Problem wielkości

Przeciętny owad zrzucony ze znacznej wysokości wyląduje miękko na betonie. Dosłownie nie ma znaczenia, czy się go zrzuci ze stołu, czy z tarasu wieżowca. Po pierwsze, nie nabierze większej prędkości z powodu oporów aerodynamicznych, a po drugie, jest na tyle solidnie zbudowany, że bez uszczerbku wytrzyma zderzenie z twardą powierzchnią. Mysz zrzucona z dowolnej wysokości ma szansę przeżyć, jeżeli nie będzie to tak duża wysokość, aby gryzoń po drodze zamarzł. Organizm wielkości kota jest na granicy i raczej sporadyczne są przypadki przeżycia kota, który spadł z wysokiego piętra budynku.

Wolno spadający z dużej wysokości człowiek osiąga w atmosferze ziemskiej prędkość około 300 km/h, co oznacza niemal gwarancję śmierci nawet przy uderzeniu w wodę. Stóg siana zwiększa szanse o kilka procent, idealna jest zaś kilkunastometrowa zaspa śniegu, jeżeli ktoś nas z niej wyciągnie w miarę szybko. Płaszczyki, parasolki i modlitwy zmniejszają tę prędkość nieznacznie. Upadek słonia lub wieloryba ze znacznej wysokości zakończy się eksplozją i rozniesieniem obiektu na dużej przestrzeni.

Te dysproporcje wynikają z samej natury naszego trójwymiarowego wszechświata. Wytrzymałość takich na przykład kończyn jest definiowana przez powierzchnię przekroju, a obciążenie kończyn przez objętość tkanek, które ta kończyna ma unieść. Organizm powiększony dwukrotnie będzie miał czterokrotnie wytrzymalsze kończyny, lecz jednocześnie jego masa wzrośnie ośmiokrotnie. Kwadrat powierzchni rośnie wolniej niż sześcian objętości i otrzymujemy jednoznaczną definicję naszego problemu.

Czysto teoretycznie ciągnąc to dalej, organizmy czterowymiarowe miałyby przekichane na starcie – musiałyby być bardzo małe, by się nie zapaść pod własnym ciężarem, rosnącym znacznie szybciej. Hipotetyczne czterowymiarowe zwierzę (np. hiperpotam) wielkości pekińczyka poruszałoby się z gracją trójwymiarowego słonia i potrzebowałoby tyleż energii, co ów słoń. To oczywiście tylko zabawa z wyobraźnią, bo nawet zwykłe różnice międzygatunkowe potrafią nas zaskoczyć. Goryl o zbliżonej do Homo sapiens masie i mięśniach podobnej wielkości, jest jednak znacznie silniejszy, co jednak okupione jest zdecydowanie mniejszą precyzją ruchów.

Czysto mechaniczna delikatność naszego ciała jest poważnym ograniczeniem w eksploracji wielu miejsc na Ziemi, a tym bardziej poza nią. Nawet pomijając kwestie podtrzymywania życia, ochrony przed promieniowaniem, czy czasu potrzebnego, by dotrzeć do najbliższego układu planetarnego, zabije nas banalne przeciążenie niezbędne przy tak dalekich podróżach (przy obecnie stosowanych technologiach). Piloci myśliwców i astronauci przez krótki czas znoszą do 10g (dziesięciokrotność ciążenia ziemskiego), ale żaden trening nie pozwoli na długotrwałe przebywanie w warunkach choćby 2g.

Organizmy żywe są zaskakująco wytrzymałe. Niektóre ziemskie jednokomórkowce potrafią przeżyć długą podróż kosmiczną. Na zewnątrz statku. Między innymi dlatego sondy marsjańskie przed startem są dezynfekowane. Co ciekawsze, istnieje uzasadnione podejrzenie, że zarodniki bakterii i grzybów mogą opuszczać atmosferę ziemską bez udziału człowieka. Prawdopodobieństwo przypadkowego, ale naturalnego, wyrzucenia ich w kosmos jest bardzo niskie, lecz niezerowe. Co więcej, długotrwałe przebywanie w próżni wydaje się im nie szkodzić.

Niekoniecznie trzeba być jednokomórkowcem, by to osiągnąć. Eksperymenty dowiodły, że larwy niektórych owadów w otwartej przestrzeni kosmicznej hibernują, by po powrocie na Ziemię wznowić metabolizm. Osiągające rozmiary milimetra dorosłe niesporczaki (Tardigrada) w stanie anabiozy mogą przetrwać w temperaturach od prawie zera absolutnego do ponad 150°C, wytrzymują tysiąc razy silniejsze promieniowanie jonizujące niż człowiek, ciśnienie 6000 atmosfer, a to wcale nie koniec ich rekordów.

