Как водная раса будет разрабатывать компьютеры?

Вместо электроники они могли бы разработать флюидику: http://en.wikipedia.org/wiki/Fluidics

Мы построили флюидические логические схемы для управления межконтинентальными баллистическими ракетами, ракетами и ядерными реакторами — в основном средами, которые являются суровыми/разрушительными для электроники. Но мы как бы прекратили дальнейшее развитие гидротехники, так как процесс повышения прочности и алгоритмы резервирования улучшились до такой степени, что электронику можно использовать в суровых условиях (побочный эффект нашей космической программы, когда космическим агентствам приходилось разрабатывать электронику, чтобы выдерживать космос).

Недостатком флюидики является то, что ее максимальная тактовая частота составляет десятки килогерц. Но, как мы видели с конца 90-х годов, электроника также имеет максимальный тактовый барьер (очевидно, примерно 4 ГГц для практических целей). Это не означает, что компьютеры непрактичны. Это может просто означать, что они попробуют параллельный многоядерный подход раньше, чем мы.

Низкая тактовая частота, многоядерное ограничение также заставят разработчиков программного обеспечения писать программы с сотнями небольших задач, где каждая задача делает очень мало, но совместная параллельная работа может обеспечить высокую вычислительную производительность. Мы играли с этим в 80-х. Примечательной реализацией является Connection Machine Thinking Machine: http://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine .

Потрясающий! Я могу рассказать об одном из самых крутых изобретений всех времен: об аналоговом компьютере .

Аналоговый (точнее, механический ) компьютер на самом деле был первым в мире «компьютером» — Антикитерским механизмом . Это был древнегреческий прибор, который предсказывал движение планет и других астрономических объектов. Были найдены только его части, но мы можем выяснить некоторые из его основных свойств. Он производил свои «вычисления», используя сложную систему шестеренок.

Перенесемся на пару тысячелетий вперед. Поедем в Англию и познакомимся с человеком по имени Чарльз Бэббидж . Я полагаю, вы слышали о нем. Он фигурирует во многих книгах по альтернативной истории, потому что его называют одним из первых компьютерных пионеров. Первым «компьютером» Бэббиджа был Difference Engine , прославленный калькулятор, который мог работать с полиномами. Он использовал много механизмов для работы с полиномами и выполнения сложных вычислений. Бэббидж получил некоторое финансирование от правительства, но не очень много.

Позже он работал над своей более продвинутой аналитической машиной, машиной, которая так и не вышла из чертежной доски. В нем использовались бы перфокарты и более совершенная система передач для выполнения расчетов «общего назначения». К сожалению, финансирование иссякло, и Бэббидж так и не построил его. Части его были построены, но он так и не появился в полной форме.

Подводная цивилизация, безусловно, могла бы создать одну из таких машин. Единственной проблемой будут океанские течения, которые могут нарушить работу механизмов. Возможно, они могли бы защитить его чем-то или поставить в место со стоячей водой. Они могли бы построить его из металла - если бы они могли делать инструменты, как в другом вашем вопросе.

Не принимайте это близко к сердцу, но если вы думаете, что компьютеры сделаны только из кремния, то вместо мозгов у вас должен быть песок!

Первые вычислительные аппараты, примитивные нейронные системы развивались в водной среде. В течение 1,5 миллионов лет (или около того) они создали среду, которая защищает их от электрических и механических сбоев из-за обезвоживания. В этих системах используются некоторые сложные механизмы контроля осмотического давления, которые не только поддерживают узкий диапазон концентраций ионов (водн), но также работают на их кратковременных колебаниях.

На ваш конкретный вопрос о компьютерах в водной среде подумайте о настоящих, оригинальных нейронных сетях. Вспомните аксоны, дендриты и синапсы. Добавьте немного миелина, чтобы изолировать себя и сократить время реполяризации, и вы уже в пути. Ваши кремниевые устройства — это чипы старых водных блоков, и через несколько десятилетий они могут наверстать упущенное.

(Я предполагаю, что об электрических системах, вероятно, не может быть и речи, но я рад принять ответы, которые доказывают, что я не прав).

Позвольте мне попробовать это.

