Ve 12. epizodě Kosmu, který se vysílal 14. prosince, 1980, program je co-tvůrce a moderátor Carl Sagan představil televizním divákům astronom Frank Drake je stejnojmenné rovnice. Pomocí toho vypočítal potenciální počet vyspělých civilizací v Mléčné dráze, které by nás mohly kontaktovat pomocí mimozemského ekvivalentu naší moderní radiokomunikační technologie. Saganův odhad se pohyboval od“ žalostných pár “ po miliony. „Pokud se civilizace ne vždy zničí krátce po objevení radioastronomie, pak může obloha tiše hučet zprávami z hvězd,“ intonoval Sagan svým nenapodobitelným způsobem.
Sagan byl pesimistický civilizace byl schopen přežít své vlastní technologické „dospívání“—přechodného období, kdy kultura je vývoj, řekněme, jaderná energie, bioinženýrství nebo nesčetné množství dalších mocné schopnosti, by mohlo snadno vést k sebezničení. V podstatě ve všech ostatních ohledech byl optimistou ohledně vyhlídek na pangalaktický život a inteligenci. Ale vědecký základ pro jeho přesvědčení byl přinejlepším nejistý. Sagan a další podezření na vznik života na clement světy musí být kosmické nevyhnutelnost, protože geologické důkazy naznačují, že vznikl překvapivě rychle na Zemi: více než čtyři miliardy let, prakticky hned, jak se naše planeta měla dostatečně ochladí z jeho ohnivé formace. A pokud se, stejně jako v našem světě, život na jiných planetách rychle objevil a vyvinul se, aby se postupem času stal stále složitějším, možná inteligence a technologie, také, by mohly být běžné v celém vesmíru.
V posledních letech, nicméně, někteří skeptičtí astronomové se snažili dát více empirických heft za takové výroky pomocí sofistikované formy analýzy tzv. Bayesovské statistiky. Zaměřili se na dvě velké neznámé: šance na život vznikající na planetách podobných Zemi z abiotických podmínek-proces zvaný abiogeneze-a odtud šance na vznik inteligence. I s takovými odhady v ruce, astronomové nesouhlasí s tím, co znamenají pro život jinde ve vesmíru. Tento nedostatek konsensu je proto, že i nejlepší Bayesovská analýza může udělat jen tolik, když jsou na zemi tenké důkazy o mimozemském životě a inteligenci.
Drakeova rovnice, která astronom představil v roce 1961, vypočítá počet civilizací v naší galaxii, které mohou přenášet nebo přijímat—interstellar zprávy prostřednictvím rádiových vln. Spoléhá se na násobení řady faktorů, z nichž každý kvantifikuje určitý aspekt našich znalostí o naší galaxii, planetách, životě a inteligenci. Mezi tyto faktory patří ƒp, zlomek hvězd, s extrasolární planety; ne, počet obyvatelných planet v extrasolární systém; ƒl, zlomek obyvatelných planet, na kterých život vzniká, a tak dále.
„V době, kdy Drake napsal—nebo dokonce před 25 lety—téměř každý z těchto faktorů mohl být ty, které dělají život velmi vzácné,“ říká Ed Turner, astrofyzik na Princetonské Univerzitě. Nyní víme, že světy kolem hvězd jsou normou a že ty, které jsou podobné Zemi v nejzákladnějších podmínkách velikosti, hmotnosti a slunečního záření, jsou také běžné. Stručně řečeno, zdá se, že neexistuje žádný nedostatek galaktických nemovitostí, které by život mohl obsadit. Přesto „jeden z největších nejistot v rámci celého řetězce faktorů, je pravděpodobnost, že život by vůbec začít—že by dělat, že skok z chemie k životu, i vzhledem k tomu vhodné podmínky,“ řekl Turner.
ignorování této nejistoty může vést astronomy k poněkud odvážným tvrzením. Například minulý měsíc Tom Westby a Christopher Conselice, oba na univerzitě v Nottinghamu v Anglii, udělali titulky, když vypočítali, že v naší galaxii by mělo být alespoň 36 inteligentních civilizací schopných s námi komunikovat. Odhad byl založen na předpokladu, že inteligentní život se objevuje na jiných obyvatelných planetách podobných Zemi asi 4, 5 až 5, 5 miliardy let po jejich vzniku.
