¿Cómo desarrollaría las computadoras una raza acuática?

En lugar de electrónica, podrían desarrollar fluídica: http://en.wikipedia.org/wiki/Fluidics

Hemos construido circuitos lógicos fluídicos para controlar ICBM, cohetes y reactores nucleares, básicamente entornos que son duros/destructivos para la electrónica. Pero dejamos de desarrollar fluídica aún más a medida que el proceso de endurecimiento y los algoritmos de redundancia mejoraron hasta el punto en que la electrónica se puede usar en entornos hostiles (un efecto secundario de nuestro programa espacial donde las agencias espaciales tuvieron que desarrollar electrónica para soportar el espacio).

Una desventaja de la fluídica es que tiene una frecuencia de reloj máxima de decenas de kilohercios. Pero como hemos visto desde finales de los 90, la electrónica también tiene una barrera de reloj máxima (aparentemente, aproximadamente 4 GHz para fines prácticos). Esto no significa que las computadoras no sean prácticas. Puede que solo signifique que probarían el enfoque paralelo y multinúcleo antes que nosotros.

La velocidad de reloj lenta y la limitación multinúcleo también ejercerían presión sobre el desarrollo de software para escribir programas con cientos de tareas pequeñas donde cada tarea hace muy poco pero trabajando juntas en paralelo puede lograr un alto rendimiento informático. Hemos jugado con esto en los años 80. Una implementación notable es la máquina de conexión de Thinking Machine: http://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine .

¡Impresionante! Puedo hablar sobre lo que creo que es uno de los mejores inventos de todos los tiempos: la computadora analógica .

Una computadora analógica (más propiamente, una mecánica ) fue en realidad la primera "computadora" del mundo: el Mecanismo de Antikythera . Era un antiguo dispositivo griego que predecía los movimientos de los planetas y otros objetos astronómicos. Solo se han encontrado partes de él, pero podemos descubrir algunas de sus propiedades básicas. Hizo sus "cálculos" utilizando un elaborado sistema de engranajes.

Avance rápido un par de milenios. Vayamos a Inglaterra y conozcamos a un hombre llamado Charles Babbage . Supongo que has oído hablar de él. Aparece en muchos libros de historia alternativa, porque es aclamado como uno de los primeros pioneros de la informática. La primera "computadora" de Babbage fue la Máquina Diferencial , una calculadora glorificada que podía trabajar con polinomios. Usó muchos engranajes para trabajar con polinomios y hacer cálculos avanzados. Babbage obtuvo algunos fondos del gobierno, pero no muchos.

Más tarde, trabajó en su motor analítico más avanzado , una máquina que nunca salió de la mesa de dibujo. Habría utilizado tarjetas perforadas y un sistema de engranajes más avanzado para realizar cálculos de "propósito general". Desafortunadamente, los fondos se agotaron y Babbage nunca lo construyó. Se han construido partes de él, pero nunca ha aparecido en su forma completa.

Una civilización submarina ciertamente podría crear una de estas máquinas. El único problema serían las corrientes oceánicas, que podrían perturbar los mecanismos. Quizás podrían protegerlo con algo, o ponerlo en un área de agua tranquila. Podrían construirlo con metal, suponiendo que pudieran fabricar herramientas, según su otra pregunta.

No lo tomes como algo personal, pero si crees que las computadoras solo están hechas de silicio, ¡debes tener arena en lugar de cerebro!

El primer aparato computacional, los sistemas neuronales primitivos evolucionaron en un ambiente acuático. Durante 1,5 millones de años (más o menos) han desarrollado entornos que los protegen de fallas eléctricas y mecánicas debido a la deshidratación. Estos sistemas utilizan algunos mecanismos elaborados de control de la presión osmótica que no solo mantienen una banda estrecha de concentraciones iónicas (aq) sino que también funcionan con sus fluctuaciones transitorias.

Para su pregunta específica sobre las computadoras en un entorno acuático, piense en las redes neuronales reales y originales. Piensa en axones, dendritas y sinapsis. Agregue un poco de mielina para aislarse y reducir los tiempos de repolarización y estará en camino. Sus dispositivos de silicio son chips de los viejos bloques acuáticos y en unas pocas décadas pueden ponerse al día.

(Supongo que los sistemas eléctricos probablemente estén fuera de discusión, pero estoy feliz de aceptar respuestas que demuestren que estoy equivocado).

Déjame tomar una grieta en este.

