Температура и давление фантастики — часть 1/3

    Предлагаемая вашему вниманию заметка рассказывает про пространство состояний материи. Которое, в некотором смысле, обширнее, чем пространство расстояний между объектами в космосе, и иногда так же трудно преодолевается.

    Я хочу показать, что явления природы могут быть сложными и нетривиальными даже в условиях, весьма далёких от земных. Что главное препятствие на пути к их изучению — не космические расстояния, а неспособность нашего воображения и интуиции работать в малознакомых условиях. Что жизнь и разум, возможно, надо искать не только на поверхностях землеподобных планет, ибо они — лишь крошечная доля разнообразия Вселенной.

    И что для понимания этого разнообразия наверняка потребуется искусственный интеллект — вероятно, в большей степени, чем ракеты и космонавтика.

    Часть 1. pT-диаграмма


    Взглянём на случайную точку во Вселенной. Чтобы отчётливо понять, что в ней происходит, надо измерить десятки физических параметров. Важнейшие из них — это давление и температура. Они задают агрегатное состояние вещества, и, значит, определяют, какие физические и химические процессы будут в нём преобладать. А это определяет геологию, биологию, и много-много чего ещё. Изменив эти два параметра даже незначительно, можно получить среду, совсем непохожую на ту, с которой начинали. Давление и температура — две координаты «фазового пространства». И на этом пространстве можно, по условиям в каждой точке, отобразить всю нашу Вселенную.

    Всю, конечно, я рисовать не стал. Но пару примеров и более-менее изученные границы на диаграмму нанёс:



    По температуре знакомое нам фазовое пространство простирается от 0.002 Кельвина в лабораторных рефрижераторах[670] до 30 миллионов градусов в ядрах звёзд класса O и современных термоядерных плазмах. Верхняя граница, конечно, весьма условна. Так, в импульсных Z-пинчах температуру загоняют[655] и за миллиард градусов.

    По давлению расстояние между границами ещё больше: почти 60 порядков.

    У левого края диаграммы лежат условия в холодных участках межгалактических пустот (так называемые voids): ~10-27 атмосферы, ~10 градусов Кельвина[270][280]. Плотность газа там — единицы атомов водорода на кубометр. Может показаться, что понятие давления неприменимо к такой разреженной материи. Что это просто вакуум с парой затерявшихся в нём атомов. Но вспомним, что вакуумом называется среда с длиной пробега молекул большей, чем её (среды) размеры. Пробег водорода до столкновения с другим атомом в таких пустотах — около 1 парсека. Однако размеры пустот — десятки мегапарсек. Очевидно, на таких масштабах водород в них приходится всё-таки считать сплошной средой, со своей гидродинамикой, течением, звуковыми и ударными волнами. Просто всё это очень масштабно и, с человеческой точки зрения, безумно медленно.

    Правую границу можно провести по условиям в центре нейтронной звезды. Оценка давления и температуры в нём даёт 1029 атмосфер и ~1 миллион Кельвинов. Неизвестно, какая материя этим условиям соответствует — то ли это ещё нейтроны, то ли уже кварковая жидкость.

    Внутри этого квадрата умещаются условия на поверхности Марса (0.00636 атм, 214 К), Венеры (92 атм, 736 К), Плутона (10-5 атм, 50 К), в центре Юпитера (3.6*107 атм, 23 тысячи градусов) и Солнца (2.3*1011 атм и 1.6*107 К), в горячих и холодных участках межзвёздной среды (5*10-19атм, 3*106 K и 1*10-15атм, 10 K).

    Для удобства введём масштабную линейку. Логарифмическую, конечно. В долях полного перепада параметров на картинке. Если 100% диапазона температур составляет 1011 раз, то 1% этого соответствует разнице температур в (1011)1/100 = 1.318 раза. То есть, в масштабах Вселенной 1%-й шаг вверх от комнатной температуры в 293 К означает нагрев до 1.318 * 293 = 386 K, или 113 Цельсия. Как в хорошей бане.

    По давлению 1% «Вселенской» разницы означает отношение в (1060)1/100 = 4.074 раза. Как между уровнем моря и высотой в 10 километров.

    Наконец, за центр отсчёта примем «нормальные» условия: давление в 1 атмосферу, температуру в 293 Кельвина, т.е. 20 Цельсия.

    И посмотрим, что и как меняется при отходе от этого центра.

    Радиус квадрата тумбочки


    Без вспомогательных устройств человек выживает лишь в узком диапазоне температур и давлений[10]. На картинке он приблизительно очерчен зелёным эллипсом, а жёлтым прямоугольником — удаление в ±1%.



    Примерно ниже +10 C человек замерзает. Выше +30 перегревается. При давлении ниже 0.5 атм мало кто может жить и работать. Выше 4-х атмосфер наступает азотный наркоз, хорошо известный аквалангистам.

    При этом современный ареал обитания человека на Земле гораздо шире. Но история его заселения — это в первую очередь не километры территориальной экспансии, а освоение сред с новыми температурами и давлениями. Где за каждым шагом стоят серьёзные изобретения, воспринимаемые сегодня как обыденность.

    Древнейшим из этих технологий десятки тысяч лет. Это умение изготавливать тёплую одежду, переносное жильё, и, конечно же, добывать огонь[110]. Благодаря этой троице люди вышли за нижнюю границу зелёного овала. И заселили большую часть Евразии и Америки, включая Крайний Север, Гренландию и Аляску, где морозы неделями уходят в десятки градусов ниже нуля.

    Тропики с температурами выше +30 C обитаемы давно. Но без «насаждения» санитарии и гигиены среди населения, без канализации, водопровода и пусть примитивнейшего холодильника[115] они и сегодня оставались бы весьма гиблыми местами. Добавьте в картину кондиционер — и получите туристический Дубай посреди безрадостной пустыни.

    Давления ниже 0.5 атмосферы были уверенно освоены только в 20-м веке, благодаря выходу на промышленный масштаб двух технологий: создания герметичных помещений и систем жизнеобеспечения. Вся межконтинентальная пассажирская авиация, и в значительной степени культурная связность нашего мира держатся на этом. Ведь в любой момент времени в воздухе на высотах 8-12 километров присутствуют полмиллиона[120] пассажиров, перемещающихся между городами нашей планеты.

    В освоении же высоких давлений человечество делает только первые шаги. Да, в опытах с барокамерами люди жили при 70-ти атмосферах[130], а подводные лодки прячутся в океанах на глубинах до полукилометра[140]. Но вряд ли это можно считать полноценным присутствием.

    Отголоски этой экспансии, кстати, можно встретить в литературе[150],[170],[180],[190] 19-го и 20-го века.

    В отличие от человека, животные изобретений (почти) не делают. Поэтому даже на Земле организмы разделены несхожестью условий куда сильнее, чем расстоянием. Белый медведь в среднем проходит 3400 километров за год[360], но никогда в жизни не встретит пустынного скорпиона. Глубоководную рыбу нельзя быстро поднять к поверхности, а в районе станции “Восток” до появления человека миллионы лет не было даже микробной жизни — хотя ветром бактерии туда, несомненно, заносило.

    Закончив с однопроцентной окрестностью, отступим чуток назад и взглянём на 10%-ю.

    Земля c её океанами, недрами и стратосферой почти вмещается[15][580][590] в 10%-й прямоугольник. Пригодные для человека условия предстают в этом масштабе крошечным пятнышком:



    Справа и вверху от центра у нас обнаруживается предел механической инженерии, нанесённый оранжевой линией. Из известной нам твёрдой материи в принципе невозможно построить макроскопическое и непрерывно работающее устройство, которое выдерживало бы перепады давлений и температуры справа и сверху от этой кривой. Её опорные точки — это:

    • Комнатная температура, 27 тысяч атмосфер — предел прочности[680] мартенситно-стареющей стали [2800 Maraging steel]. Алмаз, правда, твёрже, но хрупок, и строить из него мосты и машины мы не умеем.
    • При 800-1000 С предел прочности достигается, без сомнения, жаропрочными сплавами для лопаток турбин. Ибо каждый выигранный ими градус — это повышение КПД двигателей авиации, а каждый паскаль прочности — снижение веса и выигрыш в перевозимом грузе. Поэтому борьба за эти параметры идёт нешуточная. При 1050 Цельсия эти сплавы способны держать нагрузку до 4-х тысяч атмосфер[690].
    • При большем нагреве список конструкционных материалов редеет, быстро сходя до двух: вольфрама и графита. При 3273 K, согласно[700], вольфрам ещё выдерживает около 140 атмосфер на растяжение.
    • Карбид тантала TaC — вероятно, одно из самых тугоплавких веществ. Оно способно оставаться твёрдым до ~3800 Цельсия. То есть, если нам будет Очень Надо сотворить нечто механическое, без охлаждения работающее при таких условиях, то это ещё как-то выполнимо. А вот при 4000 С — уже всё. Не из чего.

    В радиусе 10% можно встретить ещё немало занятного с повседневной точки зрения:

    • При давлении в ~50 атмосфер и температуре ~10 С вы обнаружите, что жидкость может плавать на газе (а именно, сплав NaK на сжатом ксеноне[30]).
    • Если охладить среду до -80 градусов, то выдыхаемый углекислый газ замёрзнет, сани перестанут скользить по снегу, темпы большинства химических реакций замедлятся в тысячи раз, а растворителем для гипотетической жизни в таких условиях может оказаться… метиловый спирт.
    • На 140-ка атмосферах углекислый газ образует озёра на дне наших океанов[25], а чуть выше метан связывается с водой и оседает в виде твёрдых клатратов, похожих на лёд[28].
    • Все знают, что в воздухе звук распространяется, а в вакууме нет. Но что происходит, если «медленно тянуть вилку из розетки», плавно переходя от первого ко второму? С падением давления будет, во-первых, ухудшаться передача звука от динамиков в воздух. Во-вторых, поглощение в воздухе будет расти — и тем сильнее, чем выше частота[340],[350]. Где-то при ~0.3-х Паскалях (≈условия на Тритоне) путь полузатухания ноты «ля» (440 Герц) сократится до одного метра. Звуковое оповещение через воздух в таких условиях станет практически невозможным, не говоря уже о голосовом общении.
    • Каменистые минералы весьма неплохо растворяются в перегретом водяном паре. И это именно растворение, а не химическая реакция. Так, при 2000K и 2000 атмосфер равновесное содержание кварца SiO2 в паре составляет около 2.2% (согласно [710]); примерно таковы же растворимости оксида железа FeO и алюминия Al2O3. На горячей планете с атмосферой из водяного пара все эти минералы будут переноситься ветром так же, как вода в наших условиях.
    • При сильных перепадах давлений металлы начинают «плыть», переставая быть твёрдыми в инженерном смысле: алюминий при 400-500 атмосферах, сталь — при 25 тысячах[680], а базальт — при 1-3 тыс атм[90]. Такие давления в Земле создаются на глубинах 4-12 километров, чем, собственно, и определяется начало перехода от коры к мантии. Поэтому существенно глубже (и на километровых масштабах) горные породы иногда проще описывать как вязкую жидкость, нежели как твёрдое вещество. Ещё глубже приходится забыть про «несжимаемость» твёрдых тел. Так, при 350 ГПа — давлении в центре Земли — медь будет сжата по объёму в 1.7раза[60], алюминий — в 2.2, свинец[70] — в 2.4.
    • Левее и ниже тройной точки гелия (2.177 K, 5043 Па) в мире исчезают жидкости. Всё вещество становится либо твёрдым, либо газообразным. Правда, на наш график эта точка всё же не влезла, но я нанёс водородную (18.84 K, 7040 Па). Жидкостей левее и ниже неё — единицы.

