Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[николай теллалов]

Для меня Рим - это государство со столицей в Риме, языческой римской религией, основу которого составляли италики /потомки латинов, сабинов, этрусков и проч./.

т.е. Римская республика в основном, так как этнический состав Империи ("граждане Рима") уже был гораздо пестрее, а при Константине (Рим опять таки столица) - християнство

Обойдёмся без личных нападок, ОК?

бросьте передергивать - и будет ОК
и тут не личная нападка, а недовольство вашей манерой спорить

закончилось пространство для роста

это несерьезно
перенаселения не было

И то, и то сразу. Православие очень консервативно

радикализм и консерватизм считаются противоположными понятиями

был Коринф

известна Афинская демократия, но не Коринфская

я просто о другом, про свою идею ГАЭС с ветронасосами на гребне.

это не комментирую, сама идея не так уж и плоха

придётся вам перебираться поближе к Дунаю и морскому побережью.

там не самые плодородные места
да и сам совет больше похож на шутку (оцениваю шутки положительно)

[николай теллалов]

Кто 1985 году, да даже в 1988, мог сказать, что в 1991 СССР не станет.

Александр Зиновьев например - еще в 1970-ых - допускал вариант распада до конца ХХ века;
сами авторы Перестройки (Андропов) ее начали как предотвращение распада, но сорвалось

назвать современные Германию и Россию римскими империями никому в голову не пришло

они сами себя так называли уже, причем официально (забыли? "Москва - Третий Рим, а четвертому не бывать")

[mbrane]

Очень сильно замедляющееся, собственно крупных научных достижений масштаба создания классической электродинамики или квантовой теории в 21-м веке нет вообще. Крупных технических прорывов вроде создания двигателя внутреннего сгорания или транзистора в общем тоже. По сути большого прогресса в материаловедение, химии, энергетике и, как ни странно, даже электронике (современные микросхемы по сути те же КМОП транзисторы, что и пару десятилетий назад, несколько модифицированные, но физический принцип остался тем же) сейчас нет и не предвидеться. Кое-что действительно новое даёт только разве что биология. Так что нет, вот тут как раз застой и исчерпание возможностей для дальнейшего развития на лицо.

Отчасти не согласен... Уже видно начаинается гоека в квантовой информатике ... ясен пень с точки зрения теорий это всего лищь продолжений квантовой теории... но смотрю уже начинают адекватится (от нереализуемых алгоритмов шора) и есть уклон в сторону квантовой химии и прочих квантовых симуляций...ясен пень что пока речь идет о 2- 3- ну отсилы 4- атомных молекулах...не бог весть что, но вот если удастся тезнически реализовать корректирующие коды, авось удастся  реализовать многокубитные вычисления... подчеркну огромное если... но это как раз будет тезнический прорыв - потому шо никаими теориями,  не посчитать даже спектр газообразной воды- а тут появляется средство для быстрой симуляции

это несерьезно
перенаселения не было

нет испанского серебра - нет центрлизованного войска... нет централизованного войска - нету власти...империя спонтанно делится на провинции , в каждой из которой свой бугор - зачстую из наседаюющих варваров- германцев - рим далеко  - а свой феод который карает и жалует рядом

известна Афинская демократия, но не Коринфская

тем не менее куча и ученых и философов были не афинянами - откель только не было и из Италии, и из Малой Азии, и из Ионии, и Корнфа кстати тоже ...

[AlexAV]

есть уклон в сторону квантовой химии и прочих квантовых симуляций...ясен пень что пока речь идет о 2- 3- ну отсилы 4- атомных молекулах...не бог весть что, но вот если удастся тезнически реализовать корректирующие коды, авось удастся  реализовать многокубитные вычисления...

В пригодность цифровых квантовых компьютеров (с вентильной моделью вычислений), т.е подходов использующие алгоритм оценки фазы, да и, впрочем, вариационные на основе преобразований унитарных связанных кластеров (там те же яйца, вид с боку) - честно говоря не верю от слова совсем. Там главная беда в использование преобразования Троттера из-за которого, при необходимости обеспечивать химическую точность, требуемое количество квантовых вентилей становится совершенно невменяемым. Для атома йода (всего лишь одного атома) потребовалось бы что-то около 10 миллионов (если правильно помню). И это без коррекции ошибок. Использование симплексных кодов с алгоритмами коррекции ошибок должно увеличить это число ещё на 3-4 порядка. Картина тут выглядит какой-то совершенно невменяемой (особенно если сравнивать с тем, что на самом деле умеют все эти квантовые компьютеры от Google c IBM, где точность выполнения даже простого алгоритма из нескольких вентилей, вроде протокола квантовой телепортации, способна вызвать лишь слёзы).