Hay dos problemas con la ejecución de su PC estándar en el agua:

1. Conductividad
2. Corrosión

La conductividad es mala, ya que permite que la electricidad en los cables no los siga y termine donde la necesita. Lo bueno de la conductividad es que se trata de grados . Los cables de su máquina siempre van a ser más conductores que el material circundante (o de lo contrario no funcionarían y nadie haría cables con ellos). El agua salada es muy conductiva. El agua dulce no es terriblemente conductora (pero el aire sigue siendo 10^12 mejor). El agua destilada es aún mejor (pero probablemente no sea lo suficientemente buena).

Sin embargo, la idea principal es que siempre que los cables estén aislados con algo para evitar que la electricidad salte los cables, funcionará bien. Usamos aire para eso porque es barato y omnipresente. Los pueblos acuáticos necesitarían algo más. (aunque tal vez no florida )

De la corrosión sé menos, pero espero que el agua salada sea un problema mayor aquí también. Los cables deberían elegirse teniendo en cuenta las propiedades corrosivas, así como su conductividad.

Lo más probable es que la raza acuática simplemente necesite sellar sus computadoras con algún contenido no conductor ni corrosivo, y tener los enchufes eléctricos bien aislados, pero probablemente seguirán funcionando de la misma manera. En todo caso, podrían ser más robustos, ya que el agua podría servir como un disipador de calor efectivo para toda la máquina en lugar de depender del aire para llevarse el calor.

Existen PC y servidores sumergidos en aceite. Conducen el calor pero no la electricidad y previenen la corrosión del agua.

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

Imaginamos contenedores invertidos para contener el aceite (el aceite tiende a flotar hacia arriba). El aceite desplaza el agua (el WD-40 puede eliminar el óxido de una bisagra atascada). Los aparatos eléctricos (baterías) y electrónicos (computadoras) pueden ensamblarse en agua y luego colocarse en los contenedores y luego encenderse.

Podemos adaptar la mayor parte de nuestra electrónica a este método. ¡Y oye, contenedores al revés!

Consideraría los integradores de agua y moníaco y las primeras computadoras analógicas.

Probablemente tendría un entorno muy diferente para el diseño de computadoras: considere que, en muchos sentidos, el telar jacquard fue la primera computadora programable y que usaba tarjetas perforadas. Y aunque había alternativas a los diseños binarios , están relegadas a los sótanos polvorientos de la historia. Sin esta base, es más probable que encuentre máquinas analógicas.

Probablemente comenzaría con computadoras analógicas de fluidos o interruptores hidráulicos simples, posiblemente utilizados para controlar máquinas simples. Eventualmente, puede progresar a puertas lógicas o fluídica .

Las computadoras necesariamente tendrían el tamaño de una habitación, ya que incluso con el desarrollo eventual de microfluidos, no se pueden alcanzar los mismos tamaños de proceso que un sistema eléctrico.

En cuanto a las alternativas, consideraría que los circuitos eléctricos no son prácticos en un entorno marino, pero las técnicas que conducirían a los microfluidos (grabado de canales en su sustrato) podrían eventualmente conducir a la computación fotónica.

En cuanto al almacenamiento, la memoria de línea de retardo de algún tipo podría funcionar, suponiendo que estemos usando computadoras analógicas, eventualmente. También se podría considerar el uso de canales de fluido vacíos y llenos como un equivalente de 0 y 1 en el almacenamiento.

Creo que esto dependería de la profundidad de la civilización acuática.

Sin embargo, me imagino que una especie submarina podría depender de una relación simbiótica con otras especies para lograr algo como esto. Quizás una especie que utilice su propia bioelectricidad, y en base a ciertos estímulos pueda devolver algún tipo de salida. (La bioelectricidad y la bioluminiscencia son aparentemente comunes en aguas muy profundas, ya que allí no penetra la luz del sol, al menos en la Tierra).

Dependiendo de cómo se comunique tu raza acuática, supongo que la aritmética podría lograrse a través de ondas de luz u ondas de sonido. (De hecho, creo que sería interesante ver algún tipo de sistema matemático implementado con ondas sinusoidales y transformadas de Fourier).

Creo que tenderían hacia las computadoras biológicas. Muchas criaturas submarinas tienen sentidos muy afinados que pueden detectar una miríada de impulsos. Grupos de criaturas podrían unirse a través de esta red. La mayoría de las especies ya hacen esto hasta cierto punto. Estoy sugiriendo que los Acuarianos lo lleven al siguiente nivel. Tal vez cuando un grupo de ellos se reúna en un espacio pequeño, puedan zen en un estado en el que realmente puedan procesar algunos datos. Un Think Tank, por así decirlo.