    [Статья написана для сайта https://geektimes.ru/. При копировании просьба сослаться на оригинал. Автор статьи Евгений Бобух. Поддержать автора криптовалютой можно по адресам, указанным в профиле.]

    Наконец, взглянём на фазовую диаграмму водорода[100]:



    Одно из простейших веществ во Вселенной демонстрирует как минимум восемь разных состояний в зависимости от температуры и давления. Даже пространство, тупо наполненное одним лишь водородом — это уже потенциально восемь очень разных миров! Что же тогда говорить о разнообразии состояний веществ более сложных?

    А теперь о литературе и искусстве


    Воспользовавшись рейтингами [380], [390], [400], я собрал в кучу несколько сотен названий западных, советских и российских фантастических произведений. Добавил к ним книги, прочитанные лично. Профильтровал, оставив только те, которые я внятно помню, где как минимум в одном эпизоде действие происходит вне Земли, и где можно хотя бы по порядку величины оценить температуру и давление в месте действия.

    И нанёс их на pT-диаграмму:



    Её тщательное разглядывание позволяет сделать несколько наблюдений:

    1. Жирное синее пятно вблизи центра — это 53% произведений, действие которых происходит при давлении в одну атмосферу и комнатной, с точностью до погоды, температуре. Саракш, Пирр, Дюна, Торманс, Леонида, Энция, Степянка, Арканар — все эти инопланетные миры на самом деле изображают Землю и только Землю. Речь идёт о космической фантастике, напоминаю.

    2. Почти сливаются с этой группой 11% книг, где авторы решились отступить от земных условий на долю процента. Скажем, «Страна Багровых Туч» Стругацких с температурой под 90 С и давлением ~1.1 атмосферы, «Фермер в небе» (A Farmer In the Sky) Хайнлайна (что-то вроде 0.5 атм и 220 K), или Азимов, дотошно вписавший давление в 1.05 атмосферы на Малышке в «Ловушке для простаков» (Sucker's Bait).

    3. Ещё 11% сюжетов развиваются в «безвоздушном пространстве». Но это развитие никак не зависит от того, составляет ли окружающее давление 10-5 или 10-20 атмосферы (вот задачка, кстати: как отличить одно от другого при помощи «камней и палок»?) Поскольку ни для авторов, ни для повествования разницы никакой нет, всем этим произведениям я приписал одинаковое лунное давление в 10-15 атмосферы, и, где нет никаких отсылок к температуре — её комнатное значение в 293 K.

    4. Около 25% книг содержат эпизоды, где хотя бы один параметр существенно удаляется от земных и лунных. Это, например, Клиффорд Саймак, «Город» (Clifford Simak, City), глава про Юпитер; Борис Штерн, «Прорыв за край мира»; Стругацкие, «Путь на Амальтею»; Вернор Виндж, «Глубина в небе»; Сергей Павлов, «Лунная Радуга».

    5. Книг, где значительная часть действия развивается одновременно далеко от земных температур и давлений, и где это важно, единицы. Среди них можно назвать:

    • Хол Клемент, «У критической точки» (Hal Clement, Close to Critical)
    • Энди Вейр, «Марсианин» (Andy Weir, The Martian)
    • Георгий Гуревич, «Приглашение в зенит»
    • Александр Беляев, «Продавец воздуха»
    • Роберт Хайнлайн, «Имею скафандр — готов путешествовать», главы про Плутон
    • Larry Niven and Jerry Pournelle, The Mote in God's Eye. Условия в звезде, где перехватывали корабли пришельцев, грубая оценка. Как видите, я даже такие мелкие эпизоды засчитывал.

    Это единицы процентов от фантастики «космической», и доли процента от фантастики в целом. Произведения этой группы часто отличаются невысокими художественными достоинствами, чему, как мы увидим, есть вполне разумное объяснение.

    6. Ни одно знакомое мне произведение не удаляется за пределы ±25% от нормальных условий.

    На первый взгляд, даже 1% книг с необычными средами — не такая уж и плохая цифра. Но взгляните на вопрос шире. Предположим, некто обещает составить список достопримечательностей города. После долгих трудов подготавливает документ. В котором 64% посвящены особенностям квартиры автора, 11% — крыши его дома, и лишь около 5% заметок начинаются со слов «а теперь заглянём на соседнюю улицу...» Это может быть замечательный список, он может быть великолепен и познавателен. Но очевидно, что из-за крайне неравномерного покрытия почти ничто интересное в городе в этот список не попало. Таково же, увы, и покрытие современной фантастики: множество точек вблизи «нормальных условий», единичные попадания за их пределами, и необъятные нетронутые пространства вдали от них.

    Мне сейчас возразят, и возразят справедливо, что достоинства хорошей фантастики состоят не в описании физических явлений в недрах Бетельгейзе.

    Это правда. Значительная заслуга упомянутых авторов — прежде всего в исследовании поведения человека перед лицом немыслимого и непонятного. В создании великолепных историй. В предвидении технологий и анализе путей развития человечества. В выдумывании идей, странных и удивительных настолько, что нестандартность их уже является всеми признаваемой самоценностью. Мысленные эксперименты Лема, Дика, Стругацких и Брэдбери, пусть даже поставленные при давлении в одну атмосферу и сугубо комнатной температуре, давали нам для понимания человека и человечества иногда не меньше, чем исследования во вполне оборудованных лабораториях. И фантастика – это не физика. Она не обязана писать о новых температурах и давлениях. В СССР, в 60-х, кстати, пытались как-то заставить. Ужас получился. У меня на полке сохранился один образчик. Настолько дикий, что его никак нельзя выбрасывать.

    Всё это верно.

    Но так же верно и то, что фантастика, та самая фантастика, что ещё каких-то 50 лет назад звала людей в космос, сегодня выпала из последнего вагона! Поезд физической реальности ушёл, а она, так этого и не заметив, продолжает о чём-то мечтать в одиночку на холодном перроне. И разрыв этот с каждым годом всё увеличивается.

    Похоже, у фантастики — как и у инженерии, и у физиологии человека — тоже есть свой «ареал обитания». Его можно нарисовать на pT-диаграмме. И у него есть свои границы.

    Продолжение

    Литература и ссылки
    10. С. Доул. «Планеты для людей», издательство «Наука», Москва, 1974. Перевод И. С. Щербиной-Самойловой. Книга основана на весьма куцых данных, известных до 1972-го года, но более внятного популярного введения в теорию обитаемости планет я до сих пор не видел.

    15. Katharina Lodders and Bruce Fegley, Jr. The Planetary Scientist Companion. New York, Oxford, Oxford University Press, 1998.

    25. Microbial community in a sediment-hosted CO2 lake of the southern Okinawa Trough hydrothermal system, Fumio Inagaki, Marcel M. M. Kuypers, Urumu Tsunogai,Jun-ichiro Ishibashi,Ko-ichi Nakamura, Tina Treude,Satoru Ohkubo, Miwako Nakaseama,Kaul Gena, Hitoshi Chiba,Hisako Hirayama, Takuro Nunoura,Ken Takai, Bo B. Jørgensen,Koki Horikoshi, andAntje Boetius,http://www.pnas.org/content/103/38/14164.full

    28.https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_hydrate_stability_zone, http://www.geotimes.org/nov04/feature_climate.html

    30. https://www.youtube.com/watch?v=AsP4yMY-a6U

    60. David A. Liberman, Self-consistent field model for condensed matter. Physical Review B, Volume 20, Number 12, 15 December 1979, p. 4988

    70. Metals Physics at Ultrahigh Pressure: Aluminium, Copper, and Lead as Prototypes. W. J. Neilis, J. A. Moriarty, A. C. Mitchell, M. Ross, R. G. Dandrea, N. W. Aschroft, N. C. Holmes, and G. R. Gathers (список фамилий авторов отдельно доставляет, если кто вчитался повнимательнее.) Physical Review Letters, Volume 60, Number 14, 4 APril 1988, p. 1414-1415.

    90. Прочность базальта и прочих пород: https://www.mountainproject.com/v/examples-of-general-rock-strength-by-area/108744605

    100. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phase_diagram_of_hydrogen-ru.svg

    110. Prehistory timeline: https://en.wikipedia.org/wiki/Prehistory#Timeline, https://en.wikipedia.org/wiki/Middle_Paleolithic

    115. Предтечи холодильника: https://en.wikipedia.org/wiki/Ice_house_(building)

    120. https://www.quora.com/How-many-people-are-in-the-air-flying-at-any-given-time

    130. «Погружение» на 701 метр: http://gtuem.praesentiert-ihnen.de/tools/literaturdb/project2/pdf/Gardette%20B.%20-%20EUBS%201993%20-%20S.%2032.pdf

    140. https://en.wikipedia.org/wiki/Submarine_depth_ratings

    150. Жюль Верн, «Путешествия и приключения капитана Гаттераса»

    170. Александр Насибов, «Возмездие», https://www.litmir.me/br/?b=172952&p=43

    180. Жак Ив Кусто, «В мире безмолвия»

    190. «Два перелёта», 1938 г, Воениздат, https://www.livelib.ru/book/1001020761-dva-pereleta-valerij-chkalov-georgij-bajdukov-aleksandr-belyakov

    270. Temperature structure of the intergalactic medium within seven nearby and bright clusters of galaxies observed with XMM-Newton, H. Bourdin and P. Mazzotta, A&A 479, 307–320 (2008), DOI: 10.1051/0004-6361:20065758, c ESO 2008, https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2008/08/aa5758-06.pdf, Figure 5 on page 11 (317 in total numeration).

