Может ли живое существо быть размером с галактику? — «наука»
Из-за чего жизнь ограничена теми размерами, каковые мы замечаем на Земле.
Размеры вещей в отечественной вселенной находятся в диапазоне от 10-19 метра (черта кварковых сотрудничеств) до космических горизонтов на удалении порядка 1026 степени метра. В рамках этих 45 порядковых размеров жизнь, как нам известно, ограничена небольшим диапазоном, мало превышающим девять порядковых размеров и находящимся, приблизительно, в середине мировом шкалы.
Бактерии и вирусы по собственной величине смогут быть менее микрона (10-6 метра), в то время как размер самых высоких деревьев образовывает примерно 100 метров. Гриб называющиеся опенок (honey fungus), растущий у подножья Голубых гор в штате Орегон, может доходить в длину до 4 километров, и это, как принято вычислять, единственное живое существо аналогичного размера. Что касается известной нам сознательной жизни, то ее диапазон будет еще меньше — приблизительно три порядка размеров.
Но может ли обстановка быть другой?
Прогресс в теории вычислений предполагает, что и наука, и интеллект нуждаются в квадриллионах примитивных «схемных» элементов. С учетом того, что отечественный мозг складывается из нейронов, каковые сами, по сути, являются специальными объединенными одноклеточными организмами, мы можем сделать вывод о том, что биологические компьютеры по своим физическим размерам должны приблизительно равняться отечественному мозгу чтобы демонстрировать имеющиеся в отечественном распоряжении возможности.
Мы можем себе представить создание нейронов в совокупностях ИИ, каковые будут меньше по размеру, чем отечественные. Электронные элементы схемы, например, сейчас намного меньше отечественных нейронов. Но они кроме этого несложнее в собственном поведении и требуют наличия суперструктуры помощи (энергия, охлаждение, многосторонняя сообщение), которая занимает большой количество.
В полной мере возможно, что первый настоящий ИИ будет занимать таковой количество, что не будет особенно различаться от размеров отечественного тела, не смотря на то, что он и будет основан на фундаментально иных архитектурах и материалах, и это в очередной раз будет свидетельствовать о том, что имеется что-то особое относительно шкалы измерений.
А что возможно сообщить о том финише спектра, где находятся суперразмеры? Уильям Берроуз (William S. Burroughs) в собственном романе «Билет, что лопнул» (The Ticket That Exploded) представил себе, что под планетарной поверхностью находится «широкое минеральное сознание на уровне полного нуля мышления в медленных формациях кристаллов».
Астролог Фред Хойл (Fred Hoyle) очень эмоционально и убедительно поведал о научном гипер-интеллекте «Тёмное облако» (Black Cloud), аналогичным по величине с расстоянием от Земли до Солнца. Его мысль есть предвестницей концепции сфер Дайсона (Dyson), другими словами масштабных структур, каковые всецело окружают звезду и захватывают солидную часть ее энергии.
Эта теория поддерживается кроме этого вычислениями, которыми занимается мой сотрудник Фред Адамс (Fred Adams) и каковые говорят о том, что самые эффективные структуры в современной галактике, занимающиеся обработкой информации, быть может, катализуются в чёрных ветров, образуемых умирающими звездами — красными гигантами. Эти красные гиганты создают энергию, достаточную для нескольких тысяч лет, что есть достаточным числом энтропийного градиента, и достаточное количество исходного материала для потенциального полного расчета биосфер миллиардов похожих на Землю планет.
А какими смогут быть, при таких условиях, формы судьбы? Занимательные мысли требуют не только сложного мозга, но еще и достаточного количества времени для их формулирования. Скорость передачи информации в нервных клетках образовывает приблизительно 300 км/ч, и это указывает, что время прохождения сигнала в людской мозге образовывает приблизительно 1 миллисекунду.
При таких условиях на людскую судьбу приходится 2 триллиона единиц прохождений сообщений (и каждое прохождение, в действительности, улучшается многократно запараллелельной вычислительной структурой). Если бы наши нейроны и наш мозг были на порядок больше, а длительность нашей жизни и скорость передачи сигналов в нейронах остались бы неизменными, то нам потребовалось бы на порядок меньше мыслей в течение всей нашей жизни.
Вселенная — живая?
Forbes28.01.2016Как Вселенная сотворила человека
Nautilus27.01.2015Вселенная по Ницше
Salon18.07.2014
Если бы отечественный мозг неимоверно увеличился в размерах и был бы по собственному размеру сопоставим с отечественной солнечной совокупностью, и владел бы возможностью отправлять сигналы со скоростью света, то на передачу для того чтобы же количество сообщений потребовалось бы все время существования вселенной, и тогда не осталось бы времени чтобы эволюция имела возможность бы совершить собственную работу. Если бы отечественный мозг был размером с отечественную галактику, то неприятность стала бы еще более сложной.
С момента ее формирования времени хватило бы только на передачу примерно 10 тысяч сообщений, каковые имели возможность выполнить путь от одного края галактики до другого. Исходя из этого тяжело представить себе живые существа, аналогичные по сложности с людской мозгом, каковые по собственному размеру были бы сопоставимы со звездами. Если бы они существовали, то у них бы не было достаточного количества времени чтобы, в действительности, что-то сделать.
