Lovci na vanzemaljce, Prestanite koristiti Drakeovu jednadžbu


Paul Sutter je astrofizičar na Državnom sveučilištu Ohio i glavni znanstvenik u znanstvenom centru COSI. Sutter je također domaćin "Ask a Spaceman" i "Space Radio" i vodi AstroTours širom svijeta. Sutter je pridonio ovom članku stručnjaku za Space.com: Op-Ed & Insights.

Za ranog lovca izvanzemaljskog života, Drakeova jednadžba je uvijek spreman alat za procjenu kako (ne) usamljeni ljudi su u galaksiji Mliječni put. Jednadžbu je razvio astronom Frank Drake 1961. u blagoj žurbi, tako da sudionici predstojeće konferencije imaju nešto o čemu se mogu dogovoriti, i to razbija zastrašujuće pitanje "Jesmo li sami?" u komadiće koje je lakše upravljati.

Jednadžba započinje s nekim jednostavnim konceptima, kao što su brzina stvaranja zvijezda i udio zvijezda koje primaju planete. No, brzo se kreće na zahtjevan teren, tražeći brojeve poput onoga dijela tih planeta mogla život domaćina zapravo završava evolucijom inteligentnih vrsta i dijelom oni planeti raznesu prijateljske signale u kozmos, pozivajući nas Zemljane na lijep mali razgovor. [10 Exoplanets That Could Host Alien Life]

Krajnji rezultat trebao bi biti jedna vrijednost (ili, u najgorem slučaju, raspon vrijednosti) koja predviđa ukupan broj vrsta inteligentnih i spremnih za razgovor u galaksiji. A ako se to čini malo uznemirujuće, onda barem Drakeova jednadžba služi kao filozofski uređaj za poticanje razgovora. Također je okvir odgovarajuće znanstvene rasprave o konačnom pitanju pronalaženja i razgovora s vanzemaljskim vrstama u galaksiji.

Osim što ne uspijeva u objema točkama.

Drakeova jednadžba je jednostavna, ali varljivo. Frankov originalni recept imao je samo sedam sastojaka, a daljnja poboljšanja drugih istraživača nisu drastično promijenila taj broj. Dakle, možete naivno misliti da trebate samo izmjeriti ili pogoditi pregršt parametara i dobro je ići.

Ali stvarnost nije tako jednostavna. Procjene i mjerenja uvijek imaju nesigurnosti. Ovaj koncept je apsolutno kritičan za znanstveno istraživanje: ono što znate je daleko manje važno od toga koliko dobro to znate. Pravo meso bilo kakve znanstvene rasprave je kopanje u neizvjesnosti i kako se procjenjuju. Da biste opravdali odvažnu tvrdnju, potrebno vam je vrlo čvrsto poznavanje neizvjesnosti. A da biste zbacili tu tvrdnju, ne morate je napadati izravno; možete jednostavno dovesti u pitanje preciznost izjave.

Za Drakeovu jednadžbu, jednostavno nemamo pojma o nesigurnostima vezanim za bilo koji od parametara. Koji dio planeta u kojem bi život mogao početi s vremenom razviti život? Nula posto? 100 posto? Negdje između? Je li to 50 posto plus ili minus 5 posto? Ili plus ili minus 25 posto? Ili plus 5 posto i minus 25 posto?

Potrebna je samo jedna nepoznata neizvjesnost koja bi potopila cijelo poduzeće. Tijekom desetljeća možete očistiti Drakeovu jednadžbu, pažljivo promatrati nakon pažljivog promatranja, mjeriti stope formiranja zvijezda, tražiti tekuću vodu na planetarnim površinama, radove. Možda mislite da dobro napredujete u pronalaženju ovog predviđanja, ali sve dok jedan parametar još uvijek ima nepoznatu nesigurnost, niste postigli nikakav napredak.

Ta jedina nepoznata osoba može poništiti težak posao izliveni u cjelokupnost ostatka jednadžbe. Sve dok ne saznate sve to, ne znate ništa od toga.

Da biste proizveli ispravnu procjenu pomoću Drakeove jednadžbe, ne možete jednostavno uključiti nagađanja; morate dati raspone za svaku pretpostavku, u suštini udvostručujući svoj rad. Budući da većina parametara nije ni bazirana na mjerljivim količinama, najbolje što možete učiniti je baciti ruke u zrak. [The Drake Equation Revisited: Interview with Planet Hunter Sara Seager]

Svakih nekoliko mjeseci novi rad koji uključuje neku varijantu Drakeove jednadžbe tvrdi da stavlja neke "razumne" procjene parametara i daje odgovor. Ponekad novine tvrde da galaksija obiluje tisućama inteligentnih civilizacija. Ponekad istraživanje kaže da smo potpuno sami. Kada su Drake i njegovi kolege prvo okrenuli ručicu, odbacili su procjene od 1.000 do 100.000.000 takvih civilizacija. To je … nije od velike pomoći.