Jeśli chodzi o wytrzymałość, to daleko nam do legendarnych niesporczaków, ale umówmy się, że im jeszcze dalej do nas intelektualnie. I tu leży sedno problemu: jesteśmy za dużymi strukturami, by móc się poddać przeciążeniom koniecznym, by (używając obecnej technologii) w sensownym czasie dotrzeć do egzoplanet podobnych Ziemi. Jednocześnie jesteśmy zbyt mali, by wykształcić odpowiednio wydajny mózg, który wynajdzie inny sposób dotarcia do tych planet. Z punktu widzenia ewolucji ludzki mózg i tak jest już ekstrawaganckim ewenementem.

A jednak istnieje rozwiązanie. Cóż z tego, że mózg ma zbyt małą moc obliczeniową? Połączmy wiele mózgów w sieć. Kiedyś taka sieć nazywała się „uniwersytet”, dziś możliwości jest więcej. Najprostszą siecią jest trzech hydraulików zastanawiających się, jak wkręcić rurę pół cala do mufki trzy czwarte. A te bardziej złożone to think tanki doradzające światowym przywódcom. Zwykła burza mózgów w agencji reklamowej też jest sposobem na wzmocnienie mocy obliczeniowej mózgów poprzez ich najprostsze zsieciowanie.

Idealnym astronautą międzygalaktycznym byłoby mrowisko zawierające wymienialne i zastępowalne osobniki, które ogromną moc obliczeniową uzyskują po połączeniu się. Nie sądzę, by prowadzono takie badania, ale wydaje mi się, że dla pojedynczej mrówki stałe przeciążenie 10g byłoby co najwyżej dyskomfortem. Tylko po co wysyłać na inną planetę genetycznie modyfikowane mrówki albo niesporczaki?

Stanisław Lem powiedział: „Gdyby ludzie robili tylko to, co wyglądało na możliwe, do dzisiaj siedzieliby w jaskiniach”. Nasze słabości potrafimy przekuć w siłę, a można wręcz przyjąć, że przeciwności losu doskonalą rasę ludzką. Pchamy się w kosmos, a przecież jesteśmy nieprzystosowani do życia nawet na własnej planecie. A dokładniej, nie bylibyśmy, gdyby nie nasza inteligencja. Musieliśmy solidnie ruszyć głową, by bez sierści na całym ciele przetrwać zimę w Europie. Gdyby było ciepło i jedzenia w bród, to rzeczywiście nawet nie musielibyśmy szukać schronienia w tych jaskiniach. Podziękujmy nieprzyjaznej naturze, bo bez jej wrogości bylibyśmy grubymi, leniwymi przygłupami.

Jeżeli obecne teorie naukowe i oparte na nich obliczenia dobitnie wykazują, że nie dolecimy nigdy nawet do Proximy Centauri B, to tym gorzej dla tych teorii. Cóż z tego, że mamy delikatne ciała? Z pomocą zbiorowej inteligencji znajdziemy sposób, by je wzmocnić, zmienić, ochronić, a ostatecznie może nawet porzucić.


Udostepnij
Glodne Slonce

12 Responses to “Problem wielkości”

  1. Old Says:

    Super byłoby zobaczyć takiego hiperpotama! W naszych oczach byłby zmiennokształtny. Potrafiłby się “teleportować” w czasie i przestrzeni.
    Gdyby udało się go jakoś oznakować, to można by go wykorzystać to mapowania tuneli hiperprzestrzennych jak świnie do szukania trufli! :-)

  2. paul z Says:

    Żyjemy nie w trój-, lecz czterowymiarowej przestrzeni, te wszystkie kwadraty i sześciany przy obliczaniu nie biorą się z niczego. Właściwie wymiarów jest pięć, bo źle liczymy: Jak można sprawdzić przy pomocy ołówka, linia ma powierzchnię 1 punkt x 5 cm (na przykład), znaczy się, punkt to już jest pierwszy wymiar, nie zerowy. Co oczywiście nie ma znaczenia, chyba że uważa się za istotną różnicę między istnieniem a nieistnieniem. Przy czym „wymiar” to pojęcie tak mgliste i kiepsko zdefiniowane, że ledwo nadaje się do użytku.
    Że Pan to czyta, jest prawdą. Jest prawdą w Tokio, jest prawdą w galaktyce Andromedy, jest prawdą dla dinozaurów i dla wszystkich przyszłości, które nadejdą. Widzi Pan efekt rozchodzący się z szybkością nierozróżnialną od nieskończonej, koncentrację kompletnej czasoprzestrzeni w jednym jedynym punkcie. W jakiś sposób znajduje się Pan nie tylko na Proxima Centauri, ale i w każdym innym zakątku wszechświata. Może zrozumienie tego jest kluczem do podróży w kosmos.
    A nawet jeśli nie, wystarczy przecież przepisać prawa fizyki. Prawo tworzy najsilniejszy, kimkolwiek by był. A to Prawo Praw może przecież teoretycznie stać i nad fizyką i nad matematyką. Ja uważam, że stoi, i ma to związek z tym pierwszym wymiarem punktu, ale nie chcę znów wstawiać tu epopeję na cztery klepki.

