Как бы я узнал, если бы я был роботом высотой 1 мм?

Я никогда не читал эту книгу, но если в этой вселенной есть вода, то я предполагаю, что это становится очевидным, когда вы пытаетесь пить ее из-за ее вязкости.

Гравитация обеспечивает ускорение примерно 9,8 м/с ² .

Если вы нормального роста, то что-то свободно падающее в течение одной секунды должно упасть примерно в два с половиной-три раза выше человеческого роста. Если ваш рост всего 1 мм, объект упадет в 4900 раз больше вашего роста.

Теперь это игнорирует сопротивление и т. Д. Но да, все, что вы роняете, будет падать на землю очень, очень быстро (если только вы не находитесь где-то с заметно более низкой гравитацией, чем Земля).

Натуральные материалы будут самым большим подарком, наиболее очевидным из которых является дерево. Текстуры поверхности довольно фиксированы по размеру, и вы увидите огромные размеры на текстуре дерева, где вы ожидаете тонкие узоры.

С другими материалами, такими как ткань и бумага, будет довольно сложно работать при таких размерах, вдруг тонкий материал станет очень толстым и тяжелым.

Вы не можете просто уменьшить размеры материалов с натуральной толщиной волокна, эти вещи будут выделяться.

Если бы вы были уменьшены до этого масштаба, вы бы довольно быстро заметили довольно много изменений, некоторые из которых вы уже упоминали, а еще одно важное изменение — это закон квадрата/куба — вы бы обнаружили, что вы намного быстрее и сильнее по сравнению с вашим размер тела.

Однако, поскольку на самом деле это не ваше биологическое тело, некоторые из этих различий могут быть смягчены конструкцией робота. Вязкость воздуха можно изменить, поместив город в пузырь с контролируемой атмосферой (при условии, что робот был создан для дыхания в этой атмосфере). Свет вел бы себя по-другому, но умный ученый мог бы запрограммировать ваши глаза, чтобы они реагировали на более короткие волны, а затем окрасить все в ультрафиолет. И, конечно же, робота можно сделать пропорционально слабее, чтобы вы не замечали эффектов квадрата/куба, а также выделяли больше тепла (или просто функционировали и реагировали на более низкие температуры), чем биологический организм того же размера.

Если бы они зашли так далеко, было бы трудно заметить разницу. Но это будет намного больше работы, чем просто создание масштабной копии города (хотя, возможно, не намного больше работы, чем загрузка мозгов в крошечных функционально человеческих роботов).

Честно говоря, если они так сильно хотят исследовать рекламные технологии, им следует просто пропустить роботов и загрузить ваш мозг прямо в виртуальный мир.

Броуновское движение .

Я удивлен, что об этом еще не упоминалось, но в малых масштабах эффект случайного движения молекул жидкости будет играть все большую роль в движении объектов.

Вместо того, чтобы оставаться примерно неподвижным, вы увидите, что объекты среднего размера в мире движутся случайным образом без видимой причины. Броуновское движение обычно наблюдается для объектов микрометрового размера, а это означает, что все, что имеет размер примерно 1 мм в вашем масштабированном мире, начнет все время прыгать без видимых источников движения.

Это физическое явление, которое будет происходить до тех пор, пока экспериментальная установка не будет откачана в вакуум. Таким образом, это будет невозможно предотвратить, кроме как полностью помешать разуму робота распознать его, но в этот момент, вероятно, будет проще вместо этого запустить симуляцию мира.

Дифракционный предел света.

Зрение будет ограничено дифракционным пределом. Предполагая, что объекты имеют одинаковые длины волн поглощения/излучения, а глаз по-прежнему взаимодействует со светом с одинаковыми длинами волн (400-700 нм), дифракционный предел будет сильно мешать зрению.

Человеческий глаз имеет числовую апертуру 0,23 . Поскольку глаз будет масштабирован соответствующим образом, числовая апертура не должна изменяться при масштабировании. Использование дифракционного предела$d = \frac{\lambda}{2×NA}$, мы можем обнаружить, что максимальное разрешение глаза на самом деле примерно в 2,17 раза больше длины волны. Следовательно, глаз не может разрешить любой объект размером примерно 1 мкм (в реальной жизни) или размером 1 мм (в масштабе), в зависимости от длины волны. Это вызовет проблемы при чтении мелкого текста, который также масштабируется.

Я читал эту историю, я думаю, что это хорошая история, но если вы все обдумаете, ее правдоподобие будет спорным.

Я не припомню, чтобы автор когда-либо говорил, насколько большими были роботы. Я представлял себе их высотой около 1 фута, т.е. намного больше 1 мм. Чем ближе они к нормальному размеру, тем менее драматичны эффекты масштабирования.

Как отмечали другие, некоторые вещи были бы довольно очевидными, например, предметы падали бы слишком быстро, лужи воды были бы слишком густыми, воздух казался бы более вязким. Вы, вероятно, заметите некоторые эффекты квадрата/куба, например, горячие предметы будут остывать слишком быстро, и вы сможете приложить больше веса к столу или стулу, чтобы он не рухнул. Если бы у вас было оборудование и опыт, и вы измерили скорость света, вы могли бы окончательно это доказать. Я не знаю, как химики определили количество атомов в моле, но если бы вы могли это воспроизвести, вы бы это доказали. И т.п.

