Menschen treffen auf eine ferne außerirdische Spezies. Wie standardisieren sie? - Maßeinheiten

Aller Wahrscheinlichkeit nach wird eine Gesellschaft nicht gezwungen, das System der anderen zu übernehmen, stattdessen würden die Menschen wahrscheinlich einen lokalen Marktansatz für Messungen übernehmen. Nehmen wir an, Sie sind auf der Erde und bauen Raumschiffteile, die verwendet werden, um Schiffe auf Farawaynos zu bauen, die Sie nach dem Maßsystem der anderen Gesellschaft herstellen. Wenn sie Teile an die Erde verkaufen wollen, müssen sie nach dem metrischen Maßsystem fertigen. Dies ist im Grunde die gleiche Art und Weise, wie wir die Dinge jetzt mit den metrischen und imperialen Systemen machen.

Die einzige Möglichkeit, eine Standardisierung zu sehen, ist wahrscheinlich, wenn eine Gesellschaft viel einflussreicher ist als die andere. Wenn Menschen 20 Milliarden Menschen auf 5 Planeten haben und die Farawayer 20 Billionen Menschen auf Tausenden von Planeten haben, würden die Menschen wahrscheinlich stark bewaffnet sein, um zu akzeptieren, dass die Maßeinheit der außerirdischen Gesellschaften für die Standardisierung vernünftiger ist. Oder wenn eine Gesellschaft die andere erobert, wird wahrscheinlich das System des Verlierers ersetzt.

Eine andere Möglichkeit wäre, dass sich die Gesellschaften auf einen neuen „interstellaren“ Standard einigen, der sich von den üblichen Systemen beider Nationen unterscheidet. Wenn wir eine Basis-10-Metrik verwenden, die von unseren eigenen Planetenbewegungen und Eigenschaften von Wasser abgeleitet ist, und sie eine Basis-6-Metrik verwenden, die von ihren Planetenbewegungen und Eigenschaften von Methan abgeleitet ist, könnten wir zustimmen, dass beide Systeme ihre Fehler haben und ein neues annehmen Basis-16-Standard, abgeleitet von den Eigenschaften des zentralen Schwarzen Lochs und des Wasserstoffs unserer Galaxie. Die Chancen stehen gut, dass beide Gesellschaften dies nur langsam als DEN Standard übernehmen würden, aber wenn der gesamte interplanetare Handel darauf basiert, würden die Gesellschaften es schließlich als die nützlichere Metrik akzeptieren.

Menschen haben dieses Problem bereits gelöst.

Es gibt viele nützliche universelle Zahlen, die verwendet werden können. meist atomare Phänomene wie die Masse von X-Atomen eines bestimmten Isotops oder eine natürliche Atomschwingung. Vielleicht möchten Sie sich die aktuellen Definitionen aller SI-Einheiten ansehen . die so definiert sind, dass sie universell sind. Das heißt, sie basieren auf universellen Konstanten wie den Übergangszuständen von Cäsiumatomen.

Zweitens: Die Dauer von 9192631770 Strahlungsperioden, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entsprechen.

Meter: Die Entfernung, die Licht im Vakuum in 1/299792458 Sekunde zurücklegt.

Kilogramm: Das Kilogramm wird definiert, indem man die Planck-Konstante h genau auf 6,62607015×10 ³⁴ J⋅s (J = kg⋅m ² ⋅s ² ) setzt, wenn man die Definitionen von Meter und Sekunde berücksichtigt.

Maulwurf: Die Stoffmenge von genau 6,02214076×10 ²³ Elementarwesen.

Kelvin: fester Zahlenwert der Boltzmann-Konstante k auf 1,380649×10 ²³ J/K, (J = kg⋅m ² /s ² ), bei der Definition des Kilogramms, des Meters und der Sekunde.

Ampere: Der Fluss von 1/1,602176634×10 ¹⁹ mal der Elementarladung e pro Sekunde.

Candela: Die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Quelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 5,4 × 10 ¹⁴ Hertz emittiert und die in dieser Richtung eine Strahlungsstärke von 1/683 Watt pro Steradiant hat.

