Wie würde eine Wasserrasse Computer entwickeln?

Statt Elektronik könnten sie Fluidik entwickeln: http://en.wikipedia.org/wiki/Fluidics

Wir haben Fluidik-Logikschaltkreise gebaut, um Interkontinentalraketen und Raketen und Kernreaktoren zu steuern – im Grunde Umgebungen, die für Elektronik rau/zerstörerisch sind. Aber wir haben gewissermaßen aufgehört, die Fluidik weiterzuentwickeln, da sich der Härtungsprozess und die Redundanzalgorithmen so weit verbessert haben, dass Elektronik in rauen Umgebungen eingesetzt werden kann (ein Nebeneffekt unseres Raumfahrtprogramms, bei dem Raumfahrtagenturen Elektronik entwickeln mussten, die dem Weltraum standhält).

Ein Nachteil der Fluidik ist, dass sie eine maximale Taktfrequenz von mehreren zehn Kilohertz hat. Aber wie wir seit den späten 90ern gesehen haben, hat auch die Elektronik eine maximale Taktbarriere (anscheinend bei ungefähr 4 GHz für praktische Zwecke). Das bedeutet nicht, dass Computer unpraktisch sind. Es kann nur bedeuten, dass sie im Vergleich zu uns früher den parallelen Multi-Core-Ansatz ausprobieren würden.

Die langsame Taktgeschwindigkeit und die Multi-Core-Beschränkung würden auch die Softwareentwicklung unter Druck setzen, Programme mit Hunderten von kleinen Aufgaben zu schreiben, bei denen jede Aufgabe sehr wenig tut, aber die parallele Zusammenarbeit einen hohen Rechendurchsatz erreichen kann. Wir haben damit in den 80ern herumgespielt. Eine bemerkenswerte Implementierung ist die Connection Machine von Thinking Machine: http://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine .

Genial! Ich kann über eine der coolsten Erfindungen aller Zeiten sprechen: den analogen Computer .

Ein analoger (genauer gesagt ein mechanischer ) Computer war eigentlich der erste „Computer“ der Welt – der Antikythera-Mechanismus . Es war ein antikes griechisches Gerät, das die Bewegungen der Planeten und anderer astronomischer Objekte vorhersagte. Es wurden nur Teile davon gefunden, aber wir können einige seiner grundlegenden Eigenschaften herausfinden. Es führte seine "Berechnungen" mit einem ausgeklügelten System von Zahnrädern durch.

Ein paar Jahrtausende vorspulen. Gehen wir nach England und treffen einen Mann namens Charles Babbage . Ich vermute, Sie haben von ihm gehört. Er taucht in vielen Büchern über alternative Geschichte auf, weil er als einer der ersten Computerpioniere gefeiert wird. Babbages erster „Computer“ war die Difference Engine , ein verherrlichter Rechner, der mit Polynomen arbeiten konnte. Es verwendete viele Zahnräder, um mit Polynomen zu arbeiten und fortgeschrittene Berechnungen durchzuführen. Babbage bekam etwas Geld von der Regierung, aber nicht viel.

Später arbeitete er an seiner fortschrittlicheren Analytical Engine , einer Maschine, die nie vom Zeichenbrett kam. Es hätte Lochkarten und ein fortschrittlicheres Getriebesystem verwendet, um "allgemeine" Berechnungen durchzuführen. Leider versiegte die Finanzierung und Babbage baute es nie. Teile davon wurden gebaut, aber es ist nie in voller Form erschienen.

Eine Unterwasserzivilisation könnte sicherlich eine dieser Maschinen erschaffen. Das einzige Problem wären Meeresströmungen, die die Mechanismen stören könnten. Vielleicht könnten sie es mit etwas abschirmen oder es in einen Bereich mit stillem Wasser stellen. Sie könnten es aus Metall bauen - vorausgesetzt, sie könnten gemäß Ihrer anderen Frage Werkzeuge herstellen.

Nehmen Sie es nicht persönlich, aber wenn Sie glauben, dass Computer nur aus Silizium bestehen, müssen Sie Sand als Gehirn haben!

Die ersten Rechenapparate, primitive neuronale Systeme, entwickelten sich in einer aquatischen Umgebung. Seit ungefähr 1,5 Millionen Jahren haben sie Umgebungen entwickelt, die sie vor elektrischem und mechanischem Versagen aufgrund von Austrocknung schützen. Diese Systeme verwenden einige ausgeklügelte Mechanismen zur Steuerung des osmotischen Drucks, die nicht nur ein schmales Band von Ionenkonzentrationen (aq) aufrechterhalten, sondern auch mit ihren vorübergehenden Schwankungen arbeiten.