  3. noname Says:

    Skoro linia ma wymiary 1 cm x 5 cm, to jest prostokątem, nie linią matematyczną, która ma grubość punktu, czyli zdążającą do zera. ;)

  4. Kasia Says:

    Bardzo podoba mi się artykuł. Ściągasz wszystkich na Ziemię

  5. paul z Says:

    @noname: 1 p u n k t x 5 cm. Właśnie o tym mówię. Grubość zdążająca do zera jest nieskończenie daleko od zera oddalona – prosty skrót perspektywiczny. Matematyka jest względna, opisuje geometrię przestrzeni z punktu widzenia obserwatora. Wielkość dla niego nieokreślona to także wielkość, która względem innego obserwatora może być zupełnie inna. A gdy obserwator zbliży nos do mojej przykładowej linii, ta naprawdę zmieni się w prostokąt.

  6. noname Says:

    W którym kawałku matematyki odległość jest rzeczą względną..?

  7. paul z Says:

    Jest w rzeczywistości, a matematyka to jej opis. Wystarczy otworzyć oczy, by zobaczyć, że przestrzeń względem obserwatora krzywi się jak diabli (z czasem jest nie lepiej). Proporcje zmian w naszym gumoświecie pozostają takie same, dlatego możemy udawać, że metr zawsze ma taką samą długość, ale nasze jednostki to nie rzeczywistość. Dziesięć metrów to coś innego dla mrówki, coś innego dla żyrafy, dla rowerzysty są o połowę krótsze, niż dla pieszego. Jednostki miary to kompromis, by się w tym relatywnie absolutnym relatywizmie jako tako porozumieć. Żeby ten kompromis działał, każdy z nas musi podświadomie podporządkować mu swój własny, osobisty wszechświat, naginać własną percepcję.
    Jeśli rzeczywistość i opis sobie przeczą, musisz zmienić opis, bo taka jest hierarchia: Rzeczywistość może tobie wybić zęby, ty opisowi, ale odwrotnie omalże nie.
    Bym nie zapomniał: Dziękuję, że dajesz gadule pretekst.

  8. noname Says:

    W jaki sposób odległość dla mrówki jest inna niż dla żyrafy..?
    Sądziłem, że odległość jest tu pojęciem bazowym, bezwzględnym. Różny może oczywiście być czas niezbędny na jej pokonanie, percepcja jako “bliskie”/”dalekie”, ale to wszystko jest tworzone na bazie jednej odległości?
    Ależ proszę i nawzajem. ;)

  9. paul z Says:

    No i gaduła cicho siedział. Przepraszam za spóźnienie. Wstyd mi. Jeśli można zrobić coś durnego, nie uniknę tego.
    Wszystko można przeliczyć na wszystko. Żyjemy w worku zmiennych, z których stałą wybierać możesz tak, jak ci wygodnie – gdy Kopernik szedł do ubikacji, to mu się słonko grzecznie wokół Ziemi kręciło, bo inaczej narobiłby w gacie, zanim zdążyłby obliczyć kurs. Einstein też nie uwzględnił maszyny spowalniającej szybkość czasową obserwatora, czyli lodówki. A ja mam grawitację tak wielką, że nawet planeta nie potrafi mi umknąć.
    Wyobraź sobie, że istniejesz tylko ty. Jesteś duży, mały, długi, krótki, skąd wiesz, czy masz dziesięć metrów czy sto lat świetlnych wzrostu? Rozmiar istnieje tylko i wyłącznie względem otoczenia. A odległość zależy od energii dostępnej do jej pokonania: Telefon pozwala babci w Brazylii szeptać ci w ucho, a konwenans blokujący jej przepływ teleportuje sąsiada za ścianą do kota Schrödingera. Rozpoznajesz wymiary po energii, która do ciebie dociera, dlatego małe i dalekie trudno jest rozróżnić – nawet ta różnica jest względna, negocjowana z otoczeniem. Energia kształtuje czasoprzestrzeń, miętosząc ją niemiłosiernie.
    Rozstaw kilku ludzi w pokoju, każ każdemu opisać, co widzi, potem pomyśl, jak musi być ukształtowana przestrzeń, jakimi torami muszą lecieć różne fotony. Że to nie złudzenie optyczne, poznajesz po tym, że łucznik nie trafia lepiej, gdy zamknie oczy – nadal musi strzelać przez dziurkę. Każdy z nas promieniuje jak słońce, tworząc wokół siebie bańkę, jak każda inna z tych wszystkich eksplozji, z których składa się fraktal Wszechświata. Nie tylko kwanty to piana. Krzywe i proste, rozmiary, wymiary i ich liczba są efektem negocjacji, w której wszyscy podporządkowują się najsilniejszemu.
    Jeszcze raz przepraszam.