    280. Light after Dark I: Structures of the Sky by Charles Francis, Troubador Publishing Ltd, Jun 30, 2016 — Science, pages 30-31

    340. Физические величины. Справочник. Ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлиховой, Москва, Энергоатомиздат, 1991, стр 134, 136 (Раздел «Акустика», Л. К. Зарембо)

    350. http://www.noisehelp.com/noise-level-chart.html

    360. https://polarbearfacts.net/do-polar-bears-migrate/

    370. https://en.wikipedia.org/wiki/Mount_Everest + https://www.topchinatravel.com/mount-everest/the-climate-of-mount-everest.htm

    380. Top 25 Science Fiction Books: http://bestsciencefictionbooks.com/top-25-best-science-fiction-books.php

    390. Top 100 Sci-Fi Books: http://scifilists.sffjazz.com/lists_books_rank1.html

    400. 100 лучших произведений советской фантастики: http://tichy.livejournal.com/200082.html#/200082.html

    580. https://en.wikipedia.org/wiki/Thermosphere

    590. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/JA074i001p00267/fullMidlatitude neutral thermosphere density and temperature measurements, David T. Pelz and George P. Newton, 1 January 1969, DOI: 10.1029/JA074i001p00267

    655. Современные параметры Z-пинчей: https://en.wikipedia.org/wiki/Z_Pulsed_Power_Facility

    670. Dilution refrigerator — это рефрижератор растворения по-русски. Который действительно достигает температур в 2 милликельвина на практике.

    680. Мартенситно-стареющая сталь и прочие прочности: https://en.wikipedia.org/wiki/Ultimate_tensile_strength

    690. Nickel-Based Superalloys for Advanced Turbine Engines: Chemistry, Microstructure, and Properties. Tresa M. Pollock, Sammy Tin. JOURNAL OF PROPULSION AND POWER, Vol. 22, No. 2, March–April 2006 http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.462.8486&rep=rep1&type=pdf

    700. MECHANICAL, OXIDATION, AND THERMAL PROPERTY DATA FOR SEVEN REFRACTORY METALS AND THEIR ALLOYS, by T. E. TIETZ, J. W. WILSON, 1961, http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/266824.pdf (Fig 2.6 and 2.7)

    710. Solubility of Rock in Steam Atmospheres of Planets, Submitted to Astrophysical Journal: 29 January 2016. Bruce Fegley, Jr., Nathan S. Jacobson, K.B. Williams, J.M.C. Plane, L. Schaefer, and Katharina Lodders, https://arxiv.org/abs/1602.00658
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 236
    • +9
      Шедеврально!
      • +5
        Рад, что понравилось!
        • –2
          полностью согласен
          • 0
            Да, приятно расширить горизонты познания,
            исключая их сведение в «точку зрения» :)
          • +15
            Кажется, это серьёзная заявка на лучшую статью 2018 года!
            • +2
              Спасибо!
              • +5
                По неординарности мышления и планомерному подходу, пожалуй, не только 2018… вообще не припоминаю чего-то равноценного.
                • +4
                  Я бы наоборот, назвал подход чрезмерно академичным. Сам автор возражает себе же в конце. Но я добавлю…
                  1) «огромные пространства» температур и давлений только номинально велики — по цифрам в знаменателе. Реально давления ниже 0,1 атмосферы ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА являются одним и тем же вакуумом. Температуры выше какого-то предела, допустим, плазма, являются так же неразличимыми. Это только для физиков, занимающихся проблемой управляемого синтеза есть разница между 1 миллионом и 100 миллионами градусов, всем остальным — одинаково. Есть, правда, некоторое различие между разреженной плазмой, типа короны солнца и его поверхностью, а так же центром.
                  Поэтому сравнение с квартирой — ну совсем не корректно.
                  Да и в целом — гораздо шире описаны «путешествия» в другой области — в области размеров, например! Можно сказать, что пространство масштабов (от микромира субатомных частиц до галактических сверхскоплений) как минимум не уступит пространству давлений. А еще время. Всё это гораздо интереснее с точки зрения сюжетных построений, чем «путешествие» между давлениями (как это вообще можно представить, кроме как наблюдение за лабораторной установкой??).
                  2) Как уже сказал автор, фантастика — это больше «про людей» на фоне чего-то там в космосе или где-то/когда-то еще. Поэтому набор условий во всех этих ситуациях будет обязан удовлетворять требованиям физиологии человека или не сильно от них отходить.
                  3) Современный кинематограф (а книги стали играть гораздо меньшую роль в массовой культуре) скатился в беспросветную попсу, где не глубина и оригинальность филосовских идей «делают кассу», а количество пиу-пиу, бум-бум и величина бюста главной героини, а так же площадь поверхности её тела, не заслоненная костюмом (что само по себе даже хорошо, но в условиях отсутствия чего-бы то ни было кроме этого — уже совсем наоборот).
                  Не увидел на диаграмме условий поверхности звезды — могу добавить: такое обыгрывается в сериале (спинофф звездных врат) SG-university — там корапь нырял в атмосферу звезды и зачерпывал её вещества для пополнения энергетических запасов.
                  Еще припоминается американский фильм, забыл название — там они плыли внтури мантии земли и ядерные заряды разбрасывали… Чтоб магнитное поле восстановить чтоли…
                  Но в общем-то оба примера не совсем корректны — там всё равно про людей внутри железной банки, а все эти температуры и давления — где-то там, за границами кадра. Мы о них знаем только со слов героев (и то скорее нет — просто из школьного образования и факта нахождения героев в определенном месте).
                  А стругацкие писали вообще какую-то «нефантастику» — одни разговоры и вселенские страдания на пустом месте, а где-то там на заднем плане слегка мелькают размытые образы космических кораблей и дальних планет.
                  • +1
                    У Головачева в Огнетушителе дьявола описывается экспедиция в недра Солнца. Правда это сильно ближе к приключенческой фантастике и научного там мало. Плюс у него же в Хроновыверте станция в короне Солнца.
                    • 0
                      Еще припоминается американский фильм, забыл название — там они плыли внтури мантии земли и ядерные заряды разбрасывали… Чтоб магнитное поле восстановить чтоли…

                      "Земное ядро". Еще вспомнил фильм "Пекло", про полет к Солнцу на корабле с большим отражателем. К слову, оба унылые весьма.


                      Если уж вспоминать — у Азимова в цикле "Лаки Старр — космический рейнджер" была сцена пролета чуть ли не через фотосферу Солнца, а так же сцены в поясе астероидов.

                      • +4

                        Вспоминается Лем с его туннелями в середине звезд.


                        Однако ж и то надо помнить, что не всякое огня шевеленье и не всякое тоннеля сужение, ниже обвал белый океанов угольевых, о звездотрясении свидетельствуют. Взяв себе то на замету, навигатор умудрённый не станет попусту «к насосам» взывать, дабы не пришлось от умудреннейших к посрамлению услышать, что капелькою аммиака охладительного хочет он вековечный пламень светила погасить. Вопрошающему же, как быть, когда подлинное звездотрясение на корабль обрушится, каждый бывалый пустотник без промедленья ответит, что в таковом случае вздохнуть достаточно, на другие приготовленья предсмертные часу не станет, очи притом можно держать отверстыми либо сомкнутыми, по желанию, понеже пламень их и так растопит.

                        Тут к тому же диапазон немаленький, от короны до центра звезды единой кривой проходит.

                        • 0
                          Ох, сколько же ещё непрочитанного!!!
                        • 0
                          У Головачёва первые рассказы интересны как раз не физикой мира, зато потом пошла такая откровенная бредятина, что даже читать стало не интересно.

                          P/S
                          Хотя при чтении меня постоянно бесили температуры в минус стопицот миллиардов — это при том, что сам Головачёв — физик по образованию.
                          • 0
                            температуры в минус стопицот миллиардов

                            Это в каких книгах?
                            • 0
                              По-моему, в том же «Огнетушителе...» или в какой-то из книг той же серии. Оно дома в бумажном варианте было, если не отдал, навскидку не скажу. Но точно было и меня это дико бесило.
                            • 0
                              А в чем проблема отрицательной температуры? Можно подумать, такое в природе не встречается.
                              • 0
                                Встречается, но только у очень непростых объектов. И тепловое взаимодействие таких объектов с классическими — вряд ли можно описать в терминах школьной теомодинамики.
                                • 0
                                  Отрицательной может быть только дифференциальная температура (которая dQ/dS), но не абсолютная. На бытовом же уровне под температурой обычно понимают именно вторую.
                                  • 0
                                    Абсолютная отрицательная — да, но не в том контексте, как это понимает широкая публика. Так что всё равно — бесит :)
                                    • 0
                                      Ну тут исключительно вопрос того, в каком контексте автор применял такую температуру.
                                      • 0
                                        В контексте «заморозим звёздное вещество Солнца до прекращения термоядерных реакций». Что в контексте абсолютной отрицательной температуры неверно, так как системы с отрицательной абсолютной температурой — это не жутко холодные, а жутко горячие, как я помню.
                                        Т.е. это физики просто дурью маялись — дали цвета кваркам. Но цветов-то в обычном понимании у них нет. Программистам это проще понять, для них метки могут иметь любые значения. А вот для обывателя «зелёный» — он зелёный, как трава у дома, а «отрицательная температура» — это жутко холодно.
                                        • +1
                                          С отрицательной температурой всё хитрее. В нашем понимании, они не холодные и не горячие, и никак в классическую термодинамику невпихуемые. Скажем лазерный луч как квантовая система может иметь отрицательную температуру, но это никак не связано с нагревом материала в его пятне, он определяется более приземлёнными характеристиками.

                                          Правда, есть какое-то лазерное охлаждение, но я не в теме, что это.
                                          • +1
                                            Лазерное охлаждение — это комбинация эффекта Доплера с квантовым. Суть в том, что можно так светить лазером, чтобы фотоны могли поглотиться только летящими им навстречу молекулами, но не летящими в том же направлении. В итоге в результате поглощения света средняя скорость молекул газа падает, т.е. газ охлаждается.