Страно то, что ограничивающее влияние среды на физические тела кроме этого заставляют жизнь быть приблизительно для того чтобы же размера, как того требует ее разум. Высота самого большого красного дерева ограничивается его неспособностью закачивать воду вверх на высоту более чем 100 метров, и данный предел есть комбинацией гравитационных сил Почвы (каковые притягивают воду к почва), и транспирации, поглощения воды и поверхностного напряжения в ксилеме отечественной планеты (которая поднимает ее вверх). В случае если мы предположим, что гравитационная сила и давление большинства возможно обитаемых планет будут пребывать в пределах фактора 10 по отношению к земным условиям, то мы возьмём всего несколько порядка размеров для того чтобы же большого ограничения.
В случае если мы кроме этого предположим, что большая часть видов судьбы будет связано с какой-то планетой, Луной либо астероидом, то при таких условиях гравитация кроме этого создаст естественную шкалу. В случае если планета делается больше, а ее гравитация более замечательной, то нагрузка на кости (либо на каждый эквивалентный вариант) гипотетического животного увеличится — кое-какие ученые говорили об этом еще в семнадцатом веке, а также Христиан Гюйгенс.
Такое животное вынуждено будет расширить поперечное сечение собственных костей чтобы выдерживать громадную силу, которая возрастает на квадратный корень размера этого животного. Подобного рода упрочнения, направленные на формирование тела, в конечном счете, закончатся неудачей, потому, что масса возрастает на порядок повышения тела в кубе.
В целом, большая масса талантливого передвигаться земного организма будет уменьшаться практически линеарно в соответствии с повышением силы гравитации. И, напротив, планета, на которой гравитационные силы будут на порядок меньше, чем на Земле, возможно может иметь животных, каковые будут на порядок больше.
Но существует предел того, как маленькой возможно планета — если она будет малом по размеру (приблизительно меньше одной десятой массы почвы), то она не будет владеть достаточной силой чтобы удержать собственную воздух. Снова мы ограничены рамками приблизительно коэффициента 10, что мы замечаем на Земле. Жизни, помимо этого, требуется охлаждение.
Создатели компьютерных чипов всегда сталкиваются с вызовом, связанным с необходимостью отводить тепло, появляющееся в следствии проведения вычислительных процессов. Живые существа имеют ту же самую проблему: громадные животные имеют большой коэффициент количества по отношению к внешней поверхности, другими словами к «коже». Потому, что как раз кожа отвечает за охлаждение животного, а его размеры зависят от количества создаваемого тепла, громадные животные владеют меньшей свойством охлаждения самих себя.
В 1930-х годах Макс Клейбер (Max Kleiber) в первый раз обратил внимание на то, что величина метаболизма уменьшается пропорционально массе животного на коэффициент 0,25. И, вправду, если бы данный температурный режим не возрастал, то большие животные, в буквальном смысле слова, сварили бы себя (сравнительно не так давно это очень ярко показали Аатиш Батиа (Aatish Batia) и Роберт Крулвич (Robert Krulwich). В случае если мы предположим, что минимально нужная для функционирования млекопитающего замечаемая величина метаболизма всего тела равняется одной триллионной ватта на нанограмм, то мы возьмём предельно ограниченный в температурном отношении организм размером более чем 1 миллиона килограммов, что больше светло синий кита — полного рекордсмена среди животных на Земле с позиций размера.
© Norman Kuring, NASA/GSFC/Suomi NPPФотография планеты Земля
В принципе, возможно себе представить «существо» намного большее по размеру. В случае если мы будем основываться на принципе Ландауэра, обрисовывающем предельное число энергии, нужного для вычислений, и в случае если мы допустим, что энергетические источники сверхмассивного, сверхинертного многоклеточного организма занимаются лишь медленным воспроизводством клеток, то мы найдём, что неприятности механической помощи превосходят по собственному действию отвод тепла как конечный ограничительный фактор роста. Но при таких размерах остается неясным, что будет делать подобное создание и как оно сможет развиваться.
Хороший Реи и короткометражный фильм Чарльза Имз (Charles and Ray Eames) «Коэффициент десять» (Powers of Ten) был создан, приблизительно, сорок лет назад, но его действие остаётся очень большим. Оно возможно связано, к примеру, с происхождением оценок порядковых размеров в качестве центрального нюанса научной программы, и, помимо этого, данный фильм есть прямым вдохновителем создания таких картографических программ как Гугл Earth.
Действие книги «Коэффициент десять» возрастает за счет поразительной симметрии между нарративом направленного вовнутрь перемещения (в котором зритель опускается вовнутрь по шкале, начиная от пикника в Чикаго на берегу озера до отметки меньше ядра), и дуги направленного вовне перемещения (в котором изображение пульсирует с возрастающей скоростью, ставя ее содержание и Землю в рамки громадной шкалы космоса).
Нам как разумным существам , и мы взяли свойство двигаться в обоих направлениях, исследуя масштабы вселенной — как в сторону уменьшения, так и в сторону повышения? Возможно, это не верно.
Грегори Лафлин — астрофизики и профессор астрономии Калифорнийского университета в Санта-Крузе. Он кроме этого есть соавтором книги «Пять возрастов вселенной — в глубинах физики вечности» (The Five Ages of the Universe—Inside the Physics of Eternity).
