Чейсон и мера сложности организованной материи

[Yuri]

Скажем ток в компьютер подаётся, но очень редко. Как тогда считать поток?

Интегрированием :-D

На самом деле здесь зарыт более интересный вопрос.

Вот у нас есть три структурно идентичных компьютера и один паяльник на 100 Ватт (весом с компьютер). Первый компьютер спит большую часть времени, изредка выполняя какие-то действия на минимальной частоте, например поддержание системы жизнеобеспечения МКС, его потребление 10 Вт. Второй и третий работают на полной мощности 100 Вт. При этом во втором загружена программа "бесконечный цикл - no-operation", а третий отрабатывает сложные алгоритмы моделирования.

Какова мера сложности этих систем?

Чейсон покажет, что (1) << (2) == (3) == (4).

Очевидно, что упущена информационная составляющая "полезной деятельности".
Таким же обращом по Чейсону получается что

(слон) << (мышь)
(snapdragon) << (athlon xp) == (паяльник)
(cray-1) == (bluegene), примерно.

Видите? Критерий Чейсона не просто даёт погрешность, он приводит к критически ошибочным оценкам в тех случаях, когда мы не учитываем, какую полезную негэнтропийную или информационную работу выполняет прокачиваемая через систему энергия.

[recloner]

Видите? Критерий Чейсона не просто даёт погрешность, он приводит к критически ошибочным оценкам в тех случаях, когда мы не учитываем, какую полезную негэнтропийную или информационную работу выполняет прокачиваемая через систему энергия.

Так и я про это. Нужен критерий полезной работы. При этом, очевидно, у более организованных систем коэффициент эффективности (полезная работа/поток энергии) должен быть выше, чем у более простых.

[vika vorobyeva]

Я думала о чем-то похожем в применении к узкому частному случаю - климату планет. И пришла к выводу, что одной освещенности (оно же поток энергии от звезды) для описания климата и вообще "сложности" происходящего на планете мало. Конечно, при 3К и отсутствии внутренних источников энергии на планете ничего происходить не будет. Но рассматривая только один поток энергии, тоже ничего предсказать и описать нельзя.
Планетное тело массой с Меркурий на орбите Меркурия будет вполне инертным каменным шариком, но на орбите Сатурна (и при другом химическом составе) он будет Титаном с развитой атмосферой, "гидросферой" и разнообразными ландшафтообразующими процессами.
Еще уменьшим уровень освещенности? Нет проблем, получим реки из жидкого азота или даже жидкого водорода (а это 15-20К). Планета может получать шиш с маслом энергии, а иметь богатую метеорологию и развитый "гидросферный" цикл.

То есть в применении к климату планет "критерий Чейсона" не работает. Одного потока энергии мало, нужно что-то еще. Строго говоря, поток энергии тут вообще мимо, есть очень высокоэнергичные процессы с достаточно простой структурой (например, релятивистские джеты). Или, например, если по "критерию Чейсона" сравнивать две звезды, массивную и маломассивную, какой-нибудь голубой гигант окажется "сложнее" вспыхивающего намагниченного красного карлика, при том, что проявления (видимая нами сложность) красного карлика будут гораздо разнообразнее и сложнее проявлений голубого гиганта.

[-Asket-]

возьмем тогда масштаб существования устойчивой диссипативной ячейки не наносекунды, а хотя часы, а то и годы...

А в чем принципиальная разница этих масштабов? Или у нас человек стал мерой всех вещей?



Почему на одном графике мы сравниваем объекты, временные (да и пространственные) масштабы устойчивости которых различаются на много порядков? Только потому, что они все относительно устойчивы при сравнении с продолжительностью жизни человека?

Вот нам отправная точка. Обычная ситуация с которой никто не будет спорить.

Здесь тоже ситуация обычна только при рассмотрении ее в привычных нам масштабах времени, опять же разных для различных процессов. А если это произошло с башней за минуту или миллиард лет? Это чудом не будет?

[Retired]

А в чем принципиальная разница этих масштабов? Или у нас человек стал мерой всех вещей?

График с компом = прекрасная иллюстрация: электричество жрет - толку никакого. Как экран измерительного прибора, на отображение полезного результата тратит 0,0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 энергии, которую он сожрал совершенно зазря...

[shuricos]

Конденсация облаков в планеты не происходило бы, если бы вселенная не расширялась

Вы описали причину образования протопланетного облака и образования частиц в нём. После того, как это облако образовалось, отделилось от других скоплений материи, оно само стало довольно устойчивой системой, обладающей некоторым количеством вещества, энергии и энтропии.
Дальнейшее формирование планетезималей  и планет, увеличение угловой скорости вращения диска, "поджиг" звезды - всё это происходит под действием внутренних сил системы, в т.ч. гравитации. Планеты не "конденсируются" из остывающего облака, как капли из водяного пара, а формируются путём гравитационного притягивания одних частиц к другим, более крупным.

Т.е., в Вашем представлении, протопланетный диск - это квинтэссенция энтропии, это сам хаос в своей почти полной первозданной чистоте. Т.е. это то, что Вы называете "энтропия".
Все дальнейшие процессы в этом облаке происходят путём повышения энтропии этой системы. Думаю, с этим Вы не будете спорить.
Но почему же тогда Солнечная система сейчас - значительно более упорядоченная система, в которой есть довольно сложная система планет, на которых происходят довольно хорошо упорядоченные процессы как в атмосфере, так и в недрах, есть звезда со своими сложными внутренними процессами, есть даже жизнь. Т.е. порядка явно прибавилось, при том, что и энтропия тоже возросла. Как же это так получается, а?

