Вступительные требования для цивилизации типа n

Я потратил много времени на размышления об этом и связанных с ним проблемах. Загадку, вызванную многомерными связями между ростом и технологическим прогрессом, было трудно разгадать. Вы можете найти гигантов в области роста, таких как Солоу , Рэмси , Саймон , Харрод , а также Новую Теорию Роста .

Границы производственных возможностей

Я пришел к выводу, что лучшая основа для того, чтобы начать думать об этом вопросе, — это использование расширяющейся границы производственных возможностей (также PPC).

Я выбрал этот вариант, потому что он прекрасно иллюстрирует разницу между повышением эффективности существующих технологий (которые в лучшем случае могут привести вас к PPC) и переходом на новые PPF посредством открытия и внедрения новых технологий.

Вот практический пример (обратите внимание на перевернутую шкалу стоимости Y):

Технологии общего назначения, меняющие правила игры

Это само собой разумеется, но на самом деле эта граница представляет собой гиперсферу. Гиперсфера человеческих возможностей, если вы хотите, чтобы это звучало немного грандиозно. Представьте новые технологии в виде маленьких булавок, которые выталкивают границы наружу. Теперь большинство технологий (скажем, маленькие картонные подстаканники для кофе в Starbucks) не так эффективны, а только немного расширяют границы локально. Другие технологии, такие как двигатель внутреннего сгорания, электричество или компьютеры, отличаются друг от друга — эти технологии имеют практически безграничный диапазон применимости — они могут расширять границы во многих направлениях одновременно и в значительной степени.

Что еще более интересно, один такой изменитель игры может открыть путь к другому. Двигатели внутреннего сгорания использовались для производства дешевой электроэнергии, а в конечном итоге дешевая электроэнергия стала использоваться для создания хрупкого электрического оборудования, такого как компьютеры. Затем компьютеры использовались для разработки более совершенных двигателей внутреннего сгорания, распределительных сетей, более совершенных компьютеров и т. д.

Видимость новых технологических возможностей

Фундаментальный вопрос заключается в том, будет ли когда-либо уменьшаться предельная отдача от новых технологических исследований.

Другими словами, было ли это просто слепой удачей, что каждый изменитель игры открывал PPF для доступа к следующему изменителю игры, расширяющему PPF, или эта подкрепляющая природа является неотъемлемой частью человеческого прогресса? Другими словами, возможно ли, что мы достигнем области, в которой следующий гейм-чейнджер будет навсегда недосягаем для нашего самого передового PPF, скажем, так же, как кажется, что мощность Fusion всегда будет через 50 лет? Это может быть в том случае, если какое-то технологическое понимание требует, скажем, IQ, недостижимого для людей, или уровней плотности энергии, недостижимых с помощью самых передовых технологий.

Наша история до сих пор, кажется, указывает на то, что если и есть убывающая отдача, то мы очень далеки от ее достижения. Ключевым понятием здесь является видимость новых технологий . Возьмем, к примеру, блестящие скачки проницательности, достижимые гением: Леонардо да Винчи мог использовать существующие в его мире концепции, чтобы представить летательные аппараты и танки, концепции, которые на столетия превышали энергетические возможности его общества. Несмотря на это, они были видны да Винчи.

Напротив, каким бы блестящим ни был да Винчи, у него буквально не было шансов изобрести квантовую хромодинамику, потому что необходимые интеллектуальные активы находились за пределами его PPF. Только благодаря использованию более энергоемких средств манипулирования и измерения реальности открытие тонких аспектов реальности, воплощенных в КХД, стало буквально мыслимым. КХД была невидима для да Винчи. Это, наконец, ставит нас в положение, когда мы можем ответить на ваш вопрос.

Новый технологический прогресс и точки зрения на пути к уровню Кардашева I

Достижение типа Кардашева I (10¹⁶Вт) — чрезвычайно амбициозная цель, поскольку это будет означать увеличение наших текущих энергетических ресурсов примерно в 10 000 раз. Это уже настолько далеко за пределами нашего ППФ, что трудно даже представить. Как бы выглядел мир, если бы, при прочих равных условиях, вместо среднего энергопотребления в США в 10,0 кВт (что, по сути, находится на нынешнем рубеже), мы получили бы в среднем 100,0 МВт? По сути, у вас будет мощь авианосца класса «Нимиц» в руках Joe Everyone, и это без учета будущего повышения эффективности, которое, вероятно, также будет значительным. Подумайте об этом, сила, которой обладает самая могущественная нация на планете (в мире всего дюжина или около того этих бегемотов), была бы в руках обычного человека.