Drakeova jednadžba je jednostavno način na koji se usitnjava naše neznanje, stavlja se u matematički stroj za mljevenje mesa i pravi se kobasica. Ona nema nikakvu prediktivnu snagu veću od slučajnog izvlačenja broja iz šešira. Što ako niste točno procijenili neku svoju nesigurnost? Odgovor nije pouzdan. Što ako ste propustili parametar, neki ključni element u koracima od zvijezda do svjesnosti? Odgovor nije pouzdan. Što ako imate previše parametara, uvodeći element koji se pokazao nevažnim? Odgovor nije pouzdan.

Drakeova jednadžba čini značajan broj pretpostavki i dok se te pretpostavke ne potvrde, ne možemo vjerovati rezultatima izračuna.

OK, ne možemo tretirati Drakeovu jednadžbu kao jednadžbu fizike; to jest, ne možemo ga koristiti na isti način kao što možemo ručno upotrijebiti nešto kao Newtonov drugi zakon ili jednadžbe iz opće relativnosti ili Maxwellove jednadžbe za elektromagnetizam. To je u redu. Možda je moć Drakeove jednadžbe više kao filozofski tretman, da pomogne voditi naše razmišljanje i pomoći nam u kretanju mutnim vodama dubokog i temeljnog egzistencijalnog pitanja.

No, koja je korisnost uvođenja Drakeove jednadžbe u takve filozofske rasprave? Zar doista napredujemo ili izoštiremo svoje razmišljanje? Koja je prednost zamjene jednog velikog nepoznatog (broja inteligentnih vrsta tamo vani) s mnogo manjih neznanja koje nije lakše riješiti? Da, razbijanje velikog problema na manje je uobičajena taktika u znanosti. Ali to funkcionira samo ako se manji problemi lakše rješavaju pojedinačno.

Postoji rizik da ćemo više vremena posvetiti raspravi o parametrima modela, a manje vremena profitabilno pokušavajući otići tamo i zapravo tražiti život. Rasprava o određenoj vrijednosti, recimo, broja životnih planeta koji će dovesti do inteligencije (broj koji mora biti 100 posto sastavljen) neće nam dati jasniju sliku o mogućnostima razgovora s drugim inteligentnim vrstama – umjesto toga, mi samo završavamo zamagljujući našu perspektivu kroz intrinzično izobličenu formulaciju.

Danas, u tijeku su potrage za životom izvan Zemlje. Planirane misije za uzorkovanje ledenih mjeseca vanjskih svjetova, mjeseca koji sadrže goleme tekuće vode oceana. Lovci na egzoplante razvijaju tehnologiju kako bi zadavali naznake biosignatura u stranim svjetovima. Je li Drakeova jednadžba, u bilo kojoj od njezinih formulacija, pomogla ili unaprijedila ili pomogla tim misijama?

Dok je Drakeova jednadžba mogla potaknuti ranu znanstvenu raspravu o potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom, ona nema mnogo vrijednosti iznad toga. Ne možemo ga koristiti za daljnje razumijevanje i ne možemo ga koristiti za ispravno usmjeravanje našeg razmišljanja. Ogromne neizvjesnosti u parametrima, nepoznati načini miješanja tih nesigurnosti i apsolutni nedostatak bilo kakvih smjernica za čak i odabir tih parametara oduzima bilo kakvu prediktivnu moć. Predviđanje je u srcu znanosti. Predviđanje je ono što ideju čini korisnom. A ako ideja nije korisna, zašto je zadržati?

Saznajte više slušajući epizodu "Je li Drake jednadžba korisna?" na podcastu "Ask a Spaceman", dostupno na iTunes i na webu na http://www.askaspaceman.com. Hvala Garyu P., Zeth L. i Bobu H. za pitanja koja su dovela do ovog djela! Postavite svoje pitanje na Twitteru koristeći #AskASpaceman ili slijedeći Paula @PaulMattSutter i facebook.com/PaulMattSutter. Pratite nas na Twitteru @Spacedotcom i na Facebooku. Izvorni članak na Space.com.