А объясняется это очень просто: "энтропия" и "хаос" - это НЕ одно и то же!

[shuricos]

Почему на одном графике мы сравниваем объекты, временные (да и пространственные) масштабы устойчивости которых различаются на много порядков? Только потому, что они все относительно устойчивы при сравнении с продолжительностью жизни человека?

Продолжением этой шкалы, видимо, должна быть шкала Кардашёва с вырождением графика в y = arctg(x):

[Скеп-тик]

То есть вы хотите сказать что сложные структуры, однажды созданные, остаются таковыми навсегда?

Нет. Наоборот, структуры поддерживаются, только когда через них идет поток энергии определенной плотности. Выше - деструкция. Ниже - смерть.
Барны и войды - труп горячей Вселенной, постепенно разъедаемый гравитацией. Звезды еще живут, но трупы атомной физики - БК, нейтронные звезды, ЧД - уже имеются. Биологическая жизнь, использующая ничтожный уровень разности энергий в эВ и доли эВ еще теплиться. Но наступит ночь, когда самым теплым останется реликтовое излучение.  И тогда химия создаст бессмертные памятники невероятных веществ и полимеров из миллиардов атомов. И это будет уже навсегда. До Большого разрыва, разумеется.
                                                                                                       

Дальнейшее формирование планетезималей  и планет, увеличение угловой скорости вращения диска, "поджиг" звезды - всё это происходит под действием внутренних сил системы, в т.ч. гравитации. Планеты не "конденсируются" из остывающего облака, как капли из водяного пара, а формируются путём гравитационного притягивания одних частиц к другим, более крупным.
                                                ..................
Т.е., в Вашем представлении, протопланетный диск - это квинтэссенция энтропии, это сам хаос в своей почти полной первозданной чистоте.    ....................
Все дальнейшие процессы в этом облаке происходят путём повышения энтропии этой системы. Думаю, с этим Вы не будете спорить.

Газопылевое облако только тем и занимается всю жизнь, что сбрасывает кинетическую энергию с помощью электромагнитных волн. Энергия в протопланетном диске излучается, энтропия растет. И как только планеты образовались, сброс энергии падает, возникает очень медленно эволюционирующая структура (солнечная система), которая хранит энергию и энтропию как зеницу ока. Но приливы, понимаете-ли, всю равно грызут её. Пусть за триллион лет, но второй закон победит всех.

[pppppppo_98]

Что? И все согласны с мракобесием утверждением в посте выше?
"До чего дошел прогресс!" (с)
 
Александр, но если бы энтропия была бы фигурой речи, то есть философской фикцией типа "добро" или "зло", некой мнимостью в наших мозгах, то как объяснить закон ВОЗРАСТАНИЯ (неубывания) энтропии, то есть второе начало термодинамики,  которому "ВЫНУЖДЕНЫ" подчиняться даже черные дыры?
 

А образование планет из протопланетного диска? Никакой внешней энергии к системе не прилагалось. Действовали только внутренние силы системы - гравитация. Ни внутренняя энергия системы, ни энтропия не меняются, а упорядоченность возникает.

То есть, вы УТВЕРЖДАЕТЕ, что порядок может возникать без приумножения хаоса где либо (в нашей вселенной, то есть замкнутой вселенной)?
Должен сказать ОЧЕНЬ смелое заявление!
 

Вот Вы опять путаете понятия!
Энтропия - вполне конкретное физическое понятие.
А вот "негэнтропия", "порядок", "хаос"  - понятия философские, не физические, неизмеримые, применение физических законов к ним - произвол, допустимый на стадии гипотезы, но не доказанного и общепринятого факта.

Ерунда...Возьмите кристалл и раствор из которого его растят...Кристал явно упорядоченнее нежели раствор...кончно процесс кристаллизации явно неравновесный и идет за счет накачки своюной энергией извне с общем ростом энтропии, но тем не менее если изолированно рассматривать кристалл, то его температура явно упала...Это и есть упорядочивание....Отделтная аесня ряд рпытов проведенных с 2010 японскими группами, которые экспериментально подствердили связь энтропии и информации в опытах с наносистемами

Во второй части этого Вашего сообщения Вы вновь говорите о порядке и хаосе как о физических величинах, будто бы это что-то определённое и измеримое и, более того, подчиняющееся неким законам сохранения порядка во Вселенной (мол, нельзя увеличить порядок в одном месте, не создав хаос в другом). А всё потому, что смешиваете физическое понятие "энтропия" и философское "хаос". И не надо прикрываться кибернетикой - там понятие "энтропия" совсем не то же самое, что в физике.

[alex_semenov]

Нет. Наоборот, структуры поддерживаются, только когда через них идет поток энергии определенной плотности. Выше - деструкция. Ниже - смерть.

Объясните  чем  ДЕСТРУКЦИЯ отличается от СМЕРТИ?

Вот нам отправная точка. Обычная ситуация с которой никто не будет спорить.

Здесь тоже ситуация обычна только при рассмотрении ее в привычных нам масштабах времени, опять же разных для различных процессов. А если это произошло с башней за минуту или миллиард лет? Это чудом не будет?

Будет. Но что вы ЭТИМ хотите сказать? Я приводил деструкцию башни и ее самосборку как пример АСИММЕТРИИ , то есть  ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ стрелы времени. Вы, надеюсь не станете спорить с  ОБЪЕКТИВНОСТЬЮ движения процессов в замкнутой системе от порядка (если таковой был) к хаосу (именно так и именно в этих терминах)? Это, надеюсь, не мнимость, фикция ума?
А то есть мыслители которые и время воспринимают как мнимость (впрочем есть и такие, которые и реальность воспринимают как мнимость, и надо признать, аргументация у них интересная!)
Я не понимаю причем тут «мерило всех вещей»? В упор! У чейсона в параметре есть ЧЕТКАЯ мера – секунда.  Там все предельно четко эрг, грамм, секунда.  Причем тут  чья-то субъективность?