Это само по себе было бы большим скачком, чем мы сделали за всю историю: от базовой скорости метаболизма в 100 Вт мы дошли до 10 000 Вт на границе, большая часть которой использовалась для питания промышленных машин и роботов-помощников. В действительности, при прочих равных условиях, конечно, этого не произойдет, так что, например, человеческое население, вероятно, значительно увеличится, прежде чем мы достигнем Кардашева I, поэтому количество на душу населения, вероятно, будет ниже, когда мы достигнем этого порога, хотя неравенство в распределении может означать, что люди могут получить доступ к уровням намного выше этого раньше.

В настоящее время наблюдается стремительное развитие PPF, рост которого не замедлялся десятилетиями:

Последствия этого неустанного прогресса в самом дефицитном ресурсе из всех, а именно в интеллекте, безусловно, огромны, но их истинный масштаб и новые точки зрения, которые они обязательно откроют, остаются непостижимыми. Даже мало похожий на человека искусственный интеллект специального назначения изменил бы все, возможно, больше, чем все предыдущие революции вместе взятые.

Таким образом, даже на пути к КИ есть революционные технологии будущего, о которых мы видим, такие как термоядерная энергия, компетентные специализированные и универсальные ИИ и полноценные нанотехнологии. Все три меняют правила игры с точки зрения энергии, знаний и производства, что может помочь объяснить их относительно легкую видимость с нашей точки зрения. Наверняка будет бесчисленное множество других, которые останутся невидимыми, некоторые из них изменят правила игры.

Ни одна из этих технологий буквально не требуется для достижения Кардашева-I (как упоминается в ОП, теоретически мы могли бы достичь этого с чем-то очень похожим на нынешнюю технологию), но крайне маловероятно, что с огромным увеличением доступной энергии и новыми преимуществами, которые открываются такие нововведения не будут применяться, поскольку в этом новом контексте они будут казаться легко висящими плодами. После того, как они будут реализованы, они откроют благотворный цикл, сделав возможными новые достижения в области сбора энергии, улучшения вычислений и т. д., что, в свою очередь, заставит другие потенциальные технологии казаться легко висящими плодами, и так до бесконечности или до тех пор, пока предельная норма прибыли не станет равной 0. .

Шкалы для каждого компонента, который вы упомянули, довольно схожи: просто, поскольку вы лучше понимаете все эти поля, вы можете использовать все больше и больше энергии.

Поля, которые вы упомянули, имеют некий порядок фундаментальности. Инженерия невозможна без физики; физика невозможна без математики (как и многие мягкие науки). Таким образом, чем лучше вы понимаете математику, тем больше энергии вы можете использовать.

Другими словами, вы можете иметь Эйнштейна и Ньютона и всех известных физиков и объединить их мозги, но если у вас также нет математиков, разрабатывающих свои принципы, ваши ученые не смогут сделать ничего значительного.

Мне "мягкие" науки здесь не так уж и нужны. Сила зависит от физики, а не от людей: знание того, как чей-то мозг понимает и запоминает всю физику, не поможет вам построить гигантский генератор звезд. Остальные будут развиваться с той же скоростью, но более специализированные/менее фундаментальные области будут немного отставать. Вдобавок к этому, поскольку использование мощности зависит от инженерии, способность использовать мощность никогда не может подняться выше уровня инженерии и, вероятно, будет немного отставать. Для вашего удобства приведу гистограмму:

 |
D|
e|   |
v|   |
e|   |        |
l|   |        |
o|   |        |           |
p|   |        |           |
m|   |        |           |               |
e|   |        |           |               |
n|   |        |           |               |
t|   |        |           |               |
 |   |        |           |               |
 +-------+---------+-------------+-----------------+
   Maths   Physics   Engineering   POWER HARNESSED

Если мы проведем через это несколько линий, чтобы представить уровни Кардашева, мы увидим, что цивилизация даже может иметь математику на один или, возможно, даже на два уровня выше уровня своей цивилизации:

 |
D|---------------------------------------------------- Kardashev III
e|   
v|   |
e|   |
l|   |        |
o|   |        |           
p|---|--------|-----------|--------------------------- Kardashev II
m|   |        |           |
e|   |        |           |               |
n|   |        |           |               |
t|---|--------|-----------|---------------|----------- Kardashev I
 |   |        |           |               |
 +-------+---------+-------------+-----------------+
   Maths   Physics   Engineering   POWER HARNESSED

Это действительно объясняет вашу точку зрения на «Звездный путь»: возможно, технологии, которые позволяют им так быстро перемещаться по вселенной, были усовершенствованы с помощью физики и инженерии, поэтому на самом деле они не используют так много энергии: таким образом, требуемая мощность все еще находится в их доступной мощности. собирать. Они смогли усовершенствовать эту технологию, потому что их знания в области физики и техники более продвинуты, чем их способность использовать энергию. Вероятно, они направили своих ученых на разработку межзвездных путешествий вместо производства электроэнергии.