                                            К отрицательной температуре этот эффект и правда не имеет отношения.
                                            • +1
                                              Можете разъяснить, куда при квантовом охлаждении девается энергия?
                                              Вот, допустим, молекула поглотила фотон. Их импульсы сложились, сумма — меньше, чем исходный импульс молекулы.
                                              Энергия, надо полагать, досталась электронам? Они, её потом излучают?
                                              • +1
                                                Да, они ее потом излучают. Вот в какую именно сторону — не знаю. Но среднее суммарное изменение импульса молекулы все равно оказывается направлено против ее вектора скорости.
                                          • 0
                                            В этом контексте — да, автор накосячил
                                • +1
                                  Заряды сбрасывали в фильме «The Core», в русском переводе известен как «Земное ядро: Бросок в преисподнюю»
                                  • +2
                                    >Я бы наоборот, назвал подход чрезмерно академичным.
                                    А вот здесь я не согласен. Имеется тенденция скатывания гт/хх в попсу, маркетинговый блаблабла и ПР и это плохо. Статьи по математике бывают не каждую неделю и их глубина… Эта статья в этом разрезе — глоток свежего воздуха. Автор хорошо копнул. Глубоко и широко. Привел множество занятных фактов в единой системе отсчета. Связал несколько совсем различных наук и получил преинтереснейшую картинку. И пусть тема не совсем «серьезная», но такой проработки материала на гт/хх я давно не припомню. Вобще не припомню.

                                    ЗЫ в качестве отмазки приведу пару ссылок:
                                    * Дэвид Бринн «Прыжок в Солнце» royallib.com/book/brin_devid/prigok_v_solntse.html
                                    * Валерий Медведев «Баранкин, будь человеком» www.litmir.me/br/?b=19458 (размер)
                                    * Павел Шумил «к вопросу о долгой жизни» royallib.com/book/shumil_pavel/k_voprosu_o_dolgoy_gizni.html (масштаб времени)
                                    * Григорий Захаров «Там, за Порогом» samlib.ru/z/zaharow_g_w/1over.shtml (людям пришлось стать немного разнообразнее)
                                    • 0
                                      О! Спасибо!
                                      • 0
                                        Нет, вы меня не верно понимаете. Эта статья, конечно, интересна и в своем роде оригинальна. Сама по себе. Но автор выдвигает слишком академичные требования к жанру литературы, который даже не является научно-популярным! Поэтому я считаю, что сетовать на отсутствие произведений о разных степенях вакуума — слишком нудно в данном контексте.
                                        Кстати говоря! Есть такое произведение — вот сейчас вспомнил… Надо поискать название. Там сюжет — поставили эксперимент по получению абсолютного вакуума… Помню отрывочно — кажется куда-то летали и там как бы захватили объем этого вакуума. В дальнейшем были эффекты связанные с психикой и парапсихологией какой-то… Вот больше не могу припомнить — читал наверное лет 20 назад.
                                      • –1
                                        Академичность чрезмерной не бывает.
                                        • 0
                                          Вот это:

                                          Это только для физиков, занимающихся проблемой управляемого синтеза есть разница между 1 миллионом и 100 миллионами градусов, всем остальным — одинаково.


                                          Вы совершенно правильно отметили. И я собираюсь коснуться этого противоречия в третьей части.
                                          • 0
                                            Еще не оставляло впечатление, что что-то я забыл — сегодня припомнил самое что ни на есть в Вашем направлении — «Зовите меня Джо». Если вдруг не читали — обязательно ознакомьтесь! Дело происходит на юпитере, притом известный «Аватар» — в некоторой части плагиат этого произведения.
                                            • 0
                                              Ну тут сложно всё.
                                              Столько раз уже придумывали
                                              • 0
                                                Да, мне на это произведение уже несколько человек указали. Надо будет обязательно прочесть.
                                            • 0
                                              Согласен, подход слишком формальный.
                                              По поводу экстремальных температур и давлений Желязны и Шекли в свое время хорошо написали:
                                              Температура стен была не намного выше абсолютного нуля — ведь их охлаждал личный кондиционер самого дьявола. В центре же преисподней было так горячо, что атомы теряли свои электроны, а происходившие время от времени вспышки могли расплавить даже протон.

                                              Нельзя сказать, что преисподняя позарез нуждалась в таком холоде и такой жаре. Тот, кто ее создавал, явно перестраховался, точнее, перестарался. Человек, даже мертвый и брошенный в преисподнюю, выдерживает — лишь очень узкий (в космическом масштабе) температурный диапазон. За пределами этой комфортной зоны он быстро теряет способность отличать плохое от очень плохого. Да и то, какая необходимость поджаривать беднягу при чудовищной температуре, если он чувствует себя одинаково и при пятистах, и при миллионе градусов?

                                              • +1
                                                Также, к уже приведенному списку добавил бы:
                                                — Хол Клемент. «Экспедиция „Тяготение“. Там, правда, акцент в первую очередь на гравитации, но температура и давление от земных тоже сильно отличаются
                                                — Питер Уоттс. „Морские звезды“. Практически все действие на дне океана происходит, на глубине нескольких километров.
                                              • 0
                                                del
                                              • 0
                                                В десятку точно войдет.
                                                Спасибо автору.
                                                • 0
                                                  Да!
                                                • +1
                                                  Браво!
                                                • +1
                                                  Своеобразный и интересный анализ. Следующая часть — гравитация или ускорение, надо полагать?
                                                  • +2
                                                    Не угадали. Подождите до завтра ))
                                                    • +1
                                                      Просто вспомнился рассказ Хола Клемента (которого, кстати, упомянули в статье) — «Экспедиция „Тяготение“. Вроде бы и не сильно отличающиеся условия от земных… если не считать гравитацию и ускорение свободного падения.
                                                      • 0
                                                        Там, где гравитация в 100+G — там и соотв давление.

                                                        А вообще, в фантастике довольно много историй про контакты с существами из миров с нетривиальными физическими условиями, или про освоение этих миров (типа Юпитера) генномодифицированными организмами.
                                                  • +1
                                                    Великолепная статья с точки зрения наглядного расширения понимания. Графики хороши.
                                                    Буду ждать продолжения)
                                                    • 0
                                                      Спасибо, буду работать.
                                                      • 0
                                                        Расширили бы варианты доната — не все же криптой могут)
                                                    • +1

                                                      Отлично! Действительно, читая фантастические произведения прошлого века, получаешь удовольствие несравнимое с эмоциями от современной фантастической прозы. Это кстати и для кинематографа актуально.

                                                      • +1

                                                        У меня наоборот. Прочитал современную фантастическую прозу (Уотса), теперь прошлый век выглядит слишком банальным и как-то непродуманным.


                                                        С кинематографом аналогично. Нефантастические фильмы отличные, но не фантастика.

                                                      • +1

                                                        Спасибо за статью, исследование достойно фильма на научно-популярном канале. Буду ждать продолжения!

                                                        • 0
                                                          И фантастика – это не физика. Она не обязана писать о новых температурах и давлениях. В СССР, в 60-х, кстати, пытались как-то заставить. Ужас получился. У меня на полке сохранился один образчик. Настолько дикий, что его никак нельзя выбрасывать.

                                                          А можно название этой дичи, в целях «почитать странного»?
                                                          • 0
                                                            «Лучший из миров». Сборник научно-фантастических рассказов, отмеченных на международном конкурса фантастики семи стран: Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Румынии, СССР, Чехословакии. Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия», 1964.

                                                            Не всё подряд, конечно, но от некоторых вещей я там просто опешил.
                                                          • +1
                                                            Большое спасибо, отличная статья.
                                                            • +4

                                                              Ради таких статей я и прихожу на GT.

                                                              • +1

                                                                По теме фантастики, мне понравилась концепция межзвездного перемещения в повести "Три, четыре, пять, я иду искать" автор Шумил Павел. Там корабли ныряли в звезды, чтобы мгновенно оказаться в соседней звездной системе. При этом остальные аспекты более менее соответствуют твердой нф.

                                                                • +3
                                                                  Хорошее произведение, и автор хороший.
                                                                  • +1
                                                                    «Фиаско» Лема, те же мошкиты Нивена
                                                                  • +2
                                                                    Не хватает как минимум «Тау ноль» Пола Андерса.
                                                                    спойлер
                                                                    Полёт через воид и там это принципиально.
                                                                    • 0
                                                                      Там мало полета через воид, они там еще вокруг ядра БВ скакали на волнах гравитации. Полагаю, условия там тоже были не очень. Книга вообще отличная.
                                                                      • 0
                                                                        Ещё одно название в копилку, спасибо!
                                                                      • +1
                                                                        А как же «Зовите меня Джо?» А как же Лунная радуга?
                                                                        • 0
                                                                          Всё космическое в «Лунной Радуге» происходит при лунном давлении. Но при других температурах, и местами это важно. Я был в долгих сомнениях, упоминать ли её в четвёртой группе. После Вашего комментария решил всё-таки указать. Как-никак, один из ярких образцов советской фантастики.

                                                                          А вот «Зовите меня Джо» я не читал. Рекомендуете?
                                                                          • 0
                                                                            Всё космическое в «Лунной Радуге» происходит при лунном давлении.

                                                                            Разве? Меркурий все же не лунное, хоть и маленькое, Венера — вполне так себе давленьице…

                                                                            А вот «Зовите меня Джо» я не читал. Рекомендуете?

                                                                            Однозначно! Особенно учитывая небольшой объем, и экстремальные условия как сюжетообразующий элемент.
                                                                            Ведь это не он в 140-градусном холоде, под утроенным атмосферным давлением сражался с бурей, несущейся со скоростью нескольких сотен миль в час.
                                                                            lib.ru/ANDERSON/joe.txt

                                                                            А вообще, спасибо за статью. Но вот с этим тезисом
                                                                            та самая фантастика, что ещё каких-то 50 лет назад звала людей в космос, сегодня выпала из последнего вагона!
                                                                            — она не выпала, она везет поезд. Старворс, стартрек, супергерои марвела и диси — это мейнстрим.
                                                                            А ареал обитания безусловно есть — понятийный аппарат читателя должен позволять ему достичь глубин авторской мысли. У ФРОБ фантастика явно отличалась бы нашей ДБДГшной…
                                                                            • 0
                                                                              Разве? Меркурий все же не лунное, хоть и маленькое, Венера — вполне так себе давленьице…


                                                                              Но Нортону на Меркурии нет никакой разницы, лунное оно там давление, или на два порядка выше. А где не было разницы, там я везде лунное давление вписал.

                                                                              Венера, конечно, другая — но уж больно эпизодична.
                                                                        • +2
                                                                          Вот, кстати, где физическое вступление было нужным и ненужным одновременно (и его наличие было причиной отказа моей жены-гуманитария от чтения этого великого произведения) — Сами Боги, Айзека Азимова.
                                                                          • 0

                                                                            Мне кажется, без него было бы не полным.


                                                                            P.S. Одно из моих любимых его произведений.