(слон) << (мышь)
(snapdragon) << (athlon xp) == (паяльник)
(cray-1) == (bluegene), примерно.
Видите? Критерий Чейсона не просто даёт погрешность, он приводит к критически ошибочным оценкам в тех случаях, когда мы не учитываем, какую полезную негэнтропийную или информационную работу выполняет прокачиваемая через систему энергия.

Мне кажется вы все тут пытаетесь мерить  миллиметры  локтями.
Я полагаю Чейсон не ставил задачу РАНЖИРОВАТЬ, строго упорядочить, любой организованный объект относительно любого другого организованного объекта. Это – слишком.
Его подход ГРУБ. И причина этой грубости уже названа. Мы не можем отделить  этергию идущую на поддержание организации от прочей.  Поэтому в мере Чейсона мышь примерно равна по организации и слону.  Паяльник я не беру в расчет  (кстати спекуляция брать в расчет ТРД или компьютер, как это выше я делал, каюсь) ибо эти объекты не воспроизводят сами себя. Они есть часть системы но не система в целом. Хотя тут конечно можно спорить и спорить. Является ли  слон или мышь  системой или это подсистема биосферы? Тут все зыбко и мы вязнем… согласен.
Однако. Мышь, слон  и т.д. – млекопитающие, теплокровные. Чейсон выделяет отдельно птиц, но я бы не рискнул. Более того я бы не рискнул даже выделять  теплокровных от хладнокровных на его шкале. Скажем крокодилов.
То есть я признаю вот эту шкалу:

Но мне все более мелкие кажутся . . . сомнительными.

Почему?
Вот почему

Разумеется  тут можно оспаривать «длину шага» (эта модель по-сути позволяет фрактальное истолкование и один шаг можно при «изменении масштаба» рассматривать как многоступенчатый субароморфоз). Но вообще говоря «и так ясон» что слон и мышь – это по-сути идиоадоптация аромарфоза «млекопитающие».  А вообще говоря и крокодина и человека можно рассматривать как идиоадоптацию позвоночных.
Чем мельче мы берем масштаб, тем больше ошибка  подхода  Чейсона.  Но в крупных масштабах (на масштабе всех мыслимых  организованных объектов вселенной)  его шакала  должна быть очень близка к объективности.

Еще. Тут говорили о молнии.  Мол, она выбивается...  Гм... а если подумать? (я вчера вечером так над этим задумался, что закрывая дверь в кабинете, поставил на пожарный гидранд судочек с блинчиками не съеденными в столовой и ушел, вспомнив о них только пройдя уже порталы остановки )  Молния  вполне может оказаться СВЕРХорганизованным объектом. Почему нет? Вот тут то мы как раз ей  отказываем в праве именно потому что все меряем от человека!

[shuricos]

Газопылевое облако только тем и занимается всю жизнь, что сбрасывает кинетическую энергию с помощью электромагнитных волн. Энергия в протопланетном диске излучается, энтропия растет. И как только планеты образовались, сброс энергии падает, возникает очень медленно эволюционирующая структура (солнечная система), которая хранит энергию и энтропию как зеницу ока. Но приливы, понимаете-ли, всю равно грызут её. Пусть за триллион лет, но второй закон победит всех.

Планеты образовались из протопланетного облака потому, что этому облаку изначально был придан некоторый момент вращения.
В противном случае первичное вещество не испытывало бы центробежных сил и упало бы на Солнце (другая часть вещества протопланетного облака была бы выметена солнечным ветром в примерно том же, хотя и несколько меньшем, количестве, что и во вращающейся Солнечной системе, поэтому о ней я не говорю).

Т.е. да, для образования Солнечной системы, над нею была совершена работа (сообщено некоторое количество кинетической энергии). НО!
Если бы протопланетное облако получило вместо этого импульса вращения энергию в другом виде (тепловую, например), то имеющейся упорядоченной структуры Солнечная система не имела бы.

При этом количество излучения, испускаемого  в нынешнее время Солнечной системой (как с учётом излучения Солнца, так и без его учёта), никак не свидетельствует о мере упорядоченности планетной системы нашей звезды. Вы сами сказали, что хаотичный протопланетный диск больше излучал, чем нынешние упорядоченные планеты, астероиды и другие тела. И энтропии в нынешней Солнечной системе больше, чем в момент её зарождения. Так где же прямая связь между хаосом и энтропией?

[shuricos]

процесс кристаллизации явно неравновесный и идет за счет накачки своюной энергией извне с общем ростом энтропии, но тем не менее если изолированно рассматривать кристалл, то его температура явно упала

О том и речь.
Если и учитывать энергию, то не сиюсекундную, а энергию, затраченную и на создание объекта тоже.
См.пример с Солнечной системой: она имеет упорядоченную систему планет не потому, что Солнце излучает сколько-то энергии, а потому, что протопланетному диску был придан определённый импульс вращения.

Но даже если бы удалось отделить из общего излучения Солнечной системы только то тепловое излучение, которое образуется в ней из-за приливных сил и трения планет о чрезвычайно разреженное, но имеющее место быть межпланетное вещество, то всё равно это не свидетельствовало бы о степени сложности организации планетной системы, так как вся эта теплота могла бы порождаться только одной планетой, а не восемью планетами и тысячами других объектов.

