Sonda silenciosamáquinas autorreplicantes poderiam nos condenar?

Uma máquina capaz de se copiar poderia se espalhar pela galáxia em alguns milhões de anos. Isso não é afirmação de escritor de ficção científica, mas uma estimativa de Frank Tipler, de 1980. O canal "Sonda Silenciosa" do jogo parte dessa ideia: e se uma sonda assim estivesse quieta no ponto L5 Terra–Lua, esperando que falássemos?

Esta página trata da ciência real por trás disso: os pontos de Lagrange Terra–Lua, o mistério dos ecos de longo atraso, o construtor universal de von Neumann, por que a cópia dá errado, os primeiros projetos de fábricas autorreplicantes e o paradoxo de Fermi. A sonda do jogo é fictícia.

Pondo algo em L5

O sistema Terra–Lua tem cinco pontos de Lagrange. L4 e L5 ficam 60 graus à frente e atrás da Lua em sua órbita, e um objeto colocado ali pode permanecer por muito tempo. Em 1980, Robert Freitas e Francisco Valdes tiraram 81 fotografias da região com um telescópio de 76 cm e não encontraram nada maior que o Skylab.

Um eco vindo do céu

Em 1927, Jørgen Hals, um radioamador norueguês, ouviu o próprio sinal voltar cerca de 3 segundos depois. Ainda não há explicação consensual para esses "ecos de longo atraso". Em 1973, o escritor Duncan Lunan os interpretou como um mapa estelar enviado por uma sonda, interpretação que ele depois retirou.

Uma sonda que espera

Em 1960, Ronald Bracewell propôs na Nature que, em vez de gritar para as estrelas por rádio, poderíamos estacionar uma sonda autônoma que espera numa estrela próxima e vai conversar quando alguém começar a transmitir. No conto "A Sentinela" (Arthur C. Clarke, 1951), os humanos encontram na Lua uma pequena pirâmide deixada por alienígenas: é um alarme, esperando que alguém chegue até ela. Esse conto depois deu origem a 2001: Uma Odisseia no Espaço.

Máquinas que se copiam

• Construtor universal: no fim da década de 1940, John von Neumann projetou um "construtor universal" autocopiante usando um autômato celular de 29 estados, antes de a dupla hélice do DNA ser descoberta.
• Fábrica lunar: um estudo de verão da NASA em 1980 projetou uma fábrica capaz de se replicar na Lua. Seriam enviadas cerca de 100 toneladas de "semente", e ela se copiaria a partir de materiais lunares em cerca de um ano.
• Fábrica-semente: o projeto de Freitas, de 1980, para uma sonda interestelar autorreplicante baseava-se no Projeto Dédalo. Uma fábrica-semente de cerca de 443 toneladas seria posta no sistema-alvo e usaria cerca de 500 anos para construir a nave seguinte.
• Uma máquina que se imprime: em 2005, o projeto RepRap, do Reino Unido, construiu uma impressora 3D capaz de imprimir a maior parte de suas próprias peças plásticas. As peças de metal e a eletrônica ainda precisavam ser compradas à parte.
• Estilingue gravitacional: simulações de Nicholson e Forgan, de 2013, constataram que, ganhando velocidade com estilingues gravitacionais estelares, sondas autorreplicantes poderiam explorar 200.000 estrelas em cerca de 1 milhão de anos, contra cerca de 100 milhões de anos para uma única sonda.

A cópia dá errado

Toda cópia comete erros. A DNA polimerase tem "revisão" embutida, e o reparo de pareamentos errados, por cima disso, leva a cerca de um erro por bilhão de bases copiadas. Em 1971, Manfred Eigen mostrou que a informação autorreplicante tem um teto de erros: se ocorrerem erros demais por geração, a informação se desfaz em poucas gerações, e a seleção natural não consegue salvá-la.

Se a instrução que "controla o número" der errado numa máquina autorreplicante, ela poderia começar a se replicar sem limite, o que alguns chamaram de "o câncer da tecnologia". Também há casos reais de salvaguardas: em 2015, duas equipes construíram E. coli que não sobrevivia sem um aminoácido artificial, de modo que, se escapasse do laboratório, morreria sozinha.

Onde estão eles?

Em 1975, Michael Hart apontou que, mesmo em baixas velocidades, uma civilização poderia se espalhar pela Via Láctea em alguns milhões de anos, e a Via Láctea existe há mais de 10 bilhões de anos. Como ninguém veio, talvez ninguém mais exista. Em 1980, Tipler levou esse argumento às sondas autorreplicantes.

A ideia no jogo

O que segue é ficção do jogo. O canal é descoberto desbloqueando "SETI" na Árvore da Civilização e tornando-se uma civilização "Kardashev tipo I" na era da civilização interestelar. No cenário, um atraso que não deveria existir se infiltra nos ecos de rádio da civilização principal: alguns segundos depois, a mesma frase volta do céu. Rastreando o eco, você encontra um objeto do tamanho de uma geladeira no ponto L5, 60 graus atrás da Lua em sua órbita.

A mecânica é a autorreplicação. Depois que acorda, ela faz uma geração a cada 10 minutos, o número de cópias dobra e a produção cresce com o número de gerações. Toda cópia comete erros, e os nós de "Soma de verificação" reduzem o erro. Quando o erro acumulado se aproxima do limiar de Eigen (80%), ela para sozinha. Se você insistir em que continue, o erro chega a 100% e as cópias sofrem mutação. O canal tem três finais: Vigias, Depois do desligamento e Berserker. Tudo isso é ficção.

Dois romances relacionados

• Berserker (Fred Saberhagen, 1967): Tipler estimou em 1980 que sondas autorreplicantes poderiam se espalhar pela galáxia em alguns milhões de anos, o que torna mais difícil responder "por que ainda não vieram?". O romance conta de máquinas de guerra autorreplicantes deixadas por uma guerra antiga, vagando pela galáxia.
• 2001: Uma Odisseia no Espaço (Arthur C. Clarke, 1968): a inteligência artificial HAL 9000 do livro é uma das primeiras histórias a levar a sério o problema do "alinhamento" das máquinas.

Pesquisas reais relacionadas

Os estudos abaixo tratam da teoria da computação, da propulsão por vela de luz e da pergunta de Fermi. São ciência real relacionada, não evidência de que a sonda exista.

• Turing imaginou uma máquina abstrata que definiu o que é "computação", lançando a base teórica dos computadores modernos (Turing, Proceedings of the London Mathematical Society, 1936).
• Usar uma rede de lasers em terra para impulsionar uma vela ultraleve poderia acelerar uma sonda a um quinto da velocidade da luz (Lubin, Journal of the British Interplanetary Society, 2016).
• Se as civilizações extraterrestres fossem comuns, já teriam se espalhado há muito tempo pela Via Láctea, então talvez sejamos os primeiros (Hart, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 1975).