  10. paul z Says:

    Przy okazji: Zapamiętałem, że moja odpowiedź była siódma, a pod artykułem pod spodem też jest siedem komentarzy. Moje złośliwe neurozy zablokowały mi percepcję, tak że ponad miesiąc sprawdzałem nie tam gdzie trzeba, czy mi odpowiedziałeś, a przypadek uprzejmie im pomógł. To u mnie raczej reguła niż wyjątek, czyli stochastyka jako wyjaśnienie odpada. Znaczy się, duchem i ciałem jestem częścią samoorganizującego się systemu, który przydzielił mi rolę pechowca i zawsze z powrotem mnie w nią wtłacza, nie różniącego się w zasadzie od niezliczonych takich mechanizmów np. społecznych, ekonomicznych, ekologicznych, biologicznych, zegarowych itd. Ty po prostu wpadłeś w jego tryby. Bardzo ciekawi mnie, jak to wygląda z twojej strony.
    A Pana Kosika przepraszam, że znów paplam na jego blogu więcej niż on.

  11. noname Says:

    Opisywane przez Ciebie przypadki - odległość do sąsiada za ścianą vs babci w Brazylii, czy ludzie w pokoju wedle ich opisów mogą mieć różną percepcję odległości, ale nie fizyczną odległość. (Jako fizyczną rozumiem tu taką w metryce euklidesowej, choć nie bronię Ci oczywiście stosowania innej, także opartej na percepcji. ;) )Także wydaje mi się, że stosujemy różne interpretacje. (Mam wrażenie, że ty jesteś bliżej filozofii, a ja fizyki, choć granica pomiędzy tymi naukami to temat na zbyt długą polemikę, bym to powiedział na głos.)
    PS
    W najbliższych dniach nie będę miał czasu odpisywać, także jestem skłonny zakończyć tę dyskusję remisem, co Ty na to?

  12. paul z Says:

    Ja bardzo cieszę się, że w ogóle zauważyłeś, że cię nie zignorowałem po chamsku. Remis może być, chociaż nie uważałem nas za przeciwników, chciałem wyjaśnić i przekonać. Choć wiem, że za bardzo pyskuję.
    Na pożegnanie, oczywiście, gadulstwo. Metryka euklidesowa to też wynik kompromisu i energii – energia kształtuje przestrzeń, po tym się ją poznaje, niezależnie od stosowanej semantyki. A percepcja jest integralną częścią zjawisk fizycznych.
    Np. w skali wielkości, w której płaszczyzna czasoprzestrzeni okazuje się powierzchnią hiperkuli, szybkość światła wydaje się rosnąć, im dalej od obserwatora (nie wiem, czy fizyka już na to wpadła, to nie jakieś skomplikowane obliczenia, tylko cyrkiel i linijka), tym bardziej, im bardziej zbliżasz się do horyzontu – fenomen właściwie ten sam, który powoduje przesunięcie w podczerwień, obydwa fenomeny potęgują nawzajem iluzję, że galaktyki oddalają się coraz szybciej. Fakt, że używam jak najprostszych słów do opisu świata fizycznego miast fachowej nowomowy, wolę logikę, wyobraźnię i ołówek od matematyki, ewaluuję o niebo większą bazę danych, a eksperymenty przeprowadza dla mnie cały świat, bo moje teorie opierają się wyłącznie na tym, co każdemu mogę pokazać we wszystkim, zawsze i wszędzie – ale galaktyk i podczerwieni nie obchodzi, czy przykleję sobie etykietkę filozof czy fizyk, działają tak samo dla obu.
    Znaczy się, obserwujemy i opisujemy to samo, ale właściwości obserwatorów powodują, że tego nie zauważamy. Nasze filtry percepcyjne definiują zachowanie dwóch cząstek o ponad stu kilogramach masy łącznie. Nie będziesz dalej przekazywał danych, nie będzie reakcji wpływającej na dalsze cząstki i masy. Jeśli obejrzysz to pod mikroskopem, zanotujesz, że cząstki filozof i fizyk ze sobą nie reagują. Czy to fakt fizyczny, czy „tylko” percepcja?

Leave a Reply

Przed wyslaniem komentarza na wszelki wypadek skopiuj jego tresc do clipboardu (CTRL+A CTRL+C). Jesli cos sie rypsnie i komentarz pojdzie w kosmos, bedziesz mogl sprobowac ponownie (CTRL+V).