Есть две проблемы с запуском вашего стандартного ПК в воде:

1. проводимость
2. Коррозия

Проводимость плохая, так как это позволяет электричеству в проводах фактически не следовать за проводами и заканчиваться там, где вам нужно. Что хорошо в проводимости, так это то, что все дело в градусах . Провода в вашей машине всегда будут иметь большую проводимость, чем окружающий материал (иначе они не будут работать, и никто не будет делать из них провода). Соленая вода очень хорошо проводит электричество. Пресная вода плохо проводит ток (но воздух все же в 10^12 раз лучше). Дистиллированная вода еще лучше (но все же, вероятно, недостаточно хороша).

Основная идея, однако, заключается в том, что пока провода чем-то изолированы, чтобы электричество не прыгало по проводам, все будет работать нормально. Мы используем для этого воздух, потому что он дешевый и вездесущий. Водным народам нужно что-то еще. (хотя, может, и не флоринертен )

О коррозии я знаю меньше, но ожидаю, что соленая вода здесь также будет более серьезной проблемой. Провода необходимо выбирать с учетом коррозионных свойств, а также их проводимости.

Скорее всего, представителям водной расы просто нужно было бы запечатать свои компьютеры каким-нибудь непроводящим, не вызывающим коррозию содержимым и хорошо изолировать электрические вилки — но они, вероятно, по-прежнему будут работать так же. Во всяком случае, они могли бы быть более мощными, поскольку вода могла бы служить эффективным теплоотводом для всей машины, а не зависеть от воздуха для отвода тепла.

Существуют компьютеры и серверы, погруженные в масло. Они проводят тепло, но не электричество, и предотвращают водную коррозию.

http://www.pugetsystems.com/submerged.php

Мы представляем перевернутые контейнеры с маслом (масло имеет тенденцию всплывать). Масло водовытесняющее (WD-40 может удалить ржавчину с заклинившего шарнира). Электрические (батарейки) и электронные (компьютеры) аппараты можно собрать в воде и затем поместить в баки, затем включить.

Мы можем адаптировать большую часть нашей электроники к этому методу. И эй, перевернутые урны!

Я бы рассмотрел моньяк и водные интеграторы и ранние аналоговые компьютеры.

У вас, вероятно, была бы совершенно другая среда для компьютерного дизайна — учтите, что во многих отношениях жаккардовый ткацкий станок был первым программируемым компьютером, и что он использовал перфокарты. И хотя альтернативы бинарным схемам существовали , они отправились в пыльные подвалы истории. Без этой основы вы, скорее всего, найдете аналоговые машины.

Вы, вероятно, начнете с аналоговых компьютеров или простых гидравлических переключателей, которые, возможно, используются для управления простыми машинами .

Компьютеры обязательно будут размером с комнату, поскольку даже при возможном развитии микрофлюидики вы не сможете достичь тех же размеров процессов, что и электрическая система.

Что касается альтернатив, я бы посчитал, что электрические схемы непрактичны в морской среде, но методы, которые приведут к микрофлюдике (травление каналов в вашем субстрате), могут в конечном итоге привести к фотонным вычислениям.

Что касается памяти, может работать какая-то память с линией задержки , если, в конце концов, мы будем использовать аналоговые компьютеры. Можно также рассмотреть использование пустых и полных каналов для жидкости в качестве эквивалента 0 и 1 при хранении.

Я думаю, это будет зависеть от глубины водной цивилизации.

Однако мне кажется, что подводные виды могут полагаться на симбиотические отношения с другими видами, чтобы добиться чего-то подобного. Возможно, вид, использующий собственное биоэлектричество и основанный на определенных стимулах, мог бы возвращать какой-то результат. (Биоэлектричество и биолюминесценция, по-видимому, распространены в очень глубоких водах, поскольку туда не проникает солнечный свет, по крайней мере, на Земле.)

В зависимости от того, как ваша водная раса общается, я предполагаю, что арифметика может быть достигнута с помощью световых волн или звуковых волн. (На самом деле, я думаю, было бы интересно увидеть какую-то математическую систему, реализованную с помощью синусоид и преобразований Фурье.)

Я думаю, что они будут склоняться к биологическим компьютерам. Многие подводные существа обладают тонко настроенными органами чувств, способными улавливать множество импульсов. Группы существ могли связываться друг с другом через эту сеть. Большинство видов уже делают это в той или иной степени. Я предлагаю Водолеям перейти на следующий уровень. Может быть, когда их группа соберется в небольшом пространстве, они смогут погрузиться в состояние, в котором они действительно смогут обрабатывать некоторые данные. Аналитический центр, если хотите.