Denken Sie bei Ihrer speziellen Frage zu Computern in einer aquatischen Umgebung an die echten, ursprünglichen neuronalen Netze. Denken Sie an Axone, Dendriten und Synapsen. Werfen Sie ein wenig Myelin hinein, um sich zu isolieren und die Repolarisationszeiten zu verkürzen, und schon sind Sie auf dem Weg. Ihre Siliziumgeräte sind Chips der alten aquatischen Blöcke und können in einigen Jahrzehnten aufholen.

(Ich gehe davon aus, dass elektrische Systeme wahrscheinlich nicht in Frage kommen, aber ich akzeptiere gerne Antworten, die beweisen, dass ich falsch liege).

Lassen Sie mich einen Riss an diesem nehmen.

Es gibt zwei Probleme beim Betrieb Ihres Standard-PCs im Wasser:

1. Leitfähigkeit
2. Korrosion

Die Leitfähigkeit ist schlecht, da die Elektrizität in den Drähten den Drähten nicht wirklich folgen und dort landen kann, wo Sie sie benötigen. Das Schöne an der Leitfähigkeit ist, dass es um Grade geht . Die Drähte in Ihrer Maschine werden immer leitfähiger sein als das umgebende Material (sonst würden sie nicht funktionieren und niemand würde Drähte daraus machen). Salzwasser ist sehr leitfähig. Süßwasser ist nicht sehr leitfähig (aber Luft ist immer noch 10 ^ 12 besser). Destilliertes Wasser ist noch besser (aber wahrscheinlich immer noch nicht gut genug).

Die Hauptidee ist jedoch, dass es gut funktioniert, solange die Drähte durch etwas isoliert sind, um zu verhindern, dass der Strom über die Drähte springt. Wir verwenden dafür Luft, weil sie billig und allgegenwärtig ist. Wasservölker würden etwas anderes brauchen. (obwohl vielleicht nicht mehliert )

Über Korrosion weiß ich weniger, aber ich gehe davon aus, dass Salzwasser auch hier ein größeres Problem sein wird. Die Drähte müssten unter Berücksichtigung ihrer korrosiven Eigenschaften sowie ihrer Leitfähigkeit ausgewählt werden.

Höchstwahrscheinlich müssten die Wasserbewohner ihre Computer einfach mit nicht leitenden, nicht korrosiven Inhalten versiegeln und die elektrischen Stecker gut isolieren – aber sie würden wahrscheinlich immer noch auf die gleiche Weise funktionieren. Wenn überhaupt, könnten sie kräftiger sein, da das Wasser als effektive Wärmesenke für die gesamte Maschine dienen könnte, anstatt auf Luft angewiesen zu sein, um die Wärme abzuleiten.

Es gibt in Öl getauchte PCs und Server. Sie leiten Wärme, aber keinen Strom und verhindern Wasserkorrosion.

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

Wir stellen uns umgedrehte Behälter vor, um das Öl aufzunehmen (Öl neigt dazu, nach oben zu schwimmen). Das Öl ist wasserverdrängend (WD-40 kann Rost von einem verklemmten Scharnier entfernen). Elektrische (Batterien) und elektronische (Computer) Geräte können in Wasser zusammengebaut und dann in die Behälter gelegt und dann eingeschaltet werden.

Wir können den größten Teil unserer Elektronik an diese Methode anpassen. Und hey, umgedrehte Mülleimer!

Ich würde die moniac- und Wasserintegratoren und frühen analogen Computer in Betracht ziehen.

Sie würden wahrscheinlich eine ganz andere Umgebung für Computerdesign haben - bedenken Sie, dass der Jacquard-Webstuhl in vielerlei Hinsicht der erste programmierbare Computer war und dass er Lochkarten verwendete. Und obwohl es Alternativen zu binären Designs gab, werden sie in die staubigen Keller der Geschichte verbannt. Ohne diese Basis findet man eher analoge Maschinen.

Sie würden wahrscheinlich mit fluidanalogen Computern oder einfachen hydraulischen Schaltern beginnen, die möglicherweise zur Steuerung einfacher Maschinen verwendet werden. Schließlich können Sie zu Logikgattern oder Fluidiken übergehen .