[Скеп-тик]

Чтобы не усложнять терминами, такая модель, чтобы отличить деструкцию от смерти.
  В ущелье стоит деревянная плотина с водяным колесом. Это высшая, но более простая структура. Возле плотины живут термиты. Структура меньшего порядка (по потоку энергии), но более сложная. В пруду нормальный уровень воды, колесо вертится.  Термиты не могут съесть дерево, так как ходы заливает водой. Плотина живая.
  Выше прошел катастрофический ливень, вал воды скатывается вниз и сметает и плотину, и термитов. Это деструкция.
  Наступает засуха, пруд высыхает, колесо останавливается. Это смерть. Термиты могут съесть плотину, ничто не противодействует.
 То есть при деструкции структура в принципе не может существовать. После смерти структура может существовать, но не может противодействовать разрушению потоком энергии низшего порядка.

[Инопланетянин]

На самом деле здесь зарыт более интересный вопрос.

Вот у нас есть три структурно идентичных компьютера и один паяльник на 100 Ватт (весом с компьютер). Первый компьютер спит большую часть времени, изредка выполняя какие-то действия на минимальной частоте, например поддержание системы жизнеобеспечения МКС, его потребление 10 Вт. Второй и третий работают на полной мощности 100 Вт. При этом во втором загружена программа "бесконечный цикл - no-operation", а третий отрабатывает сложные алгоритмы моделирования.

Какова мера сложности этих систем?

Если добавить к этому пример полуразрушенной башни, то становится понятно, что любые операции на компьютере, а также полное отсутствие оных не имеет к теме ни малейшего отношения. В счёт идёт только энергия на поддержание существования компьютера. А энергия, которую он потребляет не помогает компьютеру просуществовать подольше. Наоборот - процессор сгорает, диски крутятся и изнашиваются всё остальное тоже только деградирует. А ремонт компьютера - это именно то, что нам нужно.
Кстати, неплохой критерий для отделения машин от живых существ - энергия живого существа тратится на его собственное поддержание и размножение или на поддержание и размножение его стаи (улья, страны и т.д.), а энергия машины тратится на что угодно кроме как на поддержание существования машины.

[shuricos]

Вы, надеюсь не станете спорить с  ОБЪЕКТИВНОСТЬЮ движения процессов в замкнутой системе от порядка (если таковой был) к хаосу (именно так и именно в этих терминах)? Это, надеюсь, не мнимость, фикция ума?

Возьмём большой термос, исключающий возможность проникновения энергии и вещества снаружи внутрь и изнутри наружу. Т.е. содержимое контейнера - вполне замкнутая система, на которую даже посторонняя гравитация не действует.
В термосе хаотически распределены атомы разных элементов - водород, гелий, кислород, углерод, металлы.
Можно было бы начать с "супа" из кварков, что сделало бы рассказ более полным, но и более длинным, поэтому я начну сразу с атомов.

Что произойдёт в этой системе далее?
Правильно, вещество начнёт реагировать, создавать молекулы: воду, разные окислы и прочее. Т.е. вещество системы будет принимать более упорядоченный вид. И, разумеется, процесс будет сопровождаться повышением энтропии.

Далее более тяжёлые атомы и молекулы будут постепенно концентрироваться ближе к центру тяжести первоначального "облака", а более лёгкие элементы и соединения будут вытесняться к его краям. Т.е. структура облака начнёт принимать более упорядоченный вид. А энтропия при это что сделает? Возрастёт. Опять мы видим, что рост энтропии в системе не сопровождается ростом хаоса, а даже напротив - система упорядочивается.

Если масса первоначального облака (и размер нашего "термоса", разумеется) достаточно велики, то в определённый момент времени в центре масс "облака" создастся такое высокое давление и такая высокая температура, что там начнётся термоядерная реакция. Т.е. система примет ещё более сложный вид, а её энтропия вновь... возрастёт.

Если центр масс облака находился не в геометрическом его центре (что статистически более вероятно, чем полное совпадение этих двух точек), то вещество "облака" начнёт постепенно вращаться. Вещество, не находящееся в плоскости эклиптики, будет падать к ядру системы, а часть вещества, находящегося в плоскости эклиптики, будет выноситься дальше от ядра, т.е. бесформенное облако, превратившись сначала в шар, затем превратится в диск, потом в несколько концентрических колец, а затем - в планетную систему. Снова мы видим повышение упорядоченности в системе, сопровождающееся ростом энтропии.

Конечно, за счет того, что излучение, испускаемое такой системой, полностью возвращается нашим идеальным термосом, в такой системе было бы жарче, чем в современной нам солнечной системе. Но при достаточном размере термоса эта система просто адиабитически раширялась бы, что не помешало бы ей быть упорядоченной. И такое расширение продолжалось бы до тех пор, пока солнце выделяло бы энергию, перерабатывая одни вещества в другие, а другие - в третьи.

В конце концов, когда термоядерные реакции прекратятся, тогда звезда перестанет вырабатывать новую тепловую энергию, а станет излучать только накопленное тепло. Это излучение будет сообщать окружающему веществу кинетическую энергию, не позволяя веществу обрушиться на ядро системы (на остаток от звезды).

Постепенно ядро израсходует и накопленную тепловую энергию, перестанет излучать тепло, окружающее вещество перестанет получать кинетическую центробежную энергию, и тогда сила гравитации возобладает, вещество начнёт обрушиваться к ядру системы, снова разогревая его, вызывая новые вспышки и новый, но уже меньший разброс вещества. Так остаток звезды будет вспыхивать и снова гаснуть, а остаток от облака будет то расширяться, что сжиматься. Так будет происходить до тех пор, пока система не достигнет равновесия. Но даже и в этом случае она будет значительно сложнее и более упорядочена, чем первоначальное "месиво" из хаотически мечущихся внутри "мегатермоса" частиц.