Изоляторы могут обеспечить фактически тот же метод передачи электроэнергии, который мы используем сейчас ... на самом деле интернет и телефонные кабели проложены по дну океана, чтобы соединить континенты земли.

Забавный побочный эффект (в любом случае, хорошо для меня :D):
Сказав вышесказанное, я бы добавил, что можно было бы даже пропустить контролируемый ток через трубку, построенную из изолятора, заполненного только морской водой. Провода, прикрепленные к устройству или являющиеся его частью, будут максимально водонепроницаемыми. Хотя, что также довольно интересно, я не думаю, что «утечка энергии» на самом деле помешает передаче энергии. Вместо этого, как я предположил, это вызовет значительное ослабление передаваемой мощности.

Использование воды в качестве средства передачи энергии может быть ценным, но я подозреваю, что в вычислительном устройстве это будет иметь ограничения. Формирование трубок все меньшего и меньшего размера было бы одним вероятным ограничением. Температура кипения воды может быть другой... Я не верю, что пар имеет такой же профиль проводимости. Так что, в конце концов, для создания небольших, быстрых и эффективных компьютеров, я подозреваю, раса найдет какой-то другой полупроводниковый материал (силикон кажется весьма вероятным выбором) во многом так же, как и мы.

Короткий ответ, просто изолируйте.

О, кроме того, хотя я думал об этом до того, как увидел комментарий, я хотел указать, что это было сказано и в комментарии Корта Аммона.

Как указал HDE226868, они, безусловно, могли бы начать с физических калькуляторов (подумайте о счетах!, а затем, намного позже, о логарифмической линейке). Однако сначала нам нужно подумать о нескольких вещах.

Как и зачем им, как подводному виду, вообще удалось развить письменность? Врезаться в камень? можно, но бумага? Письменность появилась, чтобы расширить нашу память, а компьютеры были ее расширением, способным выполнять за нас вычисления. Таким образом, говоря об этом, это может означать, что продвинутая водная раса может быть чрезвычайно умной с невероятной памятью. Приходится заходить так далеко без дешевых «книг».

Теперь, что касается электричества, электрический угорь прекрасно себя чувствует в воде, поэтому что-то может быть спроектировано в этом духе, но из-за большой проблемы использования очищенных металлов и погружения в воду такие вещи, как золото и платина, не будут ржаветь. прочь. Так что я думаю, что что-то со звуком и камертонами или кристаллами было бы гораздо более вероятным. Конечно, это должны быть звуки довольно высокого диапазона, чтобы иметь наименьшие помехи от окружающего шума.

Мы используем воду для бесконечности вещей, несмотря на то, что мы не живем в ней.

Итак, первое, что приходит мне в голову, это то, что они могли бы подняться на поверхность, взять немного воздуха и использовать его внутри своих компьютеров.

Если бы вся планета состояла только из воды, они могли бы взять кислород из воды и создать воздух.

Возможно, они смогут создавать оптические компьютеры с помощью лазеров, алмазов, оптоволокна и т. д.

Они также могли бы удалить воду из компьютеров — так же, как мы создаем вакуум, чтобы сделать лампочки, они могли бы создать вакуум и удалить воду (и добавить воздух или что-то непроводящее, например минеральное масло).

Я должен сказать, что «инструменты», необходимые для таких устройств / производства, будут более продвинутыми, чем то, с чем они связаны, однако человеческая раса не начала делать компьютеры, как только они могли что-то подделать, и предыдущие ответы включают « редукторные» и «механические» компьютеры, которые уже могли развиваться очень похожим образом.

Еще одной возможностью может быть флюидика - в основном транзистор и другие эквиваленты логических вентилей через шланги / давление .

Нет необходимости предполагать, что водные существа не могут использовать процессы или технологии, требующие воздушной среды.

Некоторые производственные процессы требуют вакуума или требовали его в прошлом (например, вакуумные трубки). Люди живут в воздухе, но способны создавать вакуум, когда это необходимо. И, конечно же, создают водную среду, когда это необходимо (большая часть химии).