Los aisladores pueden permitir, efectivamente, el mismo método de transmisión eléctrica que usamos ahora... de hecho, los cables de Internet y teléfono se colocan en el fondo del océano para conectar los continentes de la tierra.

Efecto secundario divertido (bueno para mí de todos modos: D):
Habiendo dicho lo anterior, agregaría que incluso sería posible pasar una corriente controlada a través de un tubo construido a partir de un aislante que se llena con nada más que agua de mar. Los cables conectados a, o como parte de, un dispositivo serían más efectivos a prueba de agua. Aunque, también bastante interesante, no creo que una 'fuga de energía' realmente impida la transmisión de energía. En cambio, conjeturaría, esto causaría una gran atenuación en la cantidad de energía transportada.

Usar agua como medio de transmisión de energía puede ser valioso, pero sospecho que tendría límites en un dispositivo computacional. La formación de tubos de tamaños cada vez más pequeños sería un límite probable. El punto de ebullición del agua podría ser otro... No creo que el vapor tenga el mismo perfil de conductividad. Entonces, al final, para construir computadoras pequeñas, rápidas y eficientes, sospecho que la carrera descubrirá algún otro material semiconductor (la silicona parece una opción muy probable) como lo hicimos nosotros.

Respuesta corta, solo aislar.

Ah, también, aunque lo había pensado antes de ver el comentario, quería señalar que esto también lo dijo Cort Ammon en un comentario.

Como señaló HDE226868, sin duda podrían comenzar con calculadoras físicas (¡piense en el ábaco! y luego, mucho más tarde, en la regla de cálculo). Sin embargo, primero debemos pensar en algunas cosas.

Como especie submarina, ¿cómo o por qué desarrollarían la escritura? ¿Esculpir en piedra? posible, pero ¿papel? La escritura surgió para ampliar nuestra memoria y las computadoras fueron extensiones de eso con la capacidad de realizar cálculos por nosotros. Entonces, mencionar esto podría significar que una carrera acuática avanzada podría ser extremadamente inteligente con una memoria increíble. Tener que llegar tan lejos sin 'libros' baratos.

Ahora, en cuanto a la electricidad, la anguila eléctrica funciona bien en el agua, por lo que se podría diseñar algo similar, pero para el gran problema de usar metales refinados y sumergirse en agua, dejaría cosas como el oro y el platino para que no se oxiden. lejos. Así que creo que sería mucho más probable que se usara algo con sonido y diapasones o cristales. Por supuesto, estos tendrían que ser sonidos de rango bastante alto para tener la menor interferencia del ruido ambiental.

Usamos el agua para infinidad de cosas a pesar de que no vivimos dentro de ella.

Entonces, lo primero que me viene a la mente es que podrían ir a la superficie, tomar algo de aire y usarlo dentro de sus computadoras.

Si todo el planeta estuviera hecho solo de agua, podrían tomar el oxígeno del agua y crear aire.

Es posible que puedan fabricar computadoras ópticas con láser, diamantes, fibra, etc.

También podrían eliminar el agua de las computadoras, al igual que creamos un vacío para hacer bombillas, podrían crear un vacío y eliminar el agua (e insertar aire o algo no conductor como aceite mineral).

Debo decir que las "herramientas" necesarias para tales dispositivos/producción serían más avanzadas de lo que está vinculado, sin embargo, la raza humana tampoco comenzó a fabricar computadoras tan pronto como pudieron forjar algo, y las respuestas anteriores incluyen el " computadoras "engranadas" y "mecánicas" que ya podrían desarrollarse de una manera muy similar.

Una posibilidad más sería la fluídica , básicamente transistores y otros equivalentes de puertas lógicas a través de mangueras/presión.

No hay necesidad de asumir que las criaturas acuáticas no pueden usar procesos o tecnologías que requieran un ambiente de aire.

Algunos procesos de fabricación requieren vacío, o lo han requerido en el pasado (tubos de vacío, por ejemplo). Los humanos viven en el aire pero eran capaces de hacer vacío cuando era necesario. Y, por supuesto, crean un entorno acuático cuando es necesario (la mayor parte de la química).

Las criaturas acuáticas podrían crear un ambiente de aire, o incluso un ambiente de vacío en sus laboratorios, según sea necesario. Por ejemplo, es posible hacer una campana de buceo a partir de una concha o una planta acuática, lo que permite experimentar con tecnologías del aire para descubrir muchas cosas asombrosas.