Вот из адиабатических что-то может и получится (что-то типа D-Wave, но не совсем, D-Wave имеет гамильтониан типа решётки Изинга, а для такого гамильтониана доказано, что адиабатический квантовый компьютер его использующий может решать задачи только из класса StoqMA, а общая задача квантовой химии относится к QMA, при этом QMA шире StoqMA, универсальный адиабатический квантовый компьютер в гамильтониане должны содержать как члены вида \( \sigma_z\sigma_z \), так и \(  \sigma_x\sigma_x \) одновременно). Там сейчас доказаны теоремы, показывающие их универсальность, причём для гамильтонианов довольно простого вида и , что важно, даже на двумерной решётке элементов. Там с проблемой конвергенции бороться проще (из-за наличия энергетической щели между состоянием кодирующим решение задачи и прочими состояниями, служащими источниками ошибок) и вычисления не требуют процедуры троттаризации, ведущий к невменяемому усложнению квантовой вычислительной системы (правда есть другая проблема, для отображения гамильтониана молекулы на гамильтониан вычислительной системы используется теория возмущений, что вызывает необходимость вводить очень широкую дополнительную энергетическую щель, создающую существенную проблему точности).

P.S. Если универсальный квантовый компьютер, пригодный для решения сколько-нибудь сложных задач, действительно удастся создать - это действительно можно будет отнести к крупнейшим техническим достижением. Но пока это ещё не сделано. Недокомпьютер от D-Wave (используемая там архитектура в принципе не годится для решения общей квантовой задачи, для этих целей нужно, чтобы взаимодействие элементов адиабатического квантового компьютера описывалось гамильтонианом совсем иного вида, чем используется в D-Wave) и игрушки от IBM и Google не в счёт.

[AlexAV]

не посчитать даже спектр газообразной воды

Воды - можно. Там всего 8 валентных электронов. Даже если от приближения Борна-Оппенгеймера отказаться всё равно всего 11 квантовых частиц, которые имеет смысл явно в модели учитывать (электроны кора с достаточной точностью учитываются через псевдопотенциал). Такое сейчас считать умеют. А вот что-то сложнее, какой-нибудь комплекс переходного металла в водном растворе с гидратной оболочкой или даже небольшой пептид - там да, всё становится весьма печально.

[Lieut]

Воды - можно. Там всего 8 валентных электронов. Даже если от приближения Борна-Оппенгеймера отказаться всё равно всего 11 квантовых частиц, которые имеет смысл явно в модели учитывать (электроны кора с достаточной точностью учитываются через псевдопотенциал). Такое сейчас считать умеют. А вот что-то сложнее, какой-нибудь комплекс переходного металла в водном растворе с гидратной оболочкой или даже небольшой пептид - там да, всё становится весьма печально.

И что там печального?
Да, для переходных металлов приходиться вводить ядерный потенциал, ну так внутренние электроны все равно не берут участие в химических преобразованиях.

Все прекрасно моделируется. Да, я этим занимаюсь.

[AlexAV]

И что там печального?
Да, для переходных металлов приходиться вводить ядерный потенциал, ну так внутренние электроны все равно не берут участие в химических преобразованиях.

Всякие релятивистские эффекты нужно учитывать. Т.е. спин-орбитальное взаимодействие и т.д. Особенно если речь об элементах 6 и 7 периодов. Хотя я и не спорю, что для простых молекул вроде ThO в газовой фазе фазе и тут всё можно посчитать очень точно, методы есть.

А вот в растворах, когда у нас уже во  2-й координационной сфере сферах уже могут быть десятки молекул растворителя, а точность нужна такая, чтобы ошибка была много меньше масштаба энергии межмолекулярного взаимодействия - это уже становится проблемой. Для строгих методов никаких вычислительных мощностей не хватит, а приближённые, вроде DFT, необходимой точности не дают.