Самое интересное случится, если масса вещества будет такой большой, что вместо звезды образуется чёрная дыра: объект настолько массивный, что никакое излечение его не может покинуть. Тогда в системе будет нарушен второй закон термодинамики: менее тёплые и даже холодные объекты (планеты, например) будут излучать ИК-излучение, часть которого, попавшая на чёрную дыру, будет ею поглощаться, т.е. будет происходить самопроизвольный перенос тепла от менее тёплого тела к более тёплому. Вот тут-то начнётся самое интересное.

[a.ryabov]

Попробую сформулировать конечный вывод.
Любая ограниченная конечными размерами материальная структура имеет разумное происхождение.

[shuricos]

Попробую сформулировать конечный вывод.
Любая ограниченная конечными размерами материальная структура имеет разумное происхождение.

Не, уважаемый тёзка Александр Семёнов намекает, что если мы хотим стать резко в 10 раз более организованным обществом, то достаточно вырезать 90% населения, сохранив уровень потребления энергии.

[alex_semenov]

Я думаю спор о EROEI энергетике и уровне развития цивилизации (как формы организованной материи и термодинамической системы) лучше развернуть здесь.
Поэтому переношу свой пост отсюда сюда. Там тема всегда скатывается к частностям.

* * *

Самый мой главный тезис. Если EROEI больше 1, то генерирующие мощности можно наращивать сколько угодно. С этим вы согласны или нет?

НЕТ!
Сложный, развитый мир (организованная материя) возможен лишь благодаря ДОНОРАМ. Очень мощным энергетическим донорам.
Прогресс, наука не дала нам силу.
Она дала нам способ ПРИПАСТЬ к источнику силы, запасенному в недрах Земли.
Празник "семеро с ложкой" (развитая современная цивилизаация) возможен лишь потому что есть один с сошкой на семеро с ложкой! Чудо-энергетика с высоким EROEI. Упрощенно:



Пока вы на "полке", вы можете поддерживать массу акцепторов. Восхождение цивилизации было движение снизу справа вверх влево.
Чем это обеспечено? Источником шары. Прежде всего энергетическим источником.
Но если вы скатились с "обрыва",  ваша цивилизация просто ВЫНУЖДЕНА упрощаться до чистенькой но бедненькой "идиллии" на картинах голандцев что я глумливо привел выше.
То есть тупо в средневековье.
И иного не будет.
Смотрите просто на форму кривой. При EROEI менее 10 у вас уже возможно соскальзывание из сытого сегодня, ну а при EROEI базовой энергетики ниже 5 - крах всей богатой инфраструктуры НЕИЗБЕЖЕН.
Всё богатство современной цивилизации КУПЛЕНО именно негэнтропией в недрах планеты.
Ни  Древний Рим ни  Тысячелетний Китай никогда не могли позволить себе нечто, что позволяем себе мы (развитые индустриальные страны).  Рим смог провести водопровод (но не в каждый дом!) и канализацию (общественные туалеты!) и как верх - общественные бани при инсулых без лифтов. Это максимум что они могли сделать на возобновляемых ресурсах и при хорошей организации. Что бы подняться выше вам нужен источник этого подъема. Донор на плечах которого вы подадите тепло, свет и горячую воду в каждую "инсулу" и отведете фикалии из персональных туалетов (я думаю это высшее достижение нашей цивилизации. Остальное - фигня).  Источник энергии с высоким ЕROEI, который будет донором для всего этого великолепия.
При этом заметьте.
Ископаемое топливо - не единственный донор,  источник ограбления,  негэнтропии (порядка запасенного во вне и используемого нашей цивилизацией как геретертрофной формой жизни. Потребляют  извне негэнтропию ведь все! И источники энергии тоже, но просто с очень высокой отдачей, позволяя всем потреблять без отдачи). Есть еще полезные ископаемые. Это тоже источник шары. И этот источник так же беднеет как доступный уголь, нефть, газ. Компенсировать это обеднение (то есть сохранить уровень сложности цивилизации) можно только найдя БОЛЕЕ ДЕШЕВУЮ энергию. Раза в 2 минимум.
Ибо тот же рициклинг, если мы на него в будущем перейдем, это значит что на единицу оборачиваемого в техносфере ресурса, надо тратить примерно в два раза больше энергии чем в нынешней мусорно-разбазаривающей экономике.
Одна надежда тут в том, что современная экономика почти всё богатство сложности (я полагая 2/3) тратит на ненужное для сохранения сложности.
Например частный транспорт. Частное жилье (субтаун). На сверхпотребление и социальную энтропию (львиная часть населения развитых стран занимаются имитацией полезного труда, один яму вырыл, другой зарыл, все получили зарплату. А больше всех тот, кто это все спланировал). Возможно избавившись от этого (что людям ну очень не понравится!) мы все же сможем свести концы с концами (то есть компенсировать обеднение ресурсов и перейдя к рициклингу хотя бы на 2/3). Но ТОЛЬКО при условии что мы хотя бы сохраним стоимость (EROEI) базовой энергетики цивилизации на том уровне что есть сейчас, а вообще желательно бы сделать ее в разы дешевле. Есть подозрение что скажем, колония на Титане потребует в  10 большее EROEI чем базовая на Земле (там надо воспроизвести не только техносферу но и биосферу!). Если бы мы нашли новый источник энергетической "шары" (это несомненно атомная энергия, других просто нет!), тогда бы мы вышли из колыбели бы.  Тогда мы сможем содержать био-техносферу в космосе. И НИ ПРИ КАКИХ ИНЫХ УСЛОВИЯХ это невозможно.
Ветер и солнце ничего подобного обеспечить не смогут никогда.
Они уже обеспечивали аграрную цивилизацию (например Востока и Китая в высоком средневековье). И то что достигнуто тогда - это ПРЕДЕЛ возможный при таком низком EROEI.
Люди проповедующие  то что вы проповедуете - либо мерзавцы, либо дураки (надеюсь вы - последнее ибо это исправить еще можно. Я сам - дурак).
Переход на "зеленую" энергетику это убийство цивилизации.
США навязыывает это тупорылым европейцам, потому что просто хочет убить европейскую экономику.
Доказательство?
Где наиболее развитое промышленное производство в Европе?
Германия.
Где "зеленая плесень" устроила самый разгул и шабаш своего бесовства?
В Германии.
Вопросы?
 