Мы должны спросить, как далеко зашли строители в решении таких вопросов. Может быть, они давали роботам не настоящую воду, а какое-то химическое вещество, которое ведет себя так, как будто "выглядит правильно". (И, конечно, если роботы ее пьют, они запрограммированы думать, что на вкус она похожа на воду.) Предположительно, роботы сконструированы таким образом, что их сила, скорость и т. д. «чувствуют себя хорошо». Ускорение силы тяжести было бы трудно обойти, пока Крошечный город находится на поверхности Земли. Но если вы чувствуете, что большинство вещей кажутся правильными, возможно, никто не заметит несколько странных вещей, а если и заметит, то спишет их со счетов.

Конечно, весь смысл этой истории был в том, что люди проснулись однажды утром в своих роботизированных телах в этом искусственном мире. По-видимому, у них не было причин сомневаться в том, что это был не просто очередной день. Итак… насколько странными должны были быть вещи, прежде чем вы начали говорить: «Эй, это странно»? Конечно, человек с научным опытом, подозревающий, что его миниатюризировали таким образом, мог бы придумать десятки экспериментов для проверки теории. Но будет ли достаточно вашего повседневного опыта, чтобы вы задали этот вопрос? Если бы вы были уменьшены до 1 мм, я подозреваю, что они были бы. А если сжаться до 1 фута? Возможно, нет. Это действительно трудно сказать.

Например, если я однажды проснусь и замечу, что, скажем, книга, которую я уронил, падает быстрее, чем должна, моей первой мыслью будет: «Должно быть, мое сознание было загружено в миниатюрного робота!»? Скорее всего, я бы сказал: «Эй, это странно. Это нормально? Есть что-то смешное в этой книге? Ну, в любом случае, надо позавтракать и приступить к работе…» Даже если бы было много вещей, Я, вероятно, подумал бы: «Вау, я просто сегодня очень медлительный» или «Может, мне стоит обратиться к врачу» или что-то еще, прежде чем я подумал о том, чтобы превратиться в миниатюрного робота. И помните, что у них был только один день, чтобы подумать об этом, прежде чем их мозги перезагрузились, и они начали день сначала.

Я полагаю, мы могли бы постулировать, что все роботы запрограммированы не замечать никаких несоответствий. Их можно запрограммировать так, чтобы они думали, что скорость, с которой падают объекты, — это та, с которой они всегда видели раньше, и это совершенно нормально, и т. д. В этом случае ответ будет таким: «Невозможно сказать, потому что вы запрограммированы не делать этого».

Когда я читал историю, я задавался вопросом: если у строителей Крошечного городка не было моральных угрызений совести по поводу загрузки сознания людей в этих роботов и использования их для этих экспериментов, почему бы просто не оцепить настоящий город реальных людей и не провести аналогичные эксперименты? На самом деле им не нужно было бы его оцеплять, просто запускайте разные рекламные объявления и наблюдайте, что происходит. Ну да ладно, с реальными людьми они не могли сделать ежедневную перезагрузку, чтобы получить контролируемый эксперимент. Но, казалось бы, намного дешевле и проще. Если у них есть политическая тяга, позволяющая реквизировать тела всех людей, погибших в результате этого взрыва, и загружать свое сознание, то, безусловно, у них есть политическая тяга, чтобы добиться принятия необходимых им законов, позволяющих им проводить свои рекламные кампании в одном маленьком городке. И т.п.

В ответ на ответ Separatix я предполагаю, что это вода (или любая другая известная жидкость, но для большинства людей нет ничего более известного, чем вода). В этом масштабе вода ведет себя совершенно по-другому: насекомые обычно могут переносить пузырьки воды без контейнера, просто держа его в руках.

Я не знаю физических деталей, но я сомневаюсь, что вы могли бы получить контейнер размером 1 мм или меньше, чтобы удерживать воду так же, как что-то в наших масштабах: просто из-за капиллярности вода будет «карабкаться» по стенкам любого контейнера. на небольшое расстояние. Но в таком масштабе расстояние будет очень-очень большим. И лужи воды могут очень легко быть намного больше, чем несколько миллиметров. Вы очень легко поймете, что что-то не так, когда увидите, как вода держится в виде гигантского пузыря, а не растекается по полу.

Замерзающая вода также делает свое дело: снежинки примерно одинакового размера, и вы сможете увидеть их намного больше, чем обычно.