_{И да, я горжусь своими гистограммами ASCII.}

Многие структуры не очень хорошо масштабируются. Одной из самых классических проблем является закон квадрата-куба, который ограничивает способность сущности увеличиваться до определенного размера. Если он хочет быть больше, он должен иметь меньшую плотность. Однако более низкая плотность делает человека неприемлемым для всех видов физики (например, песчаных бурь).

В отличие от ответа ArtOfCode, я бы сказал, что чем больше становится общество, тем труднее различать его мягкие и точные науки. Мягкие науки должны быть более систематизированы (как и точные науки), чтобы сообщения мягких наук не искажались из-за более слабых связей, связанных с меньшей плотностью. Между тем, точные науки должны становиться все более и более сложными, пока они не станут похожи на мягкие науки. Для сравнения взгляните на простое приложение CFD, в котором используется метод Навье-Стокса на фиксированной сетке. Это очень строгий научный подход. Теперь взгляните на современный высокопроизводительный CFD, предназначенный для ответов на реальные вопросы о воздушном потоке через турбины. Они часто используют такие вещи, как модели Vortex Energy, которые, когда вы читаете о них,

В качестве примера рассмотрим одну грань цивилизации: композиты:

• Класс < I: Мы играем с композитами, но сталь и бетон по-прежнему составляют основу конструкции нашей цивилизации. Можно утверждать, что и сталь, и бетон являются композитами, но они очень простые.
• Класс I: Очень трудно достичь класса I, фактически потребляя всю энергию, которая попадает на вашу планету. Гораздо проще выйти в космос и построить там солнечную батарею. Сталь здесь хороша, но ее трудно вывозить с планеты в больших количествах, поэтому вы должны использовать то, что у вас есть. Учитывая, что маловероятно, что мы найдем достаточно железосодержащих астероидов, чтобы это произошло, мы обратимся к менее полезным материалам и должны сделать их полезными. Композиты — отличный способ получить наилучшие свойства от нескольких материалов, поэтому здесь он становится необходимостью.
• Класс II: Когда вы начинаете говорить о сферах Дайсона, вы действительно выходите за пределы пределов прочности ваших материалов на растяжение. Вы начинаете нуждаться в композитах. Вы также начинаете нуждаться в хорошем способе хранения всего этого материала, потому что вы не можете просто иметь современную американскую плотность людей повсюду (это снова начинает противоречить закону квадрата-куба). Соответственно, не просто нужны композиты, а начинают нужны композиты, которые сами заживают, как эмаль наших зубов.
• Класс III: на этом этапе само количество необходимых атомов начинает становиться ограничивающим фактором, заставляя нас использовать еще более редкие подходы. Я даже не могу понять, какие материалы будут здесь вызываться, паутины космической пыли или тонкие щупальца темной материи. Просто без понятия.

Или возьмем биологию:

• Класс < I: Биология аккуратная. Мы многому учимся на нем.
• Класс I: Нам нужно по-настоящему понять нашу биологию, потому что мы начинаем становиться экосистемой , вместо того, чтобы быть ее частью.
• Класс II: Биология теперь становится формой искусства, изящным искусством создания самовосстанавливающихся структур, используя то, что мы знаем из нескольких миллионов лет эволюции. Биологические конструкции здесь буквально демонстрируют признаки отдельных групп, которые их создали, потому что это искусство, а не наука.
• Класс III: Биология становится не чем иным, как рабочей платформой для более крупной теории, которая может создавать биологических существ за пустые световые годы. Никто на самом деле не использует аминокислоты, но может храниться некоторая информация о том, как они когда-то работали.

Кому нужно опережающее развитие? Создайте множество баз на уровне Типа 1.5-2 в солнечных системах и продолжайте их создавать, и вы можете получить общество типа 2-2.5. Кроме того, по шкале Кардашева используемая энергия должна быть умножена на то, насколько эффективно они используют энергию (т. е. сколько работы они могут выполнить), поэтому высокотехнологичное маломощное оборудование вносит значительный вклад.