Водные существа могли создать воздушную среду или даже вакуумную среду в своих лабораториях по мере необходимости. Например, водолазный колокол можно сделать из какой-нибудь раковины или водного растения, что позволит экспериментировать с воздушными технологиями и открывать множество удивительных вещей.

На Земле пауки создают воздушную среду под водой без всякого разума.

Итак... не думайте, что вопрос "Как собрать компьютер без электричества?" столько же, сколько и «Как водные виды построили бы компьютер?» Таким образом, разностная машина — хорошее начало, но: 1) Нет никаких оснований полагать, что водные виды не могут выйти на сушу и выработать электричество, подобно тому, как мы проложили электрические кабели через Атлантический океан или отправились на электромобилях под водой. или сами использовали воду для производства электроэнергии. Нет причин полагать, что обратное невозможно (хотя очевидно, что проще, если у вашего вида более прочная структура скелета и т. д., об этом в другой раз). 2) Как я уже говорил ранее, аналоговые компьютеры начинаются на этом пути, но чтобы немного продвинуться в этом вопросе, вам не нужно электричество для сборки компьютера, только какой-то способ создать регистр, который содержит значение, что довольно легко можно сделать с помощью гидравлической системы. Эта концепция довольно подробно объясняется в превосходной книге Дэниела Хиллиса «Узор на камне». (amazon.com/The-Pattern-On-Stone-Computers/dp/046502596X), а советский инженер построил гидравлический компьютер в 1930-х годах (http://makezine.com/2012/01/24/early-russian-hydraulic-computer/ ).

Здесь много интересных ответов, но на самом деле все очень просто: даже если они «водные» и живут под водой, они все равно могут иметь свои компьютеры — и все остальное — на суше, точно так же, как у нас есть оборудование для дайвинга и мы можем делать сложные вещи под водой. .

Сказав это, они, вероятно, стартовали бы под водой, поэтому их технологическая траектория, безусловно, сильно отличалась бы от нашей.

Ну просто и он уже существует на морском дне. там живут бактерии, которые связаны между собой биоволокнами. Они способны обмениваться электронами по этим проводам. Как способ кормления (ферментации) мусора на морском дне. Так что там, где есть передозировка +, они обмениваются этим с бактериями, где есть передозировка - заряда, они могут жить за счет отдачи и получения электронов (это замечательно). И все они связаны. Он гораздо более плотный, чем Интернет. Структура имеет что-то общее с нейронами, но мы пока не знаем, думает ли он...

Китообразные в целом обладают способностью очень изощренно использовать звук под водой. Может быть, можно было бы просто выкопать резонирующие полости на морском дне и заставить группы особо одаренных китообразных «хоров» петь программу, чтобы звуковые волны, взаимодействующие с полостями, производили выходной сигнал, который можно было бы непосредственно воспринять.

Итак, это предполагает, что электрический источник был разработан.

В настоящее время у нас есть водонепроницаемая технология. Это делается водонепроницаемым за счет разработки рассматриваемой технологии, а затем покрытия всего устройства очень тонким слоем атомов. Этот слой атомов обладает способностью отталкивать воду и/или другие жидкости.

Однако применение этого процесса под водой может быть намного сложнее. В нынешнем мире мы можем развить его, а затем применить атомы. Это означает, что есть два варианта подводной гонки. Они могут найти способ временно использовать поверхность земли — так, как люди используют костюмы для подводного плавания, чтобы погружаться под воду, они могут разработать костюмы для выхода из воды — и разработать там технологию или использовать водонепроницаемые примитивы (ворота NAND), это означает, что все, что они строят, с самого начала водонепроницаемо.

Другая проблема заключается в том, что эти атомарные слои работают для коротких экспозиций. Подводная гонка может покрывать его многими слоями материала, что означает, что он может быть открыт столько времени, сколько необходимо (хотя это не позволит конечному устройству быть сенсорным экраном, потому что после такого количества слоев прикосновения не достигнут сенсорного датчика. )

Во-первых, вы должны думать об эволюции видов вместе с технологиями. Вероятно, они не разводят огонь как примитивную технологию. У них есть руки? щупальца? Какие материалы и инструменты у них есть?

Затем их можно было бы изготовить с использованием живых существ или их частей, как я предлагаю в этом ответе .