                                                                          • +1
                                                                            Спасибо, очень интересный ракурс взгляда на фантастику.

                                                                            Как было сказано у Станислава Лема: «Мы не стремимся освоить Космос, мы просто пытаемся расширить Землю до пределов Космоса».
                                                                            • 0
                                                                              О! И об этом тоже надо будет сказать!
                                                                            • 0
                                                                              Прекрасная статья! Спасибо!
                                                                              Станислав Лем – «Правда» одно из немногих произведений где поднимается вопрос выхода за пределы «зеленой зоны» не на проценты а на порядки величин. Рекомендую тем кто не читал
                                                                              • 0
                                                                                Ох, спасибо! Я его лет 20 назад читал, совсем забыл уже. Будет повод освежить.
                                                                              • 0
                                                                                Отлично!
                                                                                Если будет желание статью дорабатывать, предлагаю на втором/третьем графиках показать известных науке экстремофилов, например:
                                                                                Pyrococcus abyssi is found near deep sea hydrothermal vents off of the Southwest region of the Pacific Ocean. This organism is classified as a hyperthermophile since its environment can reach temperatures as high as 102 C and pressures can be up to 200 atmospheres.
                                                                                • 0
                                                                                  Знаете, на черновой версии графика было и это, и ещё куча вещей. Но по здравом размышлении, скрепя сердце, выкинул. В угоду визуальному восприятию. А то там и так тесно.
                                                                                  • 0
                                                                                    Опубликуйте таблицей. Кому надо — сам на график нанесёт.
                                                                                • 0
                                                                                  «Вниз» по температуре-давлениям — нет особых технических проблем сделать одежду и жилище — теплоизоляция + подогрев, а если оболочка держит без особых утечек 1атм — то за ней снаружи 0.1 или 0.00000001 — без разницы. Всё это на существующих технологиях достижимо. А это вообще-то 99.999999% _пространства_ вселенной. Вот если в большие гравитационные колодцы лезть — то да, все проблемы температур-давлений-гравитации. Тем более, что всё интересно возможно окажется именно там. А возможно что и нет — и вся движуха окажется вне их, а в колодцы лишь накопители послылаются для добычи веществ и энергии.
                                                                                  Но всё упирается в способы преодоления пространств, и на них всё завязано, скорее всего и окажется.
                                                                                  А с кинематографом всё просто — актёрам играть антропоморфных проще, даже роботы в стартовых звёздных войнах людьми игрались, но по мере развития 3d это всё менее и менее актуально (кинематограф уже проиграл играм по доходам, а значит и привлекательность для сложных инноваций (в т.ч смысловых))
                                                                                  • –1
                                                                                    В 1986-м году в гипербарическом комплексе Института Океанологии РАН (Геленджик) проводился эксперимент по проверке работоспособности человека в условиях, имитирующих давление на глубине около 2000 (да, две тысячи) метров. Открытой информации об этом мало, но насколько мне известно — эксперимент считается успешным.

                                                                                    А из книжек ещё не хватает «Бесконечной войны» Джо Холдемана (1974) — там очень тщательно описаны трудности работы человека в условиях трансплутонианских планет.
                                                                                    • 0
                                                                                      Цитирую Ваш же комментарий:
                                                                                      А я читал и даже видел видео, что Луна сделана из сыра. Будьте добры, указывайте источники, если сообщаете что-то отличающееся от энциклопедических данных.


                                                                                      Пока что 60 атмосфер (600 метров) — это достигнутый максимум, потом идут последствия для здоровья, поэтому эксперименты не проводились.
                                                                                      Предел человеческих возможностей точно не известен, при давлениях более 60 атмосфер сам кислород (необходимый для дыхания) начинает вызывать опьяняющее воздействие на организм человека, возникает отравление диоксидом углерода, оксидом углерода, и токсическое воздействие гелия (гелиевая дрожь).

                                                                                      • +1

                                                                                        600 метров — это теоретический, а не достигнутый максимум. Теория ссылается на парциальное давление кислорода, которое к глубине 600 м. достигнет нуля. Большее содержание кислорода просто отравит дайвера. Официально достигнутая макс. глубина на данный момент — 330 метров. С декомпрессией при подьеме в 9 часов.

                                                                                    • 0

                                                                                      Анализ восхитительный, но раздел про фантастику крайне сложен.


                                                                                      1. У нас есть Dragon's Egg, в которой описывается цивилизация "амёб" на нейтронной звезде. Главная проблема — сильнейшие магнитные поля. (Она посчитана?)
                                                                                      2. У нас есть книги из серии Gregg Edan's Orthogonal (https://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_(series)), которая описывает мир, построенный на полной симметричности пространства-времени, с изменяемой скоростью света, негативной энергией материи и другими странными вещами, причём с довольно хардкорным математическим описанием самой модели. Она куда вписывается? Температуры там есть, но смысла у этой величины в применении к нашему миру нет.
                                                                                      • 0
                                                                                        Не читал ни того, ни другого! Спасибо за названия!

                                                                                        Вообще, народ принялся массово подсказывать фантастические произведения с экстремальными условиями. Так что их, несомненно, больше, чем я написал. Но вряд ли настолько, чтобы изменить выводы. Выборка сдвинута, народ же как раз экзотику выбирает.
                                                                                        • +1
                                                                                          Тут есть проблема эффекта «советской зарубежной фантастики». Большой корпус авторов был переведён в советское время и стал «основой» для фантастики. А она несравнимо шире, чем этот корпус «советских зарубежных» авторов.

                                                                                          С момента перехода с переводов на английские оригиналы фантастика стала совсем другая. Огромное количество книг, которые не были переведены, но являются в каком-то смысле эпохальными по затрагиваемым вопросам.

                                                                                          Да, докиньте Write'овскую The Golden Oecumene, там товарищи плотно работают с фотосферой Солнца.
                                                                                      • 0

                                                                                        В голову приходит "Мегамир" Никитина. Условия земные, но если ты размером с муравья, всё становится совсем по другому...

                                                                                        • +1

                                                                                          У Головачева, пока он не окончательно скатился, было много различных трешовых и не очень мест. Вроде бы в "Черном человеке" герой отправился по сети мгновенного пространственно-временного транспорта в момент зарождения вселенной (на мгновенье).

                                                                                          • +1
                                                                                            Еще большой разброс условий упоминается в трилогии Евгения Малинина «Исчадия земли», но там и люди уже не совсем людьми были
                                                                                            • +1

                                                                                              Давление и температура — это небольшая часть ограничений: ничуть не менее важна гравитация и электромагнитное излучение, напряженность электромагнитного поля. Здесь и ограничения и их обход в фантастических произведениях.
                                                                                              Упрек авторов коммерческой литературы в ограниченности сцены не вполне справедлив. Согласно нормального закона распределения, экспоненциально уменьшается аудитория у реалистичного описания нечеловеческих условий деятельности. Даже Эхопраксию и Ложную слепоту, Лестницу Шильда читают настолько мало, что редкое издательство рискнет их напечатать. И мизерными тиражами.

                                                                                              • 0
                                                                                                Правда ваша. Именно экспоненциально с расстоянием. Но ведь физика подсказывает, что количество сложных явлений не убывает при удалении от нормальных условий. Значит, падает именно наша способность к их восприятию на больших удалениях. Что и хотелось показать.
                                                                                                • +1
                                                                                                  Но ведь физика подсказывает, что количество сложных явлений не убывает при удалении от нормальных условий.

                                                                                                  Довольно спорное заявление, ведь жизнь сама по себе — самое сложное явление :) И вся известная нам разумная жизнь «заперта» в рамках нормальных условий.
                                                                                                  • 0
                                                                                                    Это если полагать, что жизнь — единственное явление, сопоставимое с жизнью по сложности. Но это почти наверняка не так. Полное доказательство наверняка потянет на отдельную статью, но примерную схему его можно привести здесь.

                                                                                                    1. Записываем уравнение Шрёдингера для (произвольной) рассматриваемой среды.
                                                                                                    2. Если его решение порождает системы наподобие аттракторов Лоренца, то утверждение доказано — ибо они уже безмерно сложны.
                                                                                                    3. Если нет, то решение проще.
                                                                                                    4. Представляем это решение в виде суммы простого (квази)стационарного и небольших отклонений от него.
                                                                                                    5. Разлагаем отклонения по степеням производных от координат.
                                                                                                    6.… до членов второго порядка.
                                                                                                    7. Если хотя бы один член при зависимости отклонений от координат вида xi*xj не равен нулю (а с чего бы им всем быть, в произвольной-то системе, нулевыми?), то уравнение можно представить как систему Росслера, опять же гарантированно порождающую непредсказуемые, квазихаотические решения.
                                                                                                    8. Решения которых способны к самоусложнению, т.е. вот вам и начало сложного и развивающегося мира.

                                                                                                    Я тут, разумеется, кучу углов срезал (и не везде корректно), но общая мысль такая, что явления, не менее сложные чем жизнь, должны возникать почти везде. Просто нам воспринять их адекватно слишком трудно.
                                                                                                    • +2
                                                                                                      Эк вы жизнь упростили. Эти ваши аттракторы дают хаотические, но достаточно ограниченные по своим проявлениям решения. Пока вы не собираетесь получать математически точного решения — вы можете довольствоваться макрорешениями для большой области, работающими за счёт статистического эффекта (например, вам не нужно применять сложные формулы Общей теории относительности для расчёта взаимного притяжения двух килограмовых гирь в далёком космосе — результат будет получен простой формулой Ньютона).
                                                                                                      В то же время жизнь настолько сложна само по себе, что никаким упрощениям не поддаётся — мы даже не можем однозначно сказать, каким образом возникает у людей самосознание и вообще почему у нас есть интеллект, позволяющий нам тут философствовать, хотя ни одна клетка нашего «составного» тела не является сколько-нибудь разумной сама по себе…
                                                                                                      • +2
                                                                                                        жизнь настолько сложна само по себе, что никаким упрощениям не поддаётся — мы даже не можем однозначно сказать, каким образом возникает у людей самосознание

                                                                                                        Непонятно, почему «даже» и почему вы поставили самосознание и интеллект на одну доску с жизнью, словно одного без другого быть не может? Жизнь появляется там, где нелинейная среда достаточно (но не слишком) разнообразна, чтобы в ней появились репликаторы и начался их естественный отбор. И не так уж сложно достичь этого разнообразия — даже простые клеточные автоматы оказываются достаточно сложными для этого.
                                                                                                        • +1
                                                                                                          Непонятно, почему «даже»