Я вам приведу пример из биологии.
Почему прокариты так и не смогли достигнуть той сложности (многоклеточность!) за несколько миллиардов лет существования на Земле, что в мгновение ока достигли эвкариоты (хотя все эти строматолиты, все эти сообщества бактерий были чудовищно сложными)?
Все просто. Дыхание. Кислородное дыхание*. Клеточное дыхание НА ПОРЯДОК больше производит АТФ за один оборот химического цикла, чем любой процесс используемый прокариотами. Это по-сути аналог высокого EROEI,  "шары", которой и покупаются все остальные "нищаки", чудеса роста и разнообразия сложности организованной материи эукориатической  жизни.

Поправка.
* Кислородный фотосинтез и дыхание. Производство 38 молекуд АТФ за оборот вместо 2 моелку у сероводородного цикла. То есть EROEI биологии возрасло по-сути в 14 раз! И этим оплачен праздник разнообразия взрыва жизни на планете.
Чем сложней организация организованной материи, тем больший поток энергии через эту материю должен протекать.



Любая форма организации материи ЧИСТО ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ  это по-сути тепловой насос, создающий в локальной области некое "охлаждение", за счет разности температур вокруг. И чем большее "охлаждение" (сложность организации) вы локально создаете, тем больший поток энергии надо прокачать через этот "насос". В этом суть всех этих графиков от Эрика Чейсона.
Не важно что это за организация. Биосфера, техносфета... Разницы НЕТ.

[alex_semenov]

Александр, ну и где я тут ошибаюсь? Вы можете показать? Элементарные же рассуждения. Что не так то?

Ну, одна из Ваших ошибок очевидна. Вы полагаете условия идеально стабильными, а это не так.

Рассмотрим простой пример. Пусть есть местность, где средний на большом промежутке времени САМ пшеницы 1.5. Казалось бы как-то жить можно. Но вот проблема. Этот САМ нестабилен и сильно флуктуирует. Одно десятилетие он может быть 0.8, а другое 2. Будет ли возможно сельское хозяйство в такой местности? Очевидно нет. Так как наступление очередного плохого периода крестьянин просто не переживёт и, соответственно, ему будет абсолютно всё равно, что средний САМ за несколько столетий тут больше 1.

С EROEI - тоже самое. Истинный EROEI (включающий неотделимые социальные издержки) - это не константа даже для строго заданной технологии производства энергии. Он зависит от социально-экономического состояния общества. Скажем пошли общественные беспорядки, выросли затраты на ремонт инфраструктуры из-за воровства оборудования и увеличения затрат на охрану -  EROEI упал. Началась эпидемия, появились дополнительные затраты на противоэпидемические мероприятия  -  EROEI упал. И т.д. Соответственно чтобы общество не развалилось нужно не просто чтобы истинный  EROEI был в среднем выше 1. Нужно ещё чтобы при он был достаточно выше единицы, чтобы при социальных кризисах (которые неизбежно будут) его запас был достаточно большим, чтобы рост затрат ресурсов на преодоление кризиса не уводил даже кратковременно его в область ниже 1. Судя по всему при EROEI < 2-3 стабильное существование сложного общества (даже аграрного) на исторически большом промежутке времени становится невозможным, попросту ему будет не хватать запаса прочности на преодоление даже достаточно рядовых кризисов. 

При этом нужно учитывать ещё одну вещь. Чем сложнее общество - тем сильнее становится обратная связь в петле обратной связи социальная дезорганизация - рост издержек - рост социальной дезорганизации. Соответственно, чем сложнее общество - тем больший запас прочности по EROEI  ему нужен для противодействия флуктуациям, связанным с различными социальными кризисами, так как уязвимость общества при росте сложности к подобным кризисам увеличивается.

Общество со слишком низким EROEI, особенно очень сложное, будет иметь недостаток свободных ресурсов для преодоления даже незначительного кризиса. Попросту все ресурсы будут поглощаться задачами текущего воспроизводства и что-то высвободить для решения проблемы будет невозможно. Такое общество будет легко рушиться от самых незначительных проблем. Тут годится аналогия с самолётом, который не может лететь медленнее некоторой скорости, иначе потеряет устойчивость и свалится в штопор. Также и цивилизация при EROEI ниже некоторого предела теряет способность адекватно реагировать на вызовы и неизбежно рушится.

P.S. Статья Дж. Тайнтера приблизительно об этом же https://works.bepress.com/joseph_tainter/298/

Вот и мой любимый Таинтер появился... Хороший знак...