En la Tierra, las arañas crean un ambiente de aire bajo el agua sin ninguna inteligencia.

Así que... no creas que la pregunta es "¿Cómo se construye una computadora sin electricidad?" tanto como "¿Cómo una especie acuática construiría una computadora?" Entonces, el motor de diferencias es un buen comienzo, pero: 1) No hay razón para creer que una especie acuática no podría ir a la tierra y generar electricidad, al igual que hemos tendido cables eléctricos a través del Océano Atlántico o hemos ido en vehículos eléctricos bajo el agua. o usamos agua para generar electricidad nosotros mismos. No hay razón para creer que no se puede hacer lo contrario (aunque obviamente es más fácil si tu especie tiene una estructura esquelética más fuerte, etc., punto para otro momento). 2) Como dije antes, las computadoras analógicas comienzan por este camino, pero para llevar ese punto un poco más allá, no necesita electricidad para construir una computadora, solo alguna forma de crear un registro que contenga un valor, lo que podría hacerse fácilmente con un sistema hidráulico. Este concepto se explica con cierta profundidad en el excelente libro Pattern On The Stone de Daniel Hillis. (amazon.com/The-Pattern-On-Stone-Computers/dp/046502596X), y un ingeniero soviético construyó una computadora hidráulica en la década de 1930 (http://makezine.com/2012/01/24/early-russian-hydraulic-computer/ ).

Muchas respuestas interesantes aquí, pero realmente es muy simple: incluso si son "acuáticos" y viven bajo el agua, aún podrían tener sus computadoras, y cualquier otra cosa, en tierra, al igual que tenemos equipos de buceo y podemos hacer cosas sofisticadas bajo el agua. .

Habiendo dicho eso, probablemente comenzarían bajo el agua, por lo que su trayectoria tecnológica ciertamente se vería muy diferente a la nuestra.

Pues sencillo y ya existe en el fondo del mar. hay bacterias vivas que están unidas entre sí por biofibras. Son capaces de intercambiar electrones a través de esos cables. Como una forma de alimentar (fermentar) basura en el fondo del mar. Entonces, donde hay una sobredosis de +, intercambian eso con bacterias donde hay una sobredosis de carga, pueden vivir regalando y tomando electrones (es notable). Y todos están conectados. Es mucho más denso que Internet. La estructura tiene algo en común con las neuronas, pero no sabemos si piensa todavía...

Los cetáceos en general tienen la capacidad de utilizar el sonido bajo el agua de formas muy sofisticadas. Tal vez sería posible simplemente excavar cavidades resonantes en el fondo del mar y hacer que escuelas de "coros" parecidos a cetáceos especialmente talentosos canten un programa para que las ondas de sonido que interactúan con las cavidades produzcan una salida que podría ser aprehendida directamente.

Bien, esto supone que se ha desarrollado una fuente eléctrica.

Actualmente, tenemos tecnología a prueba de agua. Esto se hace resistente al agua desarrollando la tecnología en cuestión y luego recubriendo todo el dispositivo con una capa muy delgada de átomos. Esta capa de átomos tiene el poder de repeler el agua y/u otros líquidos.

Sin embargo, aplicar este proceso bajo el agua puede ser mucho más difícil. En el mundo actual, podemos desarrollarlo y luego aplicar los átomos. Esto significa que hay dos opciones para la carrera subacuática. Pueden encontrar una manera de usar el suelo de la superficie temporalmente, de manera que los humanos usan trajes de buceo para sumergirse bajo el agua, podrían desarrollar trajes para salir del agua, y desarrollar la tecnología allí, o usar primitivos impermeables (puertas NAND), lo que significa que todo lo que construyen está impermeabilizado desde el principio.

Otro problema es que estas capas atómicas funcionan para exposiciones breves. La carrera submarina puede cubrirlo con muchas capas del material, lo que significa que puede estar expuesto durante el tiempo que sea necesario (aunque esto evitará que el dispositivo final sea una pantalla táctil, porque después de tantas capas, los toques no llegarán al sensor táctil). )

Primero, debes pensar en la evolución de las especies junto con la tecnología. Probablemente no hagan fuego como una tecnología primitiva. ¿Tienen manos? tentáculos? ¿Qué materiales y herramientas tienen?

Entonces, podrían fabricarse utilizando seres vivos o sus partes, como propongo en esta respuesta .