                                                                                                          Именно потому, что хоть аттракторы, хоть клеточные автоматы нами хорошо изучены и мы полностью понимаем их физику/математику, чего не можем сказать о жизни. Кстати, клеточные автоматы не являются примером жизни. Так же как автокаталитические реакции сами по себе. Жизнь сложнее одного отдельно взятого явления, является целым комплексом уникальных механизмов. При этом этот комплекс может существовать, насколько мы знаем, только в очень узких рамках (узких относительно существующих условий в разных местах Вселенной). Нам не известны пока никакие другие места с жизнью, несмотря на огромные количества известных нам звёзд с планетарными системами.
                                                                                                          Собственно говоря именно поэтому даже в книгах писателям (и читателям) интереснее рассматривать «свойства» и трансформацию жизненных форм, а не поражаться гигантским диапазонам температур и давлений, расстояний и времени Вселенной, ведь именно жизнь является самым сложным явлением, известным нам.
                                                                                                          Согласитесь, что у нас есть огромное количество книг, компьютерных игр, фильмов и так далее — без экстремальных для жизни условий (космоса в целом или отдельно взятых сочетаний температуры/давления/итд), но практически нет — без форм жизни. Без неё нам все эти условия просто не интересны — они понятны и в них ничего удивительного, неожиданного для нас не происходит. А раз так, то нет ничего удивительного, что
                                                                                                          у фантастики — как и у инженерии, и у физиологии человека — тоже есть свой «ареал обитания»
                                                                                                          • 0
                                                                                                            >> Непонятно, почему «даже»
                                                                                                            > Именно потому, что хоть аттракторы, хоть клеточные автоматы нами хорошо изучены и мы полностью понимаем их физику/математику, чего не можем сказать о жизни.


                                                                                                            Всё равно не понятно. Вы сказали «жизнь сложна — мы даже не понимаем самосознание людей». Но самосознание — это уже верхняя ступень сложности. Понимание самосознания не обязательно для понимания жизни — есть ведь и простейшая жизнь.

                                                                                                            клеточные автоматы не являются примером жизни

                                                                                                            Я не сказал, что сами автоматы являются жизнью, я сказал, что они являются средой обитания. Жизнью являются репликаторы, появляющиеся в этих автоматах.

                                                                                                            Жизнь сложнее одного отдельно взятого явления, является целым комплексом уникальных механизмов.

                                                                                                            Тут мы рискуем свалиться в терминологический спор о том, что называть «жизнью». Давайте для простоты остановимся на примитивных формах жизни, предельный минимум. Назовите один-два, по-вашему мнению, самых главных и необходимых механизмов или критерий (чёткий и наблюдаемый), без которых репликатор никак нельзя назвать «живым». Без философии.
                                                                                                            • 0
                                                                                                              Понимание самосознания не обязательно для понимания жизни — есть ведь и простейшая жизнь.

                                                                                                              С простейшими видами жизни нам более-менее понятно, пока мы не касаемся вопроса их самозарождения. С самосознанием всё гораздо сложнее, мы не знаем ни как оно зародилось, ни как формируется, ни как функционирует. Есть, например, даже сейчас, разные точки зрения на вопрос синдрома множественных личностей человека.
                                                                                                              Назовите один-два, по-вашему мнению, самых главных и необходимых механизмов или критерий (чёткий и наблюдаемый), без которых репликатор никак нельзя назвать «живым»

                                                                                                              Не вижу необходимости, фактически перекопипасчивать википедию, где говорится
                                                                                                              Существует более ста определений понятия «жизнь»

                                                                                                              Лучше я просто скажу, что на текущий момент известна только одна реально существующая форма жизни — белковая. Но можно принять точку зрения NASA:
                                                                                                              «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции»
                                                                                                              • 0
                                                                                                                «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции»

                                                                                                                И что, по-вашему, тут главное, чего нельзя выкинуть? Можно ли выкинуть «химическая» и назвать живыми скажем «самоподдерживающиеся информационные системы, способные к дарвиновсой эволюции»? Или, например, «самоподдерживающиеся плазменные системы, способные к дарвиновской эволюции»?
                                                                                                                • 0
                                                                                                                  Пока что мы ничего выкинуть не можем. Выбрасывая что-либо, приходим к гипотетическим конструкциям, реальное существование которых под вопросом.
                                                                                                                  • 0
                                                                                                                    По-моему, заголовок поста намекает на то, что мы обсуждаем возможные границы существования гипотетических форм жизни, а не только лишь белковых (или даже химических).

                                                                                                                    С другой стороны, почему репликаторы в клеточных автоматах являются «гипотетическими конструкциями»? Они есть и наблюдаемы. В рамках своей среды они самоподдерживающиеся, и способны к дарвиновской эволюции. Да, среда искусственная, т.е. получившаяся жизнь не является самозародившейся и полностью «автономной», но что принципиально мешает называть её жизнью? Нехимичность? Мы ведь и про «автономность» своей собственной среды обитания не слишком много знаем, но это не особо мешает.
                                                                                                                    • 0
                                                                                                                      Насчёт дарвиновской эволюции в клеточных автоматах вы загнули.
                                                                                                                      • 0
                                                                                                                        В клеточных автоматах невозможно реализовать генетические алгоритмы? Невозможно построить машину с генетической памятью? Недостаточно нелинейностей, чтобы организовать мутации?
                                                                                                                        • 0
                                                                                                                          Основные факторы эволюции по Дарвину

                                                                                                                          Наследственная изменчивость
                                                                                                                          Борьба за существование
                                                                                                                          Естественный отбор
                                                                                                                          Изоляция (генетика популяций)

                                                                                                                          Приведите примеры клеточных автоматов, в которых осуществлена дарвиновская эволюция.
                                                                                                                          • +1
                                                                                                                            Начну с того, что вы лишнего напихали в список. Борьба за существование и естественный отбор — это, по сути, одно и то же, и в современной теории эволюции называются одним термином: дифференциальное размножение. Побеждают те аллели, которые при схожих условиях размножаются быстрее (как в анекдоте про бегунов и медведя).

                                                                                                                            Популяционная генетика и видообразование — это уже дополнительный навесок, не обязательный для определения жизни. Полностью изолированная популяция одного вида — тоже живая, несмотря на то, что конкретно она не эволюционирует полностью по Дарвину.

                                                                                                                            Так что остаёмся с базовым набором: наследственность, изменчивость и отбор АКА дифференциальное размножение.

                                                                                                                            Теперь к вашему вопросу. Я не писал, что оно уже реализовано в точности по Дарвину, я писал, что а) репликаторы в КА доказано существуют, б) КА тьюринг-полны, что достаточно для создания репликаторов с генетической памятью и наследственностью, и в) КА достаточно хаотичны, чтобы реализовать случайные мутации. Отбор появится сам собой, просто в силу того, что какие-то репликаторы будут умирать быстрее других, по естественным причинам.
                                                                                                                            • +1
                                                                                                                              Начну с того, что вы лишнего напихали в список.

                                                                                                                              Это не я «напихал», это Дарвин.
                                                                                                                              Борьба за существование и естественный отбор — это, по сути, одно и то же, и в современной теории эволюции называются одним термином: дифференциальное размножение.

                                                                                                                              Вы не правы, дифференциальным размножением называется сейчас механизм естественного отбора, а борьба за существование это локализованный фактор естественного отбора, различают внутривидовую, межвидовую борьбу и борьбу с неблагоприятными условиями окружающей среды (которая усиливает внутривидовую борьбу). Вы делаете слишком сильное упрощение.

                                                                                                                              Популяционная генетика и видообразование — это уже дополнительный навесок, не обязательный для определения жизни


                                                                                                                              Аргументируйте.

                                                                                                                              Полностью изолированная популяция одного вида — тоже живая


                                                                                                                              Такого не бывает, кроме как в специально созданных условиях, типа чашек Петри. И всё равно в них происходит эволюция, хоть и по ограниченным факторам (пример — бактерии, вырабатывающие резистентность к антибиотику в чашке). В нормальных условиях, не искусственных, любая популяция живых особей эволюционирует по Дарвину.
                                                                                                                              Так что остаёмся с базовым набором

                                                                                                                              Все четыре пункка.
                                                                                                                              что достаточно для создания репликаторов с генетической памятью и наследственностью

                                                                                                                              А это ещё ниоткуда не следует. Известные репликаторы не способны изменяться — либо теряют изменения (реплицируют начальную версию), либо разваливаются.
                                                                                                                              В любом случае, что-то подобное жизненной форме в клеточном автомате будет намного сложнее простейшей Mycoplasma mycoides из-за сильно упрощённой «физики» КА. Реализуемо ли на практике подобное — открытый вопрос (гипотеза).
                                                                                                                              • +2
                                                                                                                                Это не я «напихал», это Дарвин.

                                                                                                                                Со времён Дарвина теория всё же не стояла не месте.

                                                                                                                                Вы делаете слишком сильное упрощение.

                                                                                                                                Борьба за существование — это лишь дифференциальное размножение в условиях ограниченных ресурсов и воздействий среды. Это не есть нечто самостоятельное и настолько же хорошо математически формализованное, как рождаемость, смертность, скорость размножения, интенсивность воздействий внешних факторов и ограничения на ресурсы.

                                                                                                                                Аргументируйте.

                                                                                                                                Уже давал аргумент: искусственная изоляция и длительная автономная эволюция живых особей одного вида не делает их неживыми. Количество видов определяется количеством пригодных ниш в среде, т.е. это свойство среды, а не жизни. Возникновение одного-единственного вида в отсутствие ниш для других видов не запрещает нам называть этот вид живым.

                                                                                                                                Мы же обсуждали вопрос, что является строго необходимым для того, чтобы назвать репликаторы живыми. Я считаю, что одного вида и внутривидовой конкуренции вполне достаточно. Межвидовая конкуренция — это вишенка на торте, и она как правило сильно слабее внутривидовой.

                                                                                                                                Известные репликаторы не способны изменяться — либо теряют изменения (реплицируют начальную версию), либо разваливаются.

                                                                                                                                Простейшие репликаторы в простых КА вроде Conway's Life — да, не мутируют, но это скорее «элементарные частицы» и «атомы», я не их имел в виду в качестве реальных кандидатов. Для нас важно то, что они способны обеспечить Тьюринг-полноту, а это позволяет создать более сложные репликаторы, с устойчивыми генами, с кроссинговером для изменчивости. Может даже с рандомными точечными мутациями (скажем, от ударов «элементарных частиц»), хотя последнее необязательно, если это ломает всю их «Вселенную». Кроссинговера должно быть достаточно для создания разнообразия. Ну и ничто нам не мешает спроектировать арену «борьбы за выживание» так, чтобы это не ломало сами репликаторы. Эта арена будет аналогом наших «нормальных условий среды», выход за пределы которых чреват поломкой механизма репликации.