Computer müssten zwangsläufig zimmergroß sein, da man selbst bei einer möglichen Entwicklung der Mikrofluidik nicht die gleichen Prozessgrößen wie ein elektrisches System erreichen kann.

Als Alternativen würde ich elektrische Schaltkreise in einer Meeresumgebung als unpraktisch betrachten, aber die Techniken, die zu Mikrofluidik (Ätzen von Kanälen in Ihrem Substrat) führen würden, könnten schließlich zu photonischen Computern führen.

Was die Speicherung betrifft, könnte eine Art Verzögerungsleitungsspeicher funktionieren, vorausgesetzt, wir verwenden letztendlich analoge Computer. Man könnte auch die Verwendung von leeren und vollen Fluidkanälen als Äquivalent von 0 und 1 bei der Lagerung betrachten.

Ich denke, dies würde von der Tiefe der aquatischen Zivilisation abhängen.

Ich könnte mir jedoch vorstellen, dass eine Unterwasserart auf eine symbiotische Beziehung mit anderen Arten angewiesen ist, um so etwas zu erreichen. Vielleicht könnte eine Spezies, die ihre eigene Bioelektrizität nutzt und auf der Grundlage bestimmter Reize eine Art von Output zurückgibt. (Bioelektrizität und Biolumineszenz sind anscheinend in sehr tiefen Gewässern üblich, da dort zumindest auf der Erde kein Sonnenlicht eindringt.)

Abhängig davon, wie Ihre Wasserrasse kommuniziert, schätze ich, dass Arithmetik durch Lichtwellen oder Schallwellen erreicht werden könnte. (Tatsächlich denke ich, dass es interessant wäre, eine Art mathematisches System zu sehen, das mit Sinuswellen und Fourier-Transformationen implementiert ist.)

Ich denke, sie würden zu biologischen Computern tendieren. Viele Unterwasserlebewesen haben fein abgestimmte Sinne, die unzählige Impulse wahrnehmen können. Gruppen von Kreaturen könnten sich durch dieses Netzwerk miteinander verbinden. Die meisten Arten tun dies bereits zu einem gewissen Grad. Ich schlage vor, dass die Wassermänner es auf die nächste Ebene bringen. Vielleicht können sie sich, wenn sie auf engstem Raum zusammenkommen, in einen Zustand versetzen, in dem sie wirklich einige Daten verarbeiten können. Ein Think Tank, wenn man so will.

Isolatoren können praktisch die gleiche Methode der elektrischen Übertragung ermöglichen, die wir jetzt verwenden ... tatsächlich werden Internet- und Telefonkabel auf dem Grund des Ozeans verlegt, um die Kontinente der Erde zu verbinden.

Lustiger Nebeneffekt (gut für mich sowieso: D):
Nachdem ich das oben gesagt habe, würde ich hinzufügen, dass es sogar möglich wäre, einen kontrollierten Strom durch eine Röhre zu leiten, die aus einem Isolator besteht, der mit nichts anderem als Meerwasser gefüllt ist. Drähte, die an einem Gerät angebracht oder Teil eines Geräts sind, wären am effektivsten wasserdicht. Obwohl ich auch ziemlich interessant bin, glaube ich nicht, dass ein "Leistungsleck" die Stromübertragung tatsächlich verhindern würde. Stattdessen würde ich vermuten, dass dies zu einer starken Dämpfung der übertragenen Leistung führen würde.

Die Verwendung von Wasser als Mittel zur Kraftübertragung mag wertvoll sein, aber ich vermute, dass es in einem Computergerät Grenzen haben würde. Das Bilden von Rohren mit immer kleineren Größen wäre eine wahrscheinliche Grenze. Der Siedepunkt von Wasser könnte ein anderer sein ... Ich glaube nicht, dass Dampf das gleiche Leitfähigkeitsprofil hat. Ich vermute also, dass die Rasse am Ende für den Bau kleiner, schneller und effizienter Computer ein anderes halbleitendes Material entdecken würde (Silikon scheint eine sehr wahrscheinliche Wahl zu sein), ähnlich wie wir es getan haben.

Kurze Antwort, nur isolieren.

Oh, auch, obwohl ich es mir gedacht hatte, bevor ich den Kommentar sah, wollte ich darauf hinweisen, dass dies auch in einem Kommentar von Cort Ammon gesagt wurde.

