30日目 バイオテクノロジーにおける過小評価されたアイデア 1948年、ジョン・フォン・ノイマンは「自己複製オートマトン」について一連の講義を行いました。彼のアイデアは、自己複製機械を宇宙に送り出し、遠い惑星を探査し銀河中に広げることだった。 フォン・ノイマンのオートマトンにはいくつかの異なる構成要素がありました。「ユニバーサル・コンストラクター」は、テープエンコードの指示を受けて自分のコピーを作ると、倉庫から部品を取り出し、「それらを組み立てて自分自身のコピーを作る」というものでした。「ユニバーサルコピー機」と呼ばれる別のモジュールがこれらの命令を複製し、次の機械に渡して起動させました。 もちろん、金属やボルトではこれが起こる可能性は低いです。これをできる人工機械は存在しません。でも生物学はできます! 細胞はゲノムを持ち、それを子孫に受け継がせます。細胞はまた、周囲の原子を収集することで自らを組み立てます。したがってセルは自己複製するオートマトンであり、さらに遠くの惑星へ加速させることができます。 2022年、私が最も過小評価されていると思われる論文の一つで、ジョージ・チャーチはこの考えを探求した単一著者の論文を書きました。「地球の生きた細胞は...「単純な化学的入力だけで複製するなど、現在のすべての人間が作った機械では不可能な機能を実行する」と彼は書いています。 チャーチは、生物工学的に作られた細胞(おそらく何千年も存続し、後に「再覚醒」する休眠胞子)を小さなライトセイルで運ぶことができると想像しました。ほとんどの探査機は彗星や塵、破片で破壊されるため、遠くの惑星に到達させるために何兆個もの探査機を打ち上げる必要があります。 彼は、4×10¹⁶メートルの移動で、アストロプローブは平均して約2粒の塵粒子と衝突すると計算しています。塵による衝突はおそらく致命的なので、どのアストロプローブの生存率も10〜20%です。 それでもチャーチはコスト見積もりを行い、1,000グラムスケールのスターショット打ち上げのコストより低いコストで、代わりに10¹⁵ピコグラムスケールの探査機を打ち上げることができると発見しました。 宇宙の破片や塵を生き延びた探査機は遠くの惑星に墜落し、炭素や他の局所原子を使って自らを再構築し分裂します。これらの細胞は、より多くのアストロプローブやライトセイルを生体製造するために設計される可能性があります。もしかすると、地球にメッセージを送る「通信機」モジュールを作るよう設計されることも可能かもしれません。もちろんこれは狂気の沙汰のように聞こえますが、ここでもチャーチはアイデアを持っています: 「通信『装置』は、設計された生物を使って構築し、狙いを定めることができる...惑星規模の生物発光」と彼は書いています。彼はこれらの細胞が分裂し、地球の広大な範囲に植民し、合成遺伝子回路を用いて「解像度制限の周囲よりも明るい」生物発光の閃光を調整し、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡で観測できると想像しています。 これらのピコグラムスケールの探査機を光速の5%に加速すれば(これは十分可能です)、約100年でアルファ・ケンタウリに到達します。光速の15%なら、30年ほどで到達するでしょう。 この論文では、ライトセイルの大きさや気球からの打ち上げ方法などについて、さらに詳しく解説しています。このビジョンに向けた初期の実験的な一歩を見てみたいです。