Только вот как получить доступ к стье? Гм...

Да. Алекс нащупал хороший подход. Действительно смотрите на тот же график.



Что такое "полка" ближе к  левой стороне графика (он вывернут по идее полка должна быть справа) и что такое "обрыв"?
"Полка" место где  заметное колебание-изменение EROEI  не сильно сказываться на долю, затрачиваемую на добычу энергии (заметное изменение по оси Х не сильно сказвается на изменение Y). Скажем EROEI базовой энергетики упала с 40 до 30. Это не сильно скажется на ОБЩУЮ долю затрат на энергетику.
Ну как изменение некой статьи бюджета с 3% на 5% не сильно скажется вообще на национальном бюджете.
Другое дело "обрыв". Поэтому это и обрыв.
Даже небольшое изменение-колебание по оси Х приводит к заметным (сильным) изменениям по оси Y.
Всем ясно?
Тут на "обрыве", где EROEI   составляет 10-1, изменение EROEI скажем с 4 до 3, резко скажется на бюджете всей цивилизации. То есть вам придется заметную часть общего бюджета УВЕЛИЧИВАТЬ на траты на воспроизводство энергии.  То есть затягивать пояса в других местах.
Это и есть та самая неустойчивость  о которой очень правильно говорит Алекс!
Почему EROEI энергетики вообще может "плавать"?
Потому что энергетика не сама по себе. Она часть экономики. Часть воспроизводственного контура. Часть замкнутой Системы. На цену энергии влияют не только "внешние факторы" (сложность добыть ископаемый ресурс, например) но и "внутренне" (всякие статьи затрат на производство из добытого уже ресурса энергии). И разные  внутренние (никак не связанные с этим внешним ресурсом) СЛОЖНОСТИ в экономике могут сказаться на EROEI энергетики даже если уголь или газ не подорожал сам по себе (далеко за примерами ходить не надо).
Улавливаете?
Та же революция, война, стихийное бедствие, исчерпание некого вспомогательного ресурса - все может колебать EROEI энергетики.
Техносфера (экономика) это ведь "матрица" где все зависит от всего.
И любые колебания с чем-то в системе тут же сказываются затухающими но волнами (экономическим мультипликатором) на всей системе и на любом ресурсе.
Пока у вас есть   мощный донор-энергетика, вы можете компенсировать в обществе подобные отклонения-колебания, так как энергия - ключевой ресурс-стабилизатор системы. В том числе вы можете позволить в такой системе ЭКСПЕРИМЕНТЫ по нащупыванию новых направлений развития самой системы. Ее роста и перестройки (усложнения). Развития.
Улавливаете?
То есть высокие EROEI покупает системе свободу развития ПРЕЖДЕ ВСЕГО.
Тут самое время вспомнить закон иерархических компенсаций Седова.  Он тут обязательно как-то работает! Он ведь о том же!
(о нем - ниже).

Средневековое общество с ее цеховым укладом просто не могло себе позволить экспериментировать с технологиями. Позволить инновации. Тупо потому что это моментально вело к разбалансу всей системы. Поэтому инновации там не только не приветствовались, но даже подавлялись. А ссудный процент был запрещен на уровне религиозных догматов.
Когда Запад смог  себе позволить роскошь иннавационно расти на 3% (условно) в год (частное присвоение ссудного прцента)?
Это  уже конец 16-го века (когда отгремели религиозные войны и появились государства, "чья земля того и религия!"). Когда Европа уже ПЛОТНО присосалась к внешнему источнику шары. Эпоха великих географических открытий ПЕРЕД ЭТИМ дала такой источник. Европа (сначала Испания) по-сути ГРАБИТ всю остальную планету на "аграрные" ресурсы. Жирует на них (хотя есть и перегибы, поначалу наплыв золота из Нового Света тупо обрушивает экономику средневековой Европы и по-сути убивает Испанскую империю).
И именно эта колониальная политика позволяет запустить процесс капитализма и инноваций впервые. Начать НТР-переход. Но уже к 18 веку та же Англия (самая первая технозона) оказывается в новом чудовищном кризисе перехода от ограбления колоний к ограблению недр планеты (Анекдот:"Они говорят мы украли миллиарды у народа? Бог мой! Где вы видели такие деньги у народа?")
Вообще все началось чуть раньше.
Еще во времена владычества Испании англичане нашли уникальный выход из ресурсной проблемы металлургии. Тогда Англия стремилась  стать и стала мастерской мира. Колонии требовали увеличение производства металла и именно Англия взялась за это "грязное дело". Но древесина для такого количества металла быстро кончилась. Тут то металлурги Англии перешли на каменный уголь и кокс. Это и обеспечило Англии  по-сути перехват испанских колониальных владений. Англия плотно подсела на свои залежи угля (нашла способ припасть к новой теперь индустриальной и более богатой шаре чем сами колонии). Однако уже в 18 веке уголь у поверхности стал заканчиваться. Откачка воды с помощью животных, ветра, падающей воды уже не справлялась с задачей. Паровой насос (и паровую машину) изобрели не из страсти к прекрасному и прогрессу, а от безнадеги. От добра добра не ищут. Сам уголь заставили добывать уголь. Иначе бы процесс роста (в который Англия уже ввязалась) остановился бы на взлете. Да и вообще Лондон бы замерз. Там же (в горном деле) появились и первые паровозы (уголь добывал уголь).
При этом заметьте. EROEI английской угольной энергетики все время падал (по мере того как добывать его приходилось с все большей и большей глубины). Но так как этот EROIE был очень высок изначально (шара!), то вы могли компенсировать это падение совершенствованием технологии использования этого угля. Если бы современные тепловые машины (с их КПД до 30-40%) перевести на тот приповерхностный, первоначально богатый уголь EROEI было бы чудовищным, скажем 1000. Но даже  10-30 - это уже много. То же касается и нефти и газа.
Первые машины были примитивны имели чудовищно низкий кпд (1-2%) и в основном РАЗБАЗАРИВАЛИ шаровую негэнтропию. Но энергетическая шара была настолько велика, что "сползание" EROEI со скажем с условных 50 до 40 (на той самой "полке") цивилизация успевала компенсировать развитием технологий (повышением совершенства машин их КПД).
Легко компенсировались колебания не на 2 единицы EROEI, а на 10!!!
Улавливаете смысл "полки"?