Wie HDE226868 betonte, könnten sie sicherlich mit physikalischen Taschenrechnern beginnen (denken Sie an den Abakus! und dann viel später an den Rechenschieber). Allerdings müssen wir uns vorher ein paar Gedanken machen.

Wie oder warum sollten sie als Unterwasserspezies überhaupt das Schreiben entwickeln? In Stein meißeln? möglich, aber Papier? Schreiben entstand, um unser Gedächtnis zu erweitern, und Computer waren Erweiterungen davon mit der Fähigkeit, Berechnungen für uns durchzuführen. Wenn man das also erwähnt, könnte es bedeuten, dass eine fortgeschrittene Wasserrasse extrem intelligent mit einem unglaublichen Gedächtnis ist. Ohne billige „Bücher“ so weit kommen zu müssen.

Nun, was die Elektrizität betrifft, der Zitteraal macht sich gut im Wasser, also könnte etwas in dieser Richtung entworfen werden, aber für das große Problem der Verwendung von raffinierten Metallen und das Eintauchen in Wasser würden Dinge wie Gold und Platin nicht rosten ein Weg. Ich denke also, dass etwas mit Klang und Stimmgabeln oder Kristallen viel eher verwendet werden würde. Natürlich müssten dies ziemlich hohe Töne sein, um die geringsten Störungen durch Umgebungsgeräusche zu haben.

Wir verwenden Wasser für unendlich viele Dinge, obwohl wir nicht darin leben.

Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist, dass sie an die Oberfläche gehen, etwas Luft schnappen und sie in ihren Computern verwenden könnten.

Wenn der ganze Planet nur aus Wasser bestehen würde, könnten sie den Sauerstoff aus dem Wasser nehmen und Luft erzeugen.

Sie sind möglicherweise in der Lage, optische Computer mit Lasern, Diamanten, Fasern usw. herzustellen.

Sie könnten auch das Wasser aus den Computern entfernen – genau wie wir ein Vakuum erzeugen, um Glühbirnen herzustellen, könnten sie ein Vakuum erzeugen und Wasser entfernen (und Luft oder etwas nicht Leitfähiges wie Mineralöl einführen).

Ich sollte sagen, dass die für solche Geräte/Produktion erforderlichen "Werkzeuge" fortschrittlicher wären als das, womit verbunden ist, aber die menschliche Rasse hat auch nicht mit der Herstellung von Computern begonnen, sobald sie etwas schmieden konnte, und die vorherigen Antworten beinhalten die " verzahnte" und "mechanische" Computer, die sich bereits sehr ähnlich entwickeln könnten.

Eine weitere Möglichkeit wäre die Fluidik - im Grunde genommen Transistor- und andere Logikgatter-Äquivalente über Schläuche / Druck

Es besteht keine Notwendigkeit anzunehmen, dass Wasserlebewesen keine Prozesse oder Technologien verwenden können, die eine Luftumgebung erfordern.

Einige Herstellungsprozesse erfordern Vakuum oder waren in der Vergangenheit erforderlich (z. B. Vakuumröhren). Menschen leben in der Luft, waren aber in der Lage, bei Bedarf Vakuum zu erzeugen. Und natürlich schaffen sie bei Bedarf eine Wasserumgebung (der größte Teil der Chemie).

Wasserlebewesen können je nach Bedarf in ihren Labors eine Luftumgebung oder sogar eine Vakuumumgebung herstellen. Zum Beispiel kann eine Taucherglocke aus einer Muschel oder einer Wasserpflanze hergestellt werden, was es ermöglicht, mit Lufttechnologien zu experimentieren, um viele erstaunliche Dinge zu entdecken.

Auf der Erde schaffen Spinnen ohne Intelligenz eine Luftumgebung unter Wasser.