Die einzelnen Zahlen können von jeder Zivilisation abgeleitet werden, mit der Sie kommunizieren können. Sie werden nicht die gleichen Einheiten haben, aber solange Sie mit ihnen kommunizieren können, können sie die Einheiten mit den universellen Konstanten abgleichen, die zu ihrer Definition verwendet werden, und sie als gemeinsame Maßeinheit verwenden. Alternativ können die beiden Arten (sie und wir) einen gemeinsamen Satz von Einheiten entwickeln, die auf ähnliche Weise definiert sind, ein interstellares Einheitensystem.

Das ist nicht so schwer, wie es scheinen mag

Es wäre schwieriger, die Semiotik herauszuarbeiten als die Konvertierung und/oder Übernahme. Danach ist es nur noch Software. Warum?

Weil ein beträchtlicher Teil der Wissenschaft Beziehungen beinhaltet. Zum Beispiel ist der Wert von 𝜋 einheitslos (3,14159 ...). Diese Beziehung wäre die gleiche, egal welche mathematische Basis verwendet wurde, oder welcher Längenstandard oder sogar die Definition des Außerirdischen von Basiseinheiten wie Meter oder "Sekunden". (Basiseinheit der Zeit) sind.

Sobald Sie also herausgefunden haben, wie man 𝜋 in beiden Sprachen darstellt (und jede andere einheitslose Beziehungszahl, wie das Proton-zu-Elektron-Massenverhältnis oder die Planck-Konstante, ( siehe mehr )), ist alles andere im Grunde Algebra . ¹

Wessen Version der Mathematik/Semiotik gewinnt, das hat mehr damit zu tun, wer der größere Gorilla ist. Wenn wir ein Imperium von zehn Welten haben und sie ein Imperium von 100, stehen die Chancen sehr gut, dass ihre Systeme siegen werden. Mit anderen Worten, wir können unsere Systeme intern verwenden, aber alles, was beide Arten berührt, wird auch ihr System haben.

Wie om sagte, es ist, als wären die USA metrisch. Wir hassen es, aber jede Dose Soda hat sowohl Unzen als auch Liter auf der Dose aufgedruckt. Irgendwann wird eine Generation geboren, die sich fragt, was eine Unze ist ... Aber nicht heute. 😆

_{¹  Oder Kalkül. Es wird entweder High-School-Trivial oder PhD-Hart ... aber es wird immer noch nur eine Frage der Software sein.}

Warum müssen sie standardisieren?

Die Menschen haben es untereinander nicht geschafft. Alles, was sie brauchen, ist ein Konvertierungsprozess, wie wir ihn bereits für imperial in metrisch durchführen.

• Die Art und Weise, wie die USA wirklich metrisch sind . Es gibt die wissenschaftlichen (und gesetzlichen) Einheiten und dann gibt es die üblichen Einheiten, die in Bezug auf die wissenschaftlichen Einheiten definiert sind.
• Die gebräuchlichen wissenschaftlichen Einheiten basieren auf Zweierpotenzen und natürlich vorkommenden Konstanten .

Derzeit entspricht eine Sekunde dem 9 192 631 770-fachen eines bestimmten Übergangs eines Cäsium-133-Atoms. Man könnte die Zeiteinheit machen$2^{32}$Übergänge dieses oder eines anderen Atoms.

Sie würden sich nicht auf einen einzigen Satz von Einheiten "standardisieren". Es wird nicht passieren, dass die Werkzeuge, Messinstrumente, der Slang, die Intuition und der Jargon zweier fortgeschrittener interstellarer Zivilisationen geändert werden.

Stattdessen würden, wie bei der Verwendung von metrischen Komponenten in imperialen Ländern, beide parallel existieren. Abhängig von der Marktdynamik können sie sich um die Umwandlung von Schüttgütern (wie Getreide- und Erztransporte) drehen, oder bestimmte Artikel können nach den Standards des anderen für den Export oder Ersatzteile hergestellt werden (wie eine M3x1,5-13-Maschinenschraube).

Unter den wenigen Personen auf beiden Seiten, die direkt mit den anderen interagieren, wird sich eine Vereinbarung ergeben, gemeinsame Einheiten zu verwenden. Dies wird wahrscheinlich davon abhängen, welche Seite den größeren Wunsch nach Interaktion mit der anderen hat, und kann nicht von der Größe der Zivilisation oder dem Grad der wirtschaftlichen Aktivität bestimmt werden. Es ist unwahrscheinlich, dass die entstehende Lösung bei jeder Gruppe von sich vermischenden Individuen gleich ist.