[Lieut]

И что там печального?
Да, для переходных металлов приходиться вводить ядерный потенциал, ну так внутренние электроны все равно не берут участие в химических преобразованиях.

Всякие релятивистские эффекты нужно учитывать. Т.е. спин-орбитальное взаимодействие и т.д. Особенно если речь об элементах 6 и 7 периодов. Хотя я и не спорю, что для простых молекул вроде ThO в газовой фазе фазе и тут всё можно посчитать очень точно, методы есть.

А вот в растворах, когда у нас уже во  2-й координационной сфере сферах уже могут быть десятки молекул растворителя, а точность нужна такая, чтобы ошибка была много меньше масштаба энергии межмолекулярного взаимодействия - это уже становится проблемой. Для строгих методов никаких вычислительных мощностей не хватит, а приближённые, вроде DFT, необходимой точности не дают.

Вот-вот, то для 4-d и f металлов начинается такой [----] как релятивистские эффекты. Для 3-d металлов их учитывать еще необязательно. Там главное проблемы с неспаренными электронами.
Но это все решаемо. Да, с помощью DFT.

[AlexAV]

Да, с помощью DFT.

DFT очень хорошо работает для металлов, удовлетворительно для ковалентных кристаллов, оксидов и ионных кристаллов и т.д. А вот там где нужно очень точно описывать межмолекулярное взаимодействие - почти не пригоден (молекулярные кристаллы, растворы), правильный результат там удаётся получить разве, что только случайно. Сейчас есть конечно некоторые обменное-кореляционные функционалы, для которых декларируется, что они вроде бы должны описывать межмолекулярные силы, но на практике работают они очень так себе.

[Lieut]

DFT очень хорошо работает для металлов, удовлетворительно для ковалентных кристаллов, оксидов и ионных кристаллов и т.д. А вот там где нужно очень точно описывать межмолекулярное взаимодействие - почти не пригоден (молекулярные кристаллы, растворы)

Не понял что вы хотели сказать.
Что значит растворы не может описать.

[AlexAV]

Что значит растворы не может описать.

Скажем рассчитать энтальпию растворения того или иного вещества в заданном растворителе (например нафталина в ацетоне). Если считать термодинамику раствора квантовой молекулярной динамикой с использованием DFT - получить значения хоть сколько нибудь-похожие на реальные практически невозможно, только если случайно попадёте.

[mbrane]

Всякие релятивистские эффекты нужно учитывать. Т.е. спин-орбитальное взаимодействие и т.д. Особенно если речь об элементах 6 и 7 периодов. Хотя я и не спорю, что для простых молекул вроде ThO в газовой фазе фазе и тут всё можно посчитать очень точно, методы есть.

да зачем так далеко... для обыкновенного железа (да вобщем все начиная с титана) уже 18 электронов...Это не считая лигандов

почти не пригоден (молекулярные кристаллы, растворы),

особенно когда растворы крепкие

[mbrane]

Что значит растворы не может описать.

опишите например термодинамически и предсказательно  известный эффект  усиления активности хлор-иона в крепком растворе хлориде кальция 100 г/л...Или плав FeClO (точнее поведение системы Fe +Cl+O вблизи точки насыщения при теммературах скажем 130-170 градусов) - очень интерсует крупность получающихся кристаллов гематита или к примеру образования термодинамически неравновесного ярозита 

[crazy_terraformer]

Правда стерлядь очень чувствительна к содержанию кислорода в воде, из рыб Центральной России одна из самых чувствительных. Т.е. потенциально проблема может быть в снижение концентрации кислорода в придонном слое (это бентосная рыба) из-за снижения скорости перемешивания воды и роста её эвтрофикация, что ведёт к росту первичной продуктивности и, соответственно, увеличению поступления органического вещества на дно водоёма, где его разложение снижает содержание кислорода. С этим, кстати, при желание можно бороться техническими средствами размещая станции искусственной аэрации, которое бы нагнетали воздух в глубинные слоя воды прудов и водохранилищ.

Биологически можно тоже бороться. Высаживать высшие водные растения, они лишний азот и фосфор вытягивают из воды. И скашивать и убирать часть их вегетативной массы. Она сгодится на корм скоту или на органическое удобрение( в компост или сразу запахивать в поля).