Некоторые вещи, которые вы быстро заметите:

• Отсутствие непрозрачной бумаги. Она настолько тонкая, что можно сделать древесную массу, поэтому уменьшение бумаги не работает. (Как широкий физический эффект, интенсивность цвета всех диффузных рассеивателей, таких как цветное стекло, резко падает, потому что длина пути света в материале уменьшается.)
• Другие танцевали рядом с этим — от бассейна никуда не деться; когда вы купаетесь, вы тонете. Очевидное изменение вязкости и поверхностного натяжения воды вызывает эти эффекты. Так же, как вы можете видеть насекомых, перемещающих отдельно стоящие капли воды, вы также можете видеть их, захваченных внутри капель безжалостным поверхностным натяжением. Вода «увлажняет» вас (то есть растекается тонким слоем по поверхности). Это особенно верно, когда вы добавляете поверхностно-активное вещество, такое как мыло или моющее средство. Следовательно, когда вы пытаетесь принять ванну или душ, вы покрываетесь удушающим слоем воды, который вы не можете удалить.
• Распространение происходит слишком быстро (без временной коррекции в программном обеспечении) или слишком медленно (с временной коррекцией в программном обеспечении). Скажем, у вас есть напольные часы, поэтому вы знаете период маятника около$1 \,\text{m}$длинная. Это идет как$\sqrt{\ell/g}$куда$\ell$длина маятника и$g$это сила гравитации. Если ты заставишь меня$200$-раз меньше, работает масштабированный маятник$\sqrt{200} \approx 14$-раз быстрее. Однако диффузии масштабируются как$\Delta x \sim \sqrt{t}$. Если мое программное обеспечение изменено, чтобы время казалось бегущим$14$раз быстрее (поэтому мой маятник кажется правильным), диффузия будет продолжаться только$\sqrt{14} \approx 3.8$- раз так далеко, как обычно. Так или иначе, диффузия изменилась. (Каждый раз, когда вы можете сравнить два физических процесса, которые происходят с разными степенями некоторого параметра, вы можете обнаружить такого рода масштабирование.)
• Вещи замерзают слишком быстро — это снова закон квадратного куба. Точно так же вещи готовятся слишком быстро. «Никогда не думал, что мне понадобится десятичная точка на микроволновке».
• Текстура мяса слишком грубая.
• Радиоантенны теперь в 200 раз короче. Операторы радиолюбителей имеют довольно хорошее представление о том, как долго$0.5 \,\text{m}$есть (для четвертьволновой антенны в$2 \,\text{m}$группа). Независимо от того, что вы делаете с моими внутренними часами, вы не можете заставить электроны в антенне резонировать, как если бы антенна была$200$-раз дольше. Радиопередача на/с радиоприемников, которые были масштабированы, будет работать (при условии отсутствия очевидных источников мощных помех на реальных частотах, таких как радары аэропортов, телевизионные передачи и т. д.), но если либо передатчик, либо приемник находятся «в реальном мире». ", длины волн не совпадают.

наименьшее возможное пламя

«Пламя свечи» будет выглядеть непропорционально большим (если вам удастся его зажечь). Скорость, с которой материал горит или даже передает тепло, будет казаться более высокой (при нашем обычном размере человек ожидает, что свеча будет гореть несколько часов). Пламя традиционного размера 3 мм (которое кажется самым маленьким традиционным пламенем) будет выглядеть странно для человека/робота размером 1 мм.

Проблема в том, что миниатюрных андроидов можно запрограммировать так , чтобы они не замечали таких очевидных несоответствий; и все, с чем они столкнутся, будет исправлено после регулярно запланированного сброса памяти.

(Действительно, сюжет истории заключался в том, что несоответствия были замечены только тогда, когда кто-то отклонялся от своего обычного графика деятельности и начинал исследовать части модели, которые не были точно воспроизведены.)

Никто не заметит, что поверхностное натяжение неправильное или такое, когда на самом деле нет воды, а это просто галлюцинация, создаваемая фильтрами дополненной реальности . В конце концов, миниатюрным андроидам не нужно есть и пить; просто смоделируйте это.

Тем не менее, если у кого-то есть технология для этого, почему бы просто не использовать полную виртуальную реальность для запуска симулированного города? В любом случае это займет гораздо меньше места, чем поддержание масштабной модели.

Конечно, «Туннель под миром » был написан задолго до того, как была разработана концепция симуляции виртуальной реальности; во времена, когда писатели-фантасты могли представлять себе крошечных андроидов, способных подражать человеческому мышлению, но, как ни странно, все еще представляли себе суперкомпьютеры, которым необходимо занять целый городской квартал.

Здесь следует отметить, что макроскопический масштаб настолько далек от атомного масштаба, что физический мир, с которым мы сталкиваемся, может быть в очень хорошем приближении описан математическими законами, которые не содержат явного масштаба длины. Хотя они не являются инвариантными при изменении масштаба длины, вместо этого изменение масштаба длины может быть реализовано путем настройки параметров, описывающих мир в макроскопическом масштабе.

То, как вам нужно изменить параметры, чтобы физика изменилась так же, как если бы вы изменили масштаб, называется преобразованием ренормализационной группы. Это очень мощная идея в физике, приложение к теории фазовых переходов принесло Кеннету Г. Уилсону Нобелевскую премию .

Итак, как указано в других ответах, мир будет выглядеть иначе, например, поверхностное натяжение воды станет гораздо более актуальным. Тем не менее, все, что вы видите, по-прежнему будет выглядеть как старый мир, но с измененными параметрами, такими как поверхностное натяжение, вязкость и т. д.