Es wird chaotisch und opportunistisch sein und meistens funktionieren.

Oder die „Zivilisationen“ kämpfen um die Vorherrschaft und ignorieren sich gegenseitig oder ziehen in den Krieg.

Sie könnten sich einfach dafür entscheiden, Planck-Einheiten zu verwenden , die alle Verhältnisse verschiedener physikalischer Konstanten der Natur sind (wie die Lichtgeschwindigkeit und die Planck-Konstante), was bedeutet, dass, wenn Sie diese Konstanten der Physik in Form dieser Einheiten ausdrücken, sie alle a haben numerischer Wert von 1 – zum Beispiel ist in diesen Einheiten die Lichtgeschwindigkeit 1 (Planck-Länge)/(Planck-Zeit) und die Planck-Konstante ist 1 (Planck-Masse)*(Planck-Länge^2)/(Planck-Zeit).

Der Nachteil dieser Einheiten ist, dass gewöhnliche Phänomene im menschlichen Maßstab enorme Werte haben, zum Beispiel sind 10 ^ 35 Plancklängen etwa 1,6 Meter und 10 ^ 44 Planckzeiten etwa 5,4 Sekunden, aber Sie könnten einfach spezielle Namen für große Vielfache erfinden, Zum Beispiel könnte 1 YGlengths als 10^33 Plankenlängen (wobei Y und G für yotta und giga stehen ) definiert werden, was ungefähr 1,6 Zentimetern entspräche, und 1 YZtimes (wobei Y und Z für yotta und zetta stehen ) könnte als 10 definiert werden ^45 Plankzeiten oder etwa 54 Sekunden.

Bearbeiten: Anscheinend sind Planck-Einheiten jedoch nicht das einzig mögliche Einheitensystem, das in Bezug auf physikalische Konstanten definiert ist, siehe verschiedene andere auf der Wikipedia- Seite mit natürlichen Einheiten .

Grundsätzlich wird die größere Wirtschaft gewinnen. (Normalerweise. Es gelten Ausnahmen.)

Erstens gibt es einen kommerziellen Austausch zwischen den beiden Märkten, einfach weil das schneller voranschreitet als jede technologische Zusammenarbeit.
Jetzt haben Sie keine starke Bewaffnung; Es ist nur so, dass die größere Wirtschaft normalerweise nicht allzu sehr daran interessiert ist, sich mit den Besonderheiten der kleineren Wirtschaft zu befassen, sodass die kleinere Wirtschaft Standards und Vorschriften schneller übernehmen wird.

Wenn es dem oberen Ende der Machtstruktur endlich gelingt, eine technologische Zusammenarbeit zu beginnen, haben die Märkte bereits zugestimmt. Eigentlich ohne dass eine starke Bewaffnung involviert ist - obwohl eine starke Bewaffnung den Prozess beschleunigen kann.

Offensichtlich gibt es Ausnahmen.
Eine außerirdische Rasse hat möglicherweise keine Wirtschaft, wie wir sie kennen, obwohl das eine ziemlich andere Geschichte wäre als "lasst uns gemeinsam ein Raumschiff bauen".
Oder die Außerirdischen haben vielleicht etwas nicht standardisiert, was die Menschen getan haben, aber jetzt, wo sie die Vorteile sehen, wollen sie auch einen Standard – das ist die Situation, in der der Regulierungsfluss unabhängig von der Marktgröße oder der militärischen/politischen Macht ist (zum Teufel, die Militärs bevorzugen normalerweise Standards, einfach weil die Dinge für sie viel billiger werden).
Die eine Seite kann der anderen absichtlich das Leben schwer machen. ZB wenn die Technologieniveaus so unterschiedlich sind, dass die fortgeschrittene Seite überhaupt nichts teilen möchte. Sicher, wir können kooperieren, aber der Warp-Antrieb wird abgeriegelt, und wir verwenden absichtlich unsere eigenen, inkompatiblen Messsysteme (und Standards! Vergessen Sie niemals die zerstörerische Kraft inkompatibler Standards!), damit Ihre Versuche als Reverse Engineering so viel werden härter... ähm, ich wollte damit sagen, dass du noch nicht reif genug bist, um die Macht des Warpflugs einzusetzen.

