiamo la rivoluzione
industriale non è che la prima fase del tentativo dell’uomo di
affrancarsi dalla propria incompetenza animale: è la fase di
approccio alla conquista della Superenergia. Ci troviamo oggi
all’apice di questa fase. Il mondo attende qualcosa di nuovo, che lo
liberi dalle doglie crapulari del potere e della sovrapproduzione.
Di che cosa abbiamo bisogno? Di una maggiore acutezza e di
sensibilità, anzitutto: di una maggior sensibilità di esperire
sensazioni in grande scala e di minuta struttura, così da essere più
pronti nelle reazioni a qualunque cambiamento degli eventi umani.
Solo così possiamo soverchiare la finora invincibile stupidità della
specie: solo così potremo abolire lo sconcio degradante del bruto
insensibile che non vede e non ode. E non possiamo aspettare di far
ciò mediante l’Evoluzione, che è troppo lenta, ottusa, erratica.
Dobbiamo scegliere noi stessi la giusta direttrice escogitando
macchine che intensifichino in noi quella qualunque sensibilità che
ci sembri meritevole di sviluppo e profittevole. Così potremo
allargare i nostri orizzonti, percependo cose prima impercettibili e
che ci stimoleranno a reagire. Gradatamente impareremo che il mondo
reale è qualche cosa di radicalmente diverso da quello che ci
rivelano i nostri nudi organi del senso; troveremo che tutte le
filosofie, tutti i codici morali, tutti gli atti politici basati su
ingenuo empirismo devono essere inesorabilmente scartati come dimore
poggianti sulle sabbie dell’illusione. " Walter B. Pitkin (1878 –
1949).
Commento di Ugo
Spezza: Rileggendo a mente fredda l'articolo del grande Stephen Hawking ho
notato una sezione del testo il cui pregnante significato mi era
sfuggito durante l'enfasi della traduzione; la frase è questa:
« Le previsioni
fatte nel passato non riescono a concepire cosa l’ingegneria
genetica sarà in grado di fare con l’uomo. Molte persone non saranno
in grado di resistere alla tentazione di migliorare le
caratteristiche umane, ad esempio la capacità intellettive e della
memoria, la resistenza alle malattie, e la durata della vita. Una
volta che questi superuomini appariranno, ci potrebbero essere
grandi problemi politici, con l'uomo non-potenziato, che non sarà in
grado di competere. Presumibilmente, quest'ultimo si estinguerà,
oppure resterà confinato in nicchie divenendo ininfluente per la
nuova società. Parimenti, ci sarà una successiva gara per
l’auto-progettazione di esseri umani che continueranno a migliorarsi
a velocità crescente. »
Se si pensa a questa
citazione non può non venire in mente la prospettiva Archeofuturista
declamata da Guillame Faye. Hawking pensa che l'homo sapiens
biologicamente non modificato nel futuro avrà grossi problemi a
rapportarsi con gli uomini che avranno deciso di optare per il
"potenziamento" personale. Questi uomini potenziati, definibili come
Cyborg, potrebbero effettivamente presentare delle caratteristiche
che fanno pensare al famoso overhuman (superuomo) declamato nella
filosofia di Friederich Nietzsche. Essi disporrebbero non solo di
capacità fisiche superiori ma, nel caso che le loro menti venissero
interfacciate ad intelligenze artificiali, anche capacità cognitive
ed intellettive superiori, capacità che gli permetterebbero
sicuramente di prendere posizioni di leader nella nuova società
iper-tecnologizzata che si verrà a creare. Faye, ideologo
francese della "nouvelle droite" nel suo libro "Archeofuturismo"
ipotizza proprio una situazione del genere, egli preannuncia una
rapida decadenza delle attuali società basate sull'egualitarismo e
sulla globalizzazione, sostituite da una nuova elite di overhuman
che possa salire al potere. Ne conseguirà una società non
egualitaria in cui ci saranno esseri umani di serie A, B e C e la
tecnologia avanzata resterà nelle mani della elìte. Questa è una
prospettiva tutt'altro che fantascientifica, essa potrebbe portare a
conflitti su scala globale e ritengo sia il caso di approfondire
questo argomento in un prossimo scritto.