[дерево]

С этим, кстати, при желание можно бороться техническими средствами размещая станции искусственной аэрации, которое бы нагнетали воздух в глубинные слоя воды прудов и водохранилищ.

И затрачивать до МДж/кг кислорода, лишь часть которого поглотится водой? Перемешивание слоёв воды может будет менее энергозатратным?

[AlexAV]

И затрачивать до МДж/кг кислорода

Меньше. Типовая глубина водохранилищ редко бывает более 20 метров. Это соответствует давлению у дна около 3 атм (2 атм - давление воды + 1 - атмосферное). Работа на адиабатическое сжатие газа:

\[ A = \frac{RT}{\gamma-1}((P/P_0)^{(\gamma-1)/\gamma}-1) \]

Итого получается 2300 Дж/моль. С учётом, что кислорода в воздухе 21% получаем 0.34 МДж/кг. С учётом КПД компрессора (ну скажем процентов 70) - 0.5 МДж/кг.

Перемешивание слоёв воды может будет менее энергозатратным?

Сильно сомневаюсь, что получится меньше.

[AlexAV]

И затрачивать до МДж/кг кислорода, лишь часть которого поглотится водой? Перемешивание слоёв воды может будет менее энергозатратным?

Кстати имеет смысл оценить валовые энергозатраты на такое мероприятие. Вот данные об образование и деструкции органики в волжских водохранилищах (https://www.booksite.ru/fulltext/natural/biolog/text.pdf) (см. приложенный файл).

В качестве примера возьмём Волгоградское водохранилище. Общий объём подвергающейся там деструкции органики - 698 тыс. тонн (в пересчёте на углерод). Для его окисления расходуется 1861 тыс. тонн кислорода. Средняя глубина Волгоградского водохранилища - 10 метров (соответствует среднему необходимому давлению 2 атм), способом описанным выше (принимая КПД компрессора как 70%) оценим расход энергии как 0.3 МДж/кг O2.
Соответственно затраты энергии на аэрацию в объёме гарантированно обеспечивающем водоём кислородом - 155.1 ГВтч/год (17.7 МВт в среднем). Годовая выработка Волжской ГЭС (плотина которой подпирает это водохранилище) - 11500 ГВтч/год. Т.е. такие мероприятия по искусственной аэрации потребовали бы лишь около 1.3% энергии ГЭС плотина которой подпирает водохранилище. В общем выглядит вполне приемлемо.

[petrovich1964]

Если рассматривать Древний Рим, как пример разрушения цивилизации, и рассматривать версию, что Рим погубил дефицит ресурсов (мне вот встречалась и такая версия - варвары перед тем как ограбить Рим, разрушили акведуки - Рим остался без воды и миллионный город не смог существовать без водоснабжения, и соответственно канализации), то могу напомнить и такую версию - Рим погубил свинец. Римляне широко использовали свинец, например в качестве водопроводных труб, который, как выяснилось позднее отравляет организм.
Что мы можем знать о том что случилось сотни лет назад, если мы до сих пор не пришли к единому мнению от чего распался СССР тридцать лет назад?

[crazy_terraformer]

Соответственно затраты энергии на аэрацию в объёме гарантированно обеспечивающем водоём кислородом - 155.1 ГВтч/год (17.7 МВт в среднем). Годовая выработка Волжской ГЭС (плотина которой подпирает это водохранилище) - 11500 ГВтч/год. Т.е. такие мероприятия по искусственной аэрации потребовали бы лишь около 1.3% энергии ГЭС плотина которой подпирает водохранилище. В общем выглядит вполне приемлем

КПД учитывает прокачку воздуха через мелкие отверстия ? Надоть гарантировать растворение кислорода в воде, иначе пузырями-то он на поверхность в атмосферу обратно вылетит.

[crazy_terraformer]

Римляне широко использовали свинец, например в качестве водопроводных труб, который, как выяснилось позднее отравляет организм.