То есть, если считать энергетику нижним уровнем иерархии, а экономику, для которой та (энергетика) является ДОНОРОМ как верхний уровень иерархии, то все получается строго по закону иерархических компенсаций  Седова.

В формулировке, данной А.П.Назаретяном: в сложной иерархически организованной системе рост разнообразия на верхнем уровне системы обеспечивается ограничением разнообразия на предыдущих уровнях, и наоборот, рост разнообразия на нижнем уровне разрушает верхний уровень организации (т.е. система как таковая гибнет).

Тут некоторая сложность связать "ограничение разнообразия"  и высокий/низкий EROEI энергетики.
На первый взгляд, если у энергетики EROEI высокий, то она как бы наоборот "свободней"!
Верно?
И выше я показал что она легче может "отзываться" на зарытые колебания, будет устойчивей если EROEI будет выше. То есть, чем выше EROEI, тем устойчивей энергетика. Это интуитивно же очевидно! Так получается все наоборот!
Как только в Англии нашли энергетику (уголь) с высоким EROEI,  то есть нашлась дополнительная дополнительное разнообразие, так и...
Но это неверно.
Отзывается инновациями не энергетика. Отзывается Система. По-сути ее верхние уровни иерархии.
Мы говорим о системе.
Энергетика - часть системы. Любой элемент системы, если он святителя для системы ДОНОРОМ, он как бы "ограничен" системой. То есть в принципе он бы мог давать и поменьше  для системы ("сачковать"). От системы он получает меньше чем отдает, система его по-сути "доит" по полной и перераспределяет его вклад в систему для других  элементов системы, где вклад не столь хорош или вообще отрицательный (акцепторы системы, по-своему "паразиты").
Поэтому свобода-несвобора - это одно и то же в зависимости от ВГЛЯДА на "субъекта" свободы-несвободы.
Тут, наверное, самое время вспомнить Маркса, его прибавочную стоимость и эксплуатацию (якобы) труда пролетариата.
Помните?
Если СИСТЕМА получает от своего ресурса 20-30 КРАТНУЮ отдачу, значит она ее эксплуотируется по самое не могу. Заставляет пахать 12 часов (например) вместо 8...
Верно?
То же и с нежевой материей. Машинами.
Вы не можете, скажем, использовать низкокачественную турбину или двигатель внутреннего сгорания, который бы разбазаривал 99% добытой энергии просто на то, что у него "высокая степень свободы" (то есть машина сделана  похабно, примитивно, технология дрянь, допуски  и посадки, вся конструкция - ни к черту!) Чем совершенней машина - тем менее РАЗННООБРАЗНЫ решения в ней (больше требований и регламентов к ней). Она оптимизируется ПОД ЗАДАЧУ под свою роль в Системе. То есть на этом уровне иерархии системы разнообразие на нижнем уровне УМЕНЬШАЕТСЯ.
Все верно.
И этим покупается "свобода" на верхнем уровне.

Но это - внутрисистемные "разборки".
Мы же говорим о системе в целом, погруженную в свою среду обитания.
Может ли некая сложная система стать еще сложней, используя старые источники негэнтропии?
Я утверждаю (это не оспаривается, это - факт) что взлет нашей цивилизации обеспечен запасом негэнтропии в недрах Земли.
Наука сама по себе нам шару не дала.
Была шара ЗАНАНЕЕ запасенная. Наука дала нам инструмент этой шарой воспользоваться.
Вскрыть, так сказать, сокровищницу.
Только и всего!
Воспользоваться для роста индустриальной цивилизации этаким "яйцом-зародышем", "плодом" который ждал, когда проклюнется зерно и потребует для своего роста эту питательную среду.
И на ней взрощено все то изобилие что мы сейчас имеем.

Я понимаю логкику не совсем чекнутых "зеленых" (тех кто еще способен думать).
Развивая аналогию яйца получается же вот что.
Организм, однажды вырастит и попадет в куда менее организованную (бедную) среду. Но он будет готов в ней свести баланс системы (питаться, жить, производить потомство. Даже сделать запас для роста своего потомства в виде нового яйца). Запас негэнтропии был для РОСТА. Это - очевидно. Но когда система выросла, то может быть можно перейти и на менее организованную среду питания?
То есть, может действительно "зеленая энергетика" (с EROEI <10) сможет (пусть не сейчас, но однажды) поддерживать пусть очень стационарную (предельно тоталитарную) но все же высокоразвитую цивилизацию с компьютерами и ракетами, скажем когда НТР переход, выйдет (через 300 лет еще развития) на некую полку близкую к K=1?



Честно?
Я не знаю ответа пока. Давайте думать вместе.
Я думаю истина куда интересней чем любая из крайних точек зрения за которые мы тут стоим.

[-Asket-]

Вот еще один софизм в духе рассуждений PathFinder: https://mirvn.livejournal.com/28956.html