„to je jen velmi specifický a silný předpoklad,“ říká astronom David Kipping z Columbia University. „Nevidím žádný důkaz, že by to byla bezpečná sázka.“
odpovědi na otázky o pravděpodobnosti abiogeneze a vzniku inteligence jsou obtížné, protože vědci mají jen jednu informaci: život na Zemi. „Nemáme ani jeden úplný datový bod,“ říká Kipping. „Nevíme, kdy se život objevil například na Zemi. I to je předmětem nejistoty.“
dalším problémem při vytváření předpokladů založených na tom, co lokálně pozorujeme, je tzv. Představte si, že kupujete loterijní lístky a zasáhnete jackpot na 100. pokus. Rozumně, pak můžete přiřadit a 1 procentní pravděpodobnost výhry v loterii. Tento nesprávný závěr je, samozřejmě, výběrová zaujatost, která vzniká, pokud volíte pouze vítěze a žádné z neúspěchů (to znamená desítky milionů lidí, kteří si zakoupili lístky, ale nikdy nevyhráli loterii). Pokud jde o výpočet pravděpodobnosti abiogeneze, „nemáme přístup k selháním,“ říká Kipping. „Takže to je důvod, proč jsme ve velmi náročné pozici, pokud jde o tento problém.“
zadejte Bayesovskou analýzu. Tato technika používá Bayesovu větu, pojmenovanou po Thomasi Bayesovi, anglickém statistikovi a ministrovi z 18. století. Chcete—li vypočítat pravděpodobnost nějaké události, jako je abiogeneze, vyskytující se, astronomové nejprve přijít s pravděpodobným rozdělením pravděpodobnosti to-nejlepší odhad, Chcete-li. Například, jeden může předpokládat, že abiogenesis je tak pravděpodobné, že mezi 100 milionů na 200 milionů let po Zemi tvořil, jak to je mezi 200 až 300 miliony let, po této době nebo jakékoliv jiné 100-milionu-rok-kus historie naší planety. Takové předpoklady se nazývají Bayesovské převory a jsou explicitní. Statistici pak sbírají data nebo důkazy. Nakonec kombinují předchozí a důkazy pro výpočet toho, co se nazývá zadní pravděpodobnost. V případě abiogeneze by tato pravděpodobnost byla pravděpodobností vzniku života na planetě podobné Zemi, vzhledem k našim předchozím předpokladům a důkazům. Zadní není jediné číslo, ale spíše rozdělení pravděpodobnosti, které kvantifikuje jakoukoli nejistotu. To může ukázat, například, že abiogeneze se stává více či méně pravděpodobné s časem spíše než mít rovnoměrné rozdělení pravděpodobnosti navržené předchozím.
V roce 2012 Turner a jeho kolega David Spiegel, pak v Ústavu pro Pokročilé Studium v Princetonu, N. J., byl první, aby důsledně uplatňovaly Bayesovské analýzy abiogenesis. V jejich přístupu, život na Zemi-jako planety kolem sunlike hvězda se neobjeví, dokud nějaký minimální počet let, tmin, po které světové tvorby. Pokud život nevznikne před nějakým maximálním časem, tmax, pak, jak jeho hvězda stárne (a nakonec zemře), podmínky na planetě se stanou příliš nepřátelskými pro abiogenezi, aby vůbec nastala. Mezi tmin a tmax, Turner a Spiegel záměrem bylo vypočítat pravděpodobnost abiogeneze.
vědci pracovali s několika různými předchozími distribucemi pro tuto pravděpodobnost. Předpokládali také, že inteligence trvala určitou dobu, než se objevila po abiogenezi.
s ohledem na tyto předpoklady, geofyzikální a paleontologické důkazy života je genesis na Zemi a to, co evoluční teorie říká, že o vzniku inteligentního života, Turner a Spiegel byli schopni vypočítat různé posteriorní pravděpodobnosti pro abiogenesis. Ačkoli důkazy o tom, že život se objevil brzy na Zemi, mohou skutečně naznačovat, že abiogeneze je poměrně snadná, posteriors neumístili žádnou nižší hranici pravděpodobnosti. Výpočet „nevylučuje velmi nízké pravděpodobnosti, což je ve skutečnosti trochu zdravý rozum se statistikami jednoho,“ říká Turner. Navzdory rychlému vzniku života na Zemi by abiogeneze mohla být extrémně vzácným procesem.
snaha Turnera a Spiegelu byla „prvním opravdu vážným Bayesovským útokem na tento problém“, říká Kipping. „Myslím, že to, co bylo přitažlivé, je, že porušili tuto výchozí, naivní interpretaci raného vzniku života.“
přesto si Kipping myslel, že práce vědců není bez jeho slabin,a nyní se ji snažil napravit propracovanější Bayesovskou analýzou. Například, Kipping zpochybňuje předpoklad, že inteligence se objevila v určitém stanoveném čase po abiogenezi. Tento předchozí, on říká, může být dalším příkladem zkreslení výběru—pojem ovlivněný evoluční cestou, kterou se objevila naše vlastní inteligence. „V duchu kódování veškeré své nevědomosti, proč prostě nepřiznáte, že toto číslo také neznáte?“Říká Kipping. „Pokud se snažíte odvodit, jak dlouho trvá život, než se objeví, tak proč ne jen dělat inteligenci současně?“
tento návrh je přesně to, co se Kipping pokusil, odhadoval jak Pravděpodobnost abiogeneze, tak vznik inteligence. Pro převora si vybral něco zvaného Jeffreys prior, který navrhl jiný anglický statistik a astronom Harold Jeffreys. Říká se, že je maximálně neinformativní. Protože Jeffreys prior nepeče v masivních předpokladech, klade větší důraz na důkazy. Turner a Spiegel se také pokusili najít neinformativního převora. „Pokud chcete vědět, co vám data říkají, a ne to, co jste si o tom dříve mysleli, pak chcete neinformativního předchozího,“ říká Turner. V roce 2012 analýzu, vědci zaměstnáni tři záznamy, z nichž jeden byl nejméně informativní, ale zaostaly za pomocí Kralupy předchozí, přesto, že je si toho vědom.