Denken Sie also nicht, dass die Frage lautet: "Wie baut man einen Computer ohne Strom?" so viel wie "Wie würde eine aquatische Spezies einen Computer bauen?" Die Differenz-Engine ist also ein guter Anfang, aber: 1) Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass eine aquatische Spezies nicht an Land gehen und Elektrizität entwickeln könnte, so wie wir elektrische Kabel über den Atlantik verlegt haben oder mit elektrisch betriebenen Fahrzeugen unter Wasser gefahren sind oder Wasser zur eigenen Stromerzeugung genutzt. Kein Grund zu der Annahme, dass das Gegenteil nicht möglich ist (obwohl es offensichtlich einfacher ist, wenn Ihre Spezies eine stärkere Skelettstruktur usw. hat, Punkt für ein anderes Mal). 2) Wie ich bereits sagte, beginnen analoge Computer diesen Weg, aber um diesen Punkt noch ein wenig weiter zu führen, brauchen Sie keinen Strom, um einen Computer zu bauen, nur eine Möglichkeit, ein Register zu erstellen, das einen Wert enthält - was mit einem hydraulischen System ganz einfach möglich wäre. Dieses Konzept wird ausführlich in Daniel Hillis ausgezeichnetem Buch Pattern On The Stone erklärt. (amazon.com/The-Pattern-On-Stone-Computers/dp/046502596X) und ein sowjetischer Ingenieur baute in den 1930er Jahren einen hydraulischen Computer (http://makezine.com/2012/01/24/early-russian-hydraulic-computer/ ).

Viele interessante Antworten hier, aber es ist wirklich sehr einfach: Selbst wenn sie "im Wasser" sind und unter Wasser leben, könnten sie immer noch ihre Computer - und alles andere - an Land haben, genau wie wir Tauchausrüstung haben und anspruchsvolle Dinge unter Wasser machen können .

Allerdings würden sie wahrscheinlich unter Wasser starten, so dass ihre technologische Flugbahn sicherlich ganz anders aussehen würde als unsere.

Ganz einfach und es existiert bereits auf dem Meeresboden. Dort leben Bakterien, die durch Biofasern miteinander verbunden sind. Über diese Drähte können sie Elektronen austauschen. Als eine Möglichkeit, Müll auf dem Meeresboden zu füttern (fermentieren). Wo es also eine Überdosis von + gibt, tauschen sie das mit Bakterien aus, wo es eine Überdosis von - gibt, können sie von der Abgabe und Aufnahme von Elektronen leben (es ist bemerkenswert). Und sie sind alle miteinander verbunden. Es ist viel dichter als das Internet. Struktur hat etwas mit Neuronen gemeinsam, aber wir wissen nicht, ob es noch denkt ...

Wale haben im Allgemeinen die Fähigkeit, Geräusche unter Wasser auf hochentwickelte Weise zu nutzen. Vielleicht wäre es möglich, einfach resonante Hohlräume im Meeresboden auszuheben und Schulen besonders talentierter walartiger "Chöre" ein Programm singen zu lassen, so dass die mit den Hohlräumen interagierenden Schallwellen eine direkt wahrnehmbare Ausgabe erzeugen würden.

OK, das setzt also voraus, dass eine elektrische Quelle entwickelt wurde.

Derzeit haben wir eine wasserdichte Technologie. Dies wird wasserdicht gemacht, indem die betreffende Technologie entwickelt und dann das gesamte Gerät mit einer sehr dünnen Atomschicht beschichtet wird. Diese Atomschicht hat die Kraft, Wasser und/oder andere Flüssigkeiten abzustoßen.

Die Anwendung dieses Prozesses unter Wasser kann jedoch viel schwieriger sein. In der heutigen Welt können wir es entwickeln und dann die Atome anwenden. Das heißt, es gibt zwei Möglichkeiten für das Unterwasserrennen. Sie können einen Weg finden, den Übergrund vorübergehend zu nutzen - so wie Menschen Taucheranzüge verwenden, um unter Wasser zu gehen, sie könnten Anzüge entwickeln, um aus dem Wasser zu gehen - und die Technologie dort entwickeln oder wasserdichte Primitiven (NAND-Gatter) verwenden. was bedeutet, dass alles, was sie bauen, von Anfang an wasserdicht ist.

Ein weiteres Problem ist, dass diese Atomschichten für kurze Belichtungen funktionieren. Das Unterwasserrennen kann es in vielen Schichten des Materials beschichten, was bedeutet, dass es so lange wie nötig belichtet werden kann (obwohl dies das Endgerät davon abhält, ein Touchscreen zu sein, da nach so vielen Schichten Berührungen den Berührungssensor nicht erreichen. )

Zunächst sollten Sie über die Evolution der Spezies zusammen mit der Technologie nachdenken. Sie machen wahrscheinlich kein Feuer als primitive Technologie. Haben sie Hände? Tentakel? Welche Materialien und Werkzeuge haben sie?

Dann könnten sie unter Verwendung von Lebewesen oder deren Teilen hergestellt werden , wie ich in dieser Antwort vorschlage .