                                                                                                                                Да, в КА вроде Conway's Life это будет сильно искусственная среда, но интересна принципиальная возможность. С другой стороны, я думаю возможно построить чуть более продвинутые КА с такими правилами, которые либо совсем не приводят к необходимости вводить искусственную арену для эволюции, или же обеспечивают естественное возникновение таких арен в достаточных количествах. Может быть, достаточно будет десятка-сотни состояний клеток и правил перехода :)
                                                                                                                                • 0
                                                                                                                                  Борьба за существование — это лишь дифференциальное размножение

                                                                                                                                  Не соглашусь. Внутривидовая борьба как правило приводит к гибели менее приспособленных особей, в то время как межвидовая может приводить к появлению приспособлений (коэволюция как пример). Это всё — факторы. А дифференциальное размножение это механизм, на который влияют эти факторы. Это примерно как солнечный свет и солнечные панели: их нельзя смешать в одно понятие «солнечная батарея». Не смешивайте факторы с механизмами и уж не заявляйте о «несамостоятельности» чего либо из них.
                                                                                                                                  Уже давал аргумент: искусственная изоляция и длительная автономная эволюция живых особей одного вида не делает их неживыми

                                                                                                                                  Вы неверно понимаете изоляцию. Прочтите, пожалуйста, www.avifarm.ru/page.php?al=izolacija поскольку вы обсуждаете физическую изоляцию, а не биологический термин.
                                                                                                                                  Мы же обсуждали вопрос, что является строго необходимым для того, чтобы назвать репликаторы живыми. Я считаю, что одного вида и внутривидовой конкуренции вполне достаточно.

                                                                                                                                  Я поставлю под сомнение существование внутривидовой конкуренции репликаторов в КА.
                                                                                                                                  Для нас важно то, что они способны обеспечить Тьюринг-полноту, а это позволяет создать более сложные репликаторы, с устойчивыми генами, с кроссинговером для изменчивости.

                                                                                                                                  Тьюринг-полнота этого не означает. Жизнь как явление не имеет общего с вычислимыми функциями. Или кто-то уже доказал такое ваше утверждение? Я что-то не слышал рассуждений о тьюринг-полноте ДНК…
                                                                                                                                  я думаю возможно построить чуть более продвинутые КА с такими правилами

                                                                                                                                  Можно просто сделать компьютерный симулятор… ой, к жизни это иметь отношения не будет. В общем, как сделаете такой КА — приходите.
                                                                                                                                  • 0
                                                                                                                                    Внутривидовая борьба как правило приводит к гибели менее приспособленных особей

                                                                                                                                    Ложное утверждение.
                                                                                                                                    • 0
                                                                                                                                      Докажите.
                                                                                                                                      Опционально, почитайте www.avifarm.ru/page.php?al=structvida где рассказывается в том числе и что такое внутривидовая борьба:
                                                                                                                                      Она сопровождается угнетением и вытеснением менее приспособленных особей данного вида.
                                                                                                                                      • 0
                                                                                                                                        Она сопровождается угнетением и вытеснением менее приспособленных особей данного вида.

                                                                                                                                        Именно. Ни слова про гибель.

                                                                                                                                        А между тем, внутривидовая борьба проявляется именно в дифференциальном размножении. Причина, по которой «проигравший» не размножился — не существенна.
                                                                                                                                        • –1
                                                                                                                                          Ни слова про гибель.

                                                                                                                                          Угнетение приводит к гибели.
                                                                                                                                          Вот вам ещё: fb.ru/article/277294/vnutrividovaya-borba-primeryi-i-osobennosti
                                                                                                                                          Внутривидовая борьба, примеры которой будут рассмотрены в статье, приводит к естественному отбору. В его результате выживает сильнейший.

                                                                                                                                          С реальными примерами.
                                                                                                                                          А между тем, внутривидовая борьба проявляется именно в дифференциальном размножении.

                                                                                                                                          Ещё раз: не смешивайте в кучу факторы и механизмы эволюции. Дифференциальное размножение, как механизм, представляет собой конечный результат действия различных факторов. Внутривидовая борьба — один из видов таких факторов. И не единственный.
                                                                                                                                          Ваш спор не по существу идёт, я его, извините, прекращаю.
                                                                                                                                          • +2
                                                                                                                                            Вообще-то Zenitchik прав, внутривидовая борьба (как впрочем и межвидовая) не обязана приводить к смерти «проигравших» — дифференциального размножения вполне достаточно для работы эволюции.

                                                                                                                                            Вы просите не мешать всё в кучу, так вот, смерть это тоже всего лишь один из факторов эволюции (хоть на нашей планете и один из главных), но он (фактор смерти) совершенно не обязателен для работы эволюции.

                                                                                                                                            Внутривидовая борьба как правило приводит к гибели менее приспособленных особей, в то время как межвидовая может приводить к появлению приспособлений (коэволюция как пример).

                                                                                                                                            Вот это вот тоже не верно, нет принципиальной разницы между этими двумя факторами, кроме того они сильно влияют друг на друга, например усиление межвидовой конкуренции обостряет и внутривидовую. И оба эти фактора приводят к большей приспособленности вида к среде (что и есть результат работы эволюции).
                                                                                                                                            • –1
                                                                                                                                              Вообще-то Zenitchik прав, внутривидовая борьба (как впрочем и межвидовая) не обязана приводить к смерти «проигравших»

                                                                                                                                              Конечно не обязана, именно поэтому я и писал
                                                                                                                                              Внутривидовая борьба как правило приводит к гибели

                                                                                                                                              Спор ни о чём.
                                                                                                                                              он (фактор смерти) совершенно не обязателен для работы эволюции

                                                                                                                                              Это заявление требует аргументации. Поскольку нам неизвестны живые существа, способные к эволюционным изменениям в одном поколении (не может существо, например отрастить себе новый орган, не существовавший у него ранее), а поколения не могут существовать и накапливаться бесконечно — смерть предыдущих поколений неизбежный, а значит и необходимый фактор эволюции, что опровергает вашу точку зрения.
                                                                                                                                              Вот это вот тоже не верно, нет принципиальной разницы между этими двумя факторами

                                                                                                                                              Как раз есть разница, именно потому их и рассматривают как два отдельных фактора.
                                                                                                                                              И оба эти фактора приводят к большей приспособленности вида к среде

                                                                                                                                              А вот это заявление уже полная чушь. К большей приспособленности к среде ведёт лишь третий фактор — борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды.
                                                                                                                                              Поясняю на примере: внутривидовая борьба привела к тому, что у селезней половой член имеет спиралевидную форму, так как из-за преобладания самцов самки «защищаются» от нежелательных («чужих») совокуплений такой же спиралевидностью яичника. Думаю, вам уже очевидно, что форма половых органов никак не влияет на приспособленность к среде — это чисто внутривидовое преимущество.
                                                                                                                                              • 0
                                                                                                                                                Спор ни о чём.

                                                                                                                                                Ну как же не о чём. Как раз это и заставило меня написать вам комментарий. Вот Bronx вам пишет:
                                                                                                                                                Борьба за существование — это лишь дифференциальное размножение

                                                                                                                                                Вы не соглашаетесь:
                                                                                                                                                Не соглашусь. Внутривидовая борьба как правило приводит к гибели менее приспособленных особей...

                                                                                                                                                Вам снова возражают:
                                                                                                                                                Ложное утверждение.

                                                                                                                                                Вы вновь возражаете и приводите ссылку
                                                                                                                                                Zenitchik опираясь на вашу ссылку пишет:
                                                                                                                                                Именно. Ни слова про гибель.

                                                                                                                                                Вы вновь спорите и приводите уже другую ссылку.
                                                                                                                                                И тут подключаюсь я утверждая что ораторы выше по этому вопросу правы. А вы мне пишите что спор не о чём, хотя вчера для вас это было принципиальным. Нехорошо. Надо было честно признать что переоценили значимость смерти в данном случаи.

                                                                                                                                                Перейдём к факторам. Вы пишите что их три, при том вы их очень конкретно разделяете, но в действительности всё не так. Отбор идёт под давлением неисчислимого количества факторов каждый из которых имеет свой «вес» в отборе, эти факторы сочетаются, вычитаются или действуют отдельно друг от друга. Некоторые факторы можно условно собрать по общим признакам. И ту «солянку» что приводите вы предложил Дарвин, Дарвин написал своё «Происхождение видов...» более ста лет назад, за это время теория уже давно развилась и видоизменилась на столько что большинство предпочитают её назвать не Дарвиновской, а синтетической. Но даже Дарвин писал что деление на внутривидовую, межвидовую и борьбу со средой во многом условно. (Да блин, даже Дарвин это понимал сто лет назад).
                                                                                                                                                Вот скажите мне отношения Хищник-Жертва, это межвидовая борьба? Жертва отдельный вид, значит да. Но жертва всего лишь пища для хищника, значит это всего лишь среда. Как вы их поделите?
                                                                                                                                                Или например муравьи (большинство видов) для размножения выходят в одной области в один день, это естественно делается для увеличения шанса на продолжение рода (то есть внутривидовой фактор), но как муравьи узнают когда именно надо выходить из муравейника? По длине для и температуре воздуха (может и от влажности к которой эти виды чувствительны, но не суть), а это факторы среды. То есть эволюционно механизм размножения муравьёв формировался не только под внутривидовыми факторами но и внешней среды.

                                                                                                                                                Жизнь не выбирает, в стиле ну вот жабры я сформирую под действием среды, зубы под действием других видов, а половой член под действием других особей своей стаи, они просто эволюционируют под действием всего сразу.
                                                                                                                                                Другой вопрос что у каждого фактора свой «вес», и под то что сильнее давит на отбор сейчас, организм приспосабливается в первую очередь.