V Recepci je výpočet, že před zaměřil pozornost na to, co on volá „čtyři rohy“ parametru prostor: život je společné, a inteligence je společné, život je společné, a inteligence je vzácný, život je vzácný, a inteligence je běžné; a život je vzácný a inteligence je vzácná. Všechny čtyři rohy byly stejně pravděpodobné, než začala Bayesovská analýza.
Turner souhlasí s tím, že použití Jeffreys prior je významný pokrok. „Je to nejlepší způsob, jak se opravdu můžeme jen zeptat, co se vám data snaží říct,“ říká.
Kombinace Kralupy předchozí s řídké důkaz o vzniku a inteligence života na Zemi, Spát získané posteriorní rozdělení pravděpodobnosti, což mu umožnilo vypočítat nové šance pro čtyři rohy. Zjistil například, že scénář „život je běžný, a inteligence je vzácná“je devětkrát pravděpodobnější, než že život i inteligence jsou vzácné. A i když inteligence není vzácná, scénář life-is-common má minimální poměr šancí 9: 1. Tyto kurzy nejsou takové, na které by člověk vsadil dům, říká Kipping. „Můžete snadno ztratit sázku.“
přesto je tento výpočet „pozitivním znamením, že život by měl být venku,“ říká. „Je to přinejmenším sugestivní náznak, že život není obtížný proces.“
ne všichni Bayesovští statistici by souhlasili. Turner, pro jednoho, interpretuje výsledky jinak. Ano, Kippingova analýza naznačuje, že zdánlivý brzký příchod života na Zemi upřednostňuje model, ve kterém je abiogeneze běžná, se specifickým poměrem šancí 9: 1. Tento výpočet však neznamená, že model je devětkrát pravděpodobnější, že bude pravdivý, než ten, který říká, že abiogeneze je vzácná, Turner říká, a dodává, že Kippova interpretace je „trochu příliš optimistická.“
Podle Turnera, který oceňuje Kipping práce, dokonce nejvíce sofistikované Bayesovské analýzy bude stále ponechat prostor pro raritou obou života a inteligence ve vesmíru. „To, co víme o životě na Zemi, nevylučuje tyto možnosti,“ říká.
a nejsou to jen Bayesovští statistici, kdo může mít problém s Kippovým výkladem. Někdo zajímá o otázky o původu života by být skeptický tvrdil odpovědi, vzhledem k tomu, že každá taková analýza je zavázán geologické, geofyzikální, paleontologické, archeologické a biologické důkazy pro život na Zemi—nic z toho není jednoznačné, o časové řady pro abiogenesis a vzhled inteligence.
„stále se snažíme definovat, co máme na mysli živým systémem,“ říká Caleb Scharf, astronom a astrobiolog v Kolumbii. „Je to kluzké zvíře, pokud jde o vědeckou definici. To je problematické pro prohlášení, když se stane abiogeneze – nebo dokonce prohlášení o vývoji inteligence.“
Pokud jsme měli přísné definice, problémy přetrvávají. „Nevíme, zda život začal, zastavil, restartoval. Také nevíme, zda lze život postavit jen jedním způsobem, nebo ne, “ říká Scharf. Kdy se země stala pohostinnou k životu? A když se to stalo, byly první molekuly této“ životní “ aminokyseliny, RNA nebo lipidové membrány? A po životě poprvé přišel, bylo to vzalo nějaké kataklyzmatické události brzy v historii Země, pouze na restart v potenciálně odlišným způsobem? „Je tam strašná nejistota,“ říká Scharf.
všechny tyto útržkovité důkazy ztěžují i Bayesovskou analýzu. Ale jako technika, zůstává nejvhodnější metodou pro manipulaci s více důkazy-řekněme, objev známek života existujících na Marsu v minulosti nebo v jednom z Jupiterových ledových, oceánské měsíce v současnosti.
“ ve chvíli, kdy máme další datový bod na hraní, za předpokladu, že se to stane, jsou způsoby, jak nejlépe využít tato další data. Najednou se nejistoty dramaticky zmenšují, “ říká Scharf. „Nemusíme nutně zkoumat každou hvězdu v naší galaxii, abychom zjistili, jak je pravděpodobné, že v daném místě bude žít život. Jeden nebo dva další datové body, a najednou víme o vesmíru v podstatě z hlediska jeho sklonu k produkci života nebo možná inteligence. A to je poměrně silné.”