Дефрутум гораздо опаснее.
Ацетат свинца(II)

В качестве побочного продукта ацетат свинца образовывался при приготовлении так называемого «дефрутума» (выпаренного в свинцовых котлах виноградного сока), который широко использовался в древнеримской кулинарии как подсластитель. Существуют предположения, что вызывавшиеся свинцовым сахаром хронические отравления были одним из факторов ухудшения здоровья жителей Римской империи.
Токсичность.
Ацетат свинца очень токсичен, нейротоксичен и канцерогенен. Для ацетата свинца ПДК составляет 0,01 мг/м³, полулетальная доза LD50 для мышей: 400 мг/кг.

Симптомы острого отравления
Металлический вкус во рту, боли в животе, рвота, понос (стул чёрного цвета), олигурия, коллапс, кома.

Симптомы хронического отравления
Потеря аппетита и веса, запор, апатия или раздражительность, быстрая утомляемость, головная боль, металлический вкус во рту, серая кайма на дёснах. Более выраженная интоксикация сопровождается периодической рвотой, нарушением координации, болями в конечностях, в суставах, расстройствами чувствительности, параличами мышц-разгибателей кисти и стопы, нарушением менструального цикла, выкидышами.

Гугл-перевод англ. статьи Википедии
https://en.wikipedia.org/wiki/Grape_syrup#Greco-Roman

Виноградный сироп был известен под разными названиями в древнеримской кухне в зависимости от процедуры варки. Defrutum , carenum и sapa были уменьшением необходимости . Их изготавливали путем варки виноградного сока или сусла в больших чайниках до тех пор, пока он не уменьшился до двух третей от первоначального объема, Carenum ; половина исходного объема, дефрутум ; или одна треть, сапа . Римский полководец Плиний Старший утверждает, что виноградный сироп также упоминался как сирайон (греч. «Σίραιον»). [6] [7]

Основное кулинарное использование дефрута состояло в том, чтобы помочь сохранить и подсластить вино , но его также добавляли к фруктовым и мясным блюдам в качестве подслащивающего и кислого средства и даже давали пищевым животным, таким как утки и поросята, чтобы улучшить вкус их мяса. Дефрут был смешан с гарумом для приготовления популярной приправы эеногарум. Зимой айва и дыня сохранялись в дефруте и меде , а некоторые римляне использовали дефрут или сапу в качестве косметического средства . Defrutum часто использовался в качестве пищевого консерванта в условиях для римских войск. [8]

Существует некоторая путаница, как количество сокращения для сапы и дефрута. Как объясняет Джеймс Гроут в своей « Encyclopedia Romana» [9] , авторы сообщают о различных сокращениях, таких как «пара»: «Старшие Катон, Колумелла и Плиний описывают, как неферментированный виноградный сок (мустум, муст) кипятят, чтобы сконцентрировать его природные сахара». продукт искусства, а не природы, «необходимость должна была быть уменьшена до половины (defrutum) или даже одной трети его объема (сапа) (Pliny, XIV.80), [10], хотя термины не всегда согласуются. Columella определяет defrutum как «сусло самого сладкого вкуса», которое было сведено до трети его объема (XXI.1). [11] Исидор Севильский, написавший в седьмом веке нашей эры, говорит, что это сапа, которая была уменьшена на третий, но продолжает воображать, что defrutum называется так потому, что он был обманут или обманут (defrudare) (Etymologies, XX.3.15). [12] Варро полностью меняет пропорции Плиния (цитируется в Nonius Marcellus, De Conpendiosa Doctrina, XVIII). 551M). [13] " Defrutum упоминается почти во всех римских книгах, посвященных кулинарии или управление домохозяйством. Плиний Старший рекомендовал варить дефрутум только во время новолуния , в то время как Катон Цензор предложил использовать только самый сладкий дефритум.

В древнем Риме виноградный сироп часто кипятили в свинцовых горшках, которые подслащивали сироп путем вымывания сладкого на вкус ацетата свинца химического соединения в сироп. Кстати, это, как полагают, вызвало отравление свинцом для римлян, потребляющих сироп. [14] [15] В документальном фильме « Исторический канал» за 2009 год была получена партия исторически точного дефрута в сосудах, покрытых свинцом, и было проведено тестирование жидкости, в результате чего содержание свинца составило 29 000 частей на миллиард (ppb), что в 2900 раз выше, чем в современной американской питьевой воде. лимит воды 10 ppb. Эти уровни легко достаточно высоки, чтобы вызвать либо острую токсичность свинца