                                                                                                                                                Ну и давайте ваш пример разберём раз вы его приводите.
                                                                                                                                                Ну начнём с того что половые органы птиц в целом прошли упрощение, потому например у большинства видов из двух яичников работает только один (обычно левый), у самцов часто отсутствует одно яичко и пенис, (а у тех у кого пенис есть, он сформирован вторично и это уже не тот пенис что у прочих животных (не гомологичен)). Всё это эволюционные приспособления для полёта — нужно экономить вес, энергию, и держать аэродинамическую форму. Как вы понимаете это всё ответ на факторы среды.
                                                                                                                                                У уток вторичное формирование полового члена сформировалось как ответ на размножение в воде, для сохранения и более полной передачи спермы самке (большинство птиц просто трутся клоаками что, как вы понимаете, в воде приведёт к тому что сперму может просто смыть). То есть на формирование самого органа больше всего давила всё таки среда.
                                                                                                                                                Но ведь для этого не нужен такой большой скажите вы, и будете правы. Дальше всё несколько туманно и от вида к виду будет варьировать. Не буду брать ваш пример он мне кажется сомнительным. А возьмём например такаю утку как Аргентинская савка — она использует длину члена как «символ» во время брачного периода. То есть да, вы угадали что самцов больше, и по длине члена самка выбирает себе самца. О, надо же мы наконец дошли до внутривидового отбора.
                                                                                                                                                А вот теперь скажите форма и строение половых органов утки точно чисто внутривидовая балда, или всё таки на неё повлияла среда?

                                                                                                                                                Что то мой коммент становится беспардонно длинным, пожалуй буду закругляться.

                                                                                                                                                P.S. Может я конечно и ошибаюсь, но прочитав ваши сообщения выше, у меня складывается впечатление что большую часть ваших знаний о эволюции вы подчерпнули из «Эгоистичного гена». Я ничего не хочу сказать плохого про эту книгу, но всё же стоит помнить что это научно-популярная литература и призвана рассказать о не ком явлении широкому кругу неспециалистов. И как любая подобная литература ради понимания она несколько упрощает материал, недосказывает все нюансы и даже по мелочи искажает некоторые аспекты.
                                                                                                                                    • 0
                                                                                                                                      Не смешивайте факторы с механизмами

                                                                                                                                      Я их и не смешиваю. Мой пойнт был в том, что в отличие от измеримых величин, деление на факторы довольно субъективно, размыто и плохо измеримо (@VolkaDlak отлично всё расписал), и это не придаёт теории научности, и плохо подходит для демаркации «что есть жизнь, а что ею не является».

                                                                                                                                      вы обсуждаете физическую изоляцию

                                                                                                                                      Нет, я обсуждаю изоляцию вообще — как географическую, так и разные виды биологической, и написал про видовые ниши, необходимые для разделения видов (два вида в одной нише долго не уживаются).

                                                                                                                                      Жизнь как явление не имеет общего с вычислимыми функциями. Или кто-то уже доказал такое ваше утверждение? Я что-то не слышал рассуждений о тьюринг-полноте ДНК…

                                                                                                                                      ДНК сама по себе не является машиной, это лишь устройство хранения. Машиной является комплекс ДНК-РНК-рибосомы-протеины плюс «обвязка» (АТФ, мембраны и проч).

                                                                                                                                      Можно просто сделать компьютерный симулятор… ой, к жизни это иметь отношения не будет.

                                                                                                                                      Без чёткого и объективного (т.е. измеримого) определения «жизни/нежизни» подобные утверждения особого научного веса не имеют.
                                                                                                                                      • 0
                                                                                                                                        Мой пойнт был в том, что в отличие от измеримых величин, деление на факторы довольно субъективно, размыто и плохо измеримо

                                                                                                                                        Так можно сказать практически про всю жизнь. то же понятие видовых ниш — неверно говорить
                                                                                                                                        два вида в одной нише долго не уживаются

                                                                                                                                        Так как есть понятие нишевого перекрытия, да и просто появление ещё одного вида в той же нише может привести к её расширению, либо же просто ниша не в насыщении и будет длительное динамическое равновесие между несколькими видами в одной нише. Но мы не об это же.
                                                                                                                                        ДНК сама по себе не является машиной, это лишь устройство хранения. Машиной является комплекс ДНК-РНК-рибосомы-протеины плюс «обвязка» (АТФ, мембраны и проч).

                                                                                                                                        Окей, значит, какая-нибудь отдельно взятая целиком бактерия является репликатором. Скажите, она тьюринг-полная?
                                                                                                                                        • 0
                                                                                                                                          Скажите, она тьюринг-полная?

                                                                                                                                          Логика работы белковой машины невыразима в классических алгоритмах.
                                                                                                                                          • +1
                                                                                                                                            А можно ссылку на какие-нибудь исследования на эту тему? Это очень интересное утверждение.
                                                                                                                                            • 0
                                                                                                                                              Даже не знаю что сказать…
                                                                                                                                              Параллельные процессы вообще плохо вписываются в алгоритмику, как её понимал Тьюринг. А в клетке параллельно происходит буквально всё.
                                                                                                                                              Работу белков, вероятно, можно описать в терминах стандартной логики или нейронных сетей, но на классических алгоритмах — только эмулировать.
                                                                                                                                              • 0
                                                                                                                                                Ну так у нас псевдопараллельность есть. Да и нейронные сети не делают ничего, что нельзя сделать на машине Тьюринга.
                                                                                                                                                • 0
                                                                                                                                                  С псевдопараллальностью — можно. Но это уже не точное описание, а эмуляция.
                                                                                                                                                  Да и нейронные сети не делают ничего, что нельзя сделать на машине Тьюринга.

                                                                                                                                                  Спорный вопрос.
                                                                                                                                                  • 0
                                                                                                                                                    это уже не точное описание, а эмуляция.
                                                                                                                                                    Прямо точно у нас вообще никак не получится, потому что вещественные числа нельзя представить точно. Но с произвольной наперед заданной точностью — почему нет?
                                                                                                                                                    Да и нейронные сети не делают ничего, что нельзя сделать на машине Тьюринга
                                                                                                                                                    Спорный вопрос
                                                                                                                                                    Нейронные сети — это просто комбинация матричных умножений, сложений и применения функции активации (причем одной из наиболее распространенных является ReLU). В них нет ничего, что нельзя сделать на машине Тьюринга.
                                                                                                                                                    • 0
                                                                                                                                                      Но с произвольной наперед заданной точностью — почему нет?

                                                                                                                                                      В них нет ничего, что нельзя сделать на машине Тьюринга.

                                                                                                                                                      Согласен, но хочу уточнить, что говорить о «полноте по Тьюригну» можно только в том случае, если сформулирован способ эмуляции на машине Тьюринга.
                                                                                                                                                      • 0
                                                                                                                                                        Понятно, у нас, значит, просто терминологическая разница.
                                                                                                                                                        Спасибо зп подробное объяснение.
                                                                                                                                                        • +1
                                                                                                                                                          говорить о «полноте по Тьюригну» можно только в том случае, если сформулирован способ эмуляции на машине Тьюринга.

                                                                                                                                                          Только наоборот, это рассматриваемая система должна уметь эмулировать любую машину Тьюринга, чтобы считаться полной.
                                                                                                                                                          • 0
                                                                                                                                                            Хм… Не скажу на счёт машины Тьюринга, но мне кажется очевидным, что возможна «аппаратная» биохимическая реализация нормального алгоритма Маркова.
                                                                                                                                                            • 0
                                                                                                                                                              Моё замечание было лишь про математическое определение «полноты по Тьюрингу»: система является полной по Тьюрингу, если на ней можно эмулировать классическую машину Тьюринга. У вас в верхнем комменте получилось наоборот: «если сформулирован способ эмуляции на машине Тьюринга
                                                                                                                                            • 0
                                                                                                                                              Окей, значит, какая-нибудь отдельно взятая целиком бактерия является репликатором.

                                                                                                                                              Тру-репликаторами являются отдельные аллели, бактерия тут скорее машина репликации, активная среда. Она, конечно, тоже в некотором роде реплицируется, но там уже сложнее определить, что именно реплицируется, особенно с половым процессом где происходит обмен ген.материала разных особей, или с параллельным переносом где внедряется ген.материал чужого вида, или с симбиотическим ген.материалом (митохондрии всякие) и т.п.

                                                                                                                                              Скажите, она тьюринг-полная?

                                                                                                                                              Не знаю, хотя это не важно в контексте нашей беседы — мы же не хотим использовать бактерий для эмуляции чего-то, мы обсуждали возможность обратного процесса: эмуляции «бактерий» на множестве параллельных (и, возможно, вероятностных) машин Тьюринга.

                                                                                                                                              Но если чисто порассуждать, то я бы сказал, что ДНК, пожалуй, даже чуть проще МТ, так как нет возможности прямой записи на ленту, есть только
                                                                                                                                              * чтение/копирование лент (хотя копирование с мутациями можно посчитать как аналог вероятностной записи),
                                                                                                                                              * возможность параллельно исполнять разные подпрограммы,
                                                                                                                                              * возможность одним подпрограммам временно [раз]блокировать выполнение других подпрограмм.
                                                                                                                                              • 0
                                                                                                                                                Не знаю, хотя это не важно в контексте нашей беседы

                                                                                                                                                Как раз важно. Собственно, ответ уже дал выше Zenitchik:
                                                                                                                                                Логика работы белковой машины невыразима в классических алгоритмах.

                                                                                                                                                То есть для того, чтобы быть живым — тьюринг-полнота не требуется. Соответственно и ваше утверждение
                                                                                                                                                КА тьюринг-полны, что достаточно для создания репликаторов с генетической памятью и наследственностью

                                                                                                                                                — как минимум слишком смелое. Тьюринг-полнота не имеет отношения к жизненным функциям, и реализуемость наследственности в КА под вопросом — она не является вычислимой функцией.
                                                                                                                                                • 0
                                                                                                                                                  — как минимум слишком смелое.

                                                                                                                                                  Отнюдь.
                                                                                                                                                  Из того, что Тьюринг-полнота не необходима, не следует, что Тьюринг-полноты не достаточно.

                                                                                                                                                  реализуемость наследственности в КА под вопросом — она не является вычислимой функцией.

                                                                                                                                                  С чего Вы это взяли?
                                                                                                                                                  • 0
                                                                                                                                                    Да, с чего вы взяли, что Тьюринг-полноты достаточно для реализации не связанных с вычислимыми функциями свойств?
                                                                                                                                                    • 0
                                                                                                                                                      Вы мне свои фантазии не приписывайте.
                                                                                                                                                      Ответьте, с чего Вы взяли, что наследственность — не вычислимая функция.
                                                                                                                                                      Её, вообще-то, чуть не каждый студент-программист на компе моделирует. Значит вычислима.
                                                                                                                                                      • –1
                                                                                                                                                        Наследственность биологическая как процесс не является вычислимой функцией, что очевидно при разборе любой знакомой нам реальной живой особи. Вы говорите о наследственности какой-то другой, например как наборе данных и условных переходов в программе студента, что ещё раз говорю, не является жизнью.