Dies würde tatsächlich passieren, bevor die Sprachbarriere durchbrochen wird. Mathematik ist eine universelle Sprache, und unabhängig von ihrer Grundlage wird jede Kreatur, die Sprache und mathematische Fähigkeiten entwickelt hat, um als intelligent zu gelten, auch in der Lage sein, bestimmte mathematische Konstanten zu erkennen. Zum Beispiel wird der Erstkontakt wahrscheinlich kein Austausch von Wörtern, sondern von Zahlen sein. Eine der ersten von SETI verwendeten Nachrichten war eine Reihe von Impulsen, die über die ersten 20* Primzahlen liefen. Das liegt daran, dass die Primzahlen eine mathematische Konstante sind. Egal, wie Sie Ihre Zahl 7 nennen, es ist eine Primzahl ... selbst wenn es 10 ist, weil Sie ein Zählsystem zur Basis 6 verwenden, ist es immer noch die 4. Primzahl im Zyklus (2, 3, 5, 7 ... ) und ist immer noch die Zahl, die eins größer als 6 und eins kleiner als 8 ist. In ähnlicher Weise ist Binary, ein Zählsystem zur Basis 2,

Der andere Grund, warum dies verwendet wurde, ist, dass die Reihenfolge in keinem Phänomen natürlich vorkommt. Ein intelligentes Wesen wäre in der Lage, das Signal als etwas Wichtigeres aufzunehmen, das nicht nur zufällig erzeugt, sondern intelligent konstruiert und übertragen wurde. Es ist zufällig genug, dass es verschwinden würde, wenn Sie es nicht ansehen würden, aber so gemustert, dass Sie es sofort verstehen würden, wenn Sie Mathematik verstehen würden.

Sie behalten ihre Einheiten. So wie der Meter auf dem Umfang der Erde basiert, haben sie eine ähnliche Maßeinheit, die auf ihrem Planeten basiert. Sie verwenden also Meter auf der Erde und Zeters (oder was auch immer für außerirdische Maßeinheiten) auf ihrem Planeten.

Wenn Sie Einheiten für interstellare Reisen oder Kooperationsprojekte zwischen den Arten verwenden müssen, verwenden Sie grundlegende Konstanten wie die Planck-Länge, die einzig wahren Einheiten.

Es ist wichtig zu beachten, dass es einen menschlichen Standard namens Gauge Block gibt. Dies wäre die Grundlage für jede Mitteilung industrieller Messungen an diese Außerirdischen, wenn wir wollten, dass sie Waren nach unseren Spezifikationen produzieren. Umgekehrt wäre es angebracht anzunehmen, dass die Außerirdischen als Weltraumfahrer ein ähnliches eigenes System haben würden. Dort stellt sich nur die Frage, welches System Sie verwenden, und dann können Sie auf dieses System zugreifen.

Endmaße sind das wichtigste Mittel zur Längennormierung in der Industrie.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gauge_block

Auf diese Weise können Menschen in einem Land eine bestimmte Länge angeben und davon ausgehen, dass sie in einem anderen Land genau nach Spezifikation hergestellt werden. Beide Seiten würden einen Endmaßblock oder ein Messgerät besitzen.

Die Blöcke sind so flach und präzise, ​​dass das Zusammenfügen von zwei von ihnen sie durch Ziehen fast untrennbar macht und auseinander geschoben werden muss.

Ein wichtiges Merkmal von Endmaßen ist, dass sie mit sehr geringer Maßunsicherheit zusammengefügt werden können. Die Blöcke werden durch einen Gleitprozess namens Wring verbunden, der bewirkt, dass ihre ultraflachen Oberflächen aneinander haften.

Der einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, universumsinvariante Messungen zu standardisieren - zum Beispiel wird die Masse auf die Masse des Protons standardisiert, die Länge wird auf die Wellenlänge der Strahlung standardisiert, die von einem bestimmten Elektronenübergang in einem Atomorbital emittiert wird (oder vielleicht auf Planck-Länge) und die Zeit wird auf Licht standardisiert, das im Vakuum über den Längenstandard (oder vielleicht Planck-Zeit) wandert, elektrische Ladung wird auf die Ladung des Protons/Elektrons standardisiert. Alles andere lässt sich aus diesen Messungen ableiten.