Von Neumann sond - karakteristisk[ förtydliga ] ett exempel på ett hypotetiskt koncept baserat på den ungerskfödde amerikanske matematikern och fysikerns arbete John von Neumann .
Von Neumann undersökte i stor utsträckning idén om självreplikerande maskiner , som han kallade " universella montörer ", som ofta kallas " von Neumann-maskiner ". Även om von Neumann aldrig ansåg sitt arbete tillämpas på idén om ett rymdskepp , senare teoretiker[ förtydliga ] gjorde det. Idén om ett självreplikerande skepp har tillämpats (i teorin ) på flera specifika uppgifter, och en detaljerad utveckling av detta koncept som tillämpas på rymdutforskning är känd som von Neumann-sonden . Andra anmärkningsvärda varianter inkluderar: Berserkern och det självreproducerande fröskeppet .
Teoretiskt sett skulle en självreplikerande rymdfarkost kunna skickas till ett närliggande stjärnsystem , där det skulle bryta efter mineraler (utvinna dem från asteroider , naturliga satelliter , gasjättar , etc.) för att skapa repliker av sig själv . Dessa kopior skickas sedan till andra stjärnsystem, och processen upprepas exponentiellt . Den ursprungliga "förälder" -sonden fortsätter att uppfylla sitt ursprungliga syfte i stjärnsystemet. Dessa uppgifter kan skilja sig betydligt beroende på den föreslagna typen av självreplikerande fartyg.
Med tanke på likheten mellan denna modell och bakterier har det påpekats att von Neumanns självreplikerande maskiner kan ses som en livsform . Denna idé berördes av David Brin i sin berättelse Lungfish , som visar hur självreplikerande maskiner skapade av olika arter kan konkurrera med varandra (i darwinistisk mening ) om råvaror , eller till och med ha motsatta uppgifter. Givet tillräckligt med " arter " kan de till och med bilda ett ekologiskt system eller , med artificiell intelligens , ett samhälle . De kan till och med mutera över tusentals " generationer ".
Det har teoretiskt bevisats att ett självreplikerande farkost som använder relativt konventionella teoretiska metoder för interstellär färd (dvs utan exotiska superluminala varpdrifter och med en marschhastighet på 0,1 ljushastighet ) kan fortplanta sig genom en galax av Vintergatans storlek i så lite som en halv miljon år [1] .
Den relativa hastighet med vilken sådana självreplikerande maskiner skulle kunna översvämma galaxen, frånvaron av stora teoretiska hinder för deras skapelse och avsaknaden av observerbar aktivitet hos von Neumann-sonder har framförts som ett argument i diskussionerna om Fermi-paradoxen : om de kan byggas och kan fortplanta sig så snabbt, då kanske det faktum att vi inte ser dem indikerar att vi är ensamma i vår galax .
Detaljerna för uppdraget med självreplikerande fartyg kan variera avsevärt i olika projekt, och deras enda gemensamma drag är självreplikering .
I den klassiska versionen av Von Neumann-proben sonderar sonden sitt målsystem och vidarebefordrar information om det tillbaka till systemet den kommer från. Om en självreproducerande sond upptäcker bevis på primitivt liv (eller lågnivå primitiv kultur ) kan den enligt programmet: passivt vila, observera tyst, försöka få kontakt (denna variant är känd som en Bracewell-sond ) , eller till och med störa livets utveckling eller styra det på något sätt.
Fysikern Paul Davies från University of Adelaide har till och med föreslagit möjligheten att en sond vilar på vår måne , anlände dit under förhistorisk tid och lämnade för att observera jorden (se Bracewell Probe och Sentinel Hypothesis ).
En intressant variant av von Neumanns interstellära sond-idé är "Astro Chicken" som föreslagits av Freeman Dyson . Även om den har sådana egenskaper som självreplikation, utforskning och koppling till "basen", är Astrohen avsedd att "befolka" och utforska inom ett enda planetsystem (Dysons koncept förutsätter vårt eget), och inte utforskandet av det interstellära rymden . Det är intressant att spekulera om användbarheten av en sådan automat i samband med dess interstellära släkting, som kan använda "lokala" replikatorer som ett sätt att utforska målsystemet.
En mer skrämmande variant av den självreplikerande rymdfarkosten kallas Berserker . Till skillnad från det säkra konceptet med en sond, är Berserkerna programmerade att lokalisera och förstöra alla upptäckta livsformer och bebodda exoplaneter .
Termen kommer från en serie romaner av Fred Saberhagen , som beskriver ett pågående krig mellan mänskligheten och sådana maskiner (se Berserker ). Saberhagen avslöjar (genom en av karaktärerna) att berserkerskeppen i hans romaner inte är egentliga von Neumann-maskiner , utan en komplex uppsättning berserkermaskiner, inklusive automatiska varv, utgör von Neumann-maskinen. Detta leder återigen till idén om ett ekologiskt system av von Neumann-maskiner, eller till och med en svärm av von Neumann-maskiner.
Analogen till "Berserkers" - "Suppressive" - ett nyckelelement i handlingen i serien av berättelser "Cosmic Apocalypse" av Alastair Reynolds .
Det spekuleras i att Berserkerna kan skapas och lanseras av en främlingsfientlig civilisation, eller uppstå genom att "mutera" fredligare sonder, eller för att innehålla sinnets kosmiska expansion (som i Reynolds berättelser).
En annan variant på idén om en självreplikerande rymdfarkost är såmaskinen . Ett sådant skepp kan lagra genetiska prover av livsformerna i sitt hemland, kanske till och med dess skapare. När en beboelig eller terraformbar exoplanet hittas försöker den replikera dessa livsformer, antingen från bevarade embryon (se Embryonal Space Colonization ) eller lagrad information, med hjälp av molekylär nanoteknologi för att "sätta ihop" zygoter med olika genetisk information från lokala råvaror. En detaljerad beskrivning av fröskeppet (med begränsade självreplikeringsmöjligheter) finns i novellen "The Far Sight" av Vernor Vinge .
Sådana fartyg kan vara terraformande fartyg, förbereda världar för efterföljande kolonisering av andra fartyg, eller om de är programmerade att återskapa, uppfostra och träna medlemmar av arten som skapade dem, reproducera kolonisatörerna själva.
Det bör noteras att denna modell av terraformation och kolonisering inte behöver vara "automatiserad". Bemannade interstellära koloniskepp kan följa en liknande modell - och betraktas som ett kombinerat fartyg (Von Neumann-sond/såmaskin) där replikering utförs med hjälp av levande invånare. Vissa förespråkare av rymdhabitatet hävdar att en civilisation som använder detta tillvägagångssätt inte behöver planeter alls.
Även automatiska såddskepp finns i böckerna "Reserve Cosmodrome" och "Absolute Enemy" av Andrey Lvovich Livadny . Men i dessa verk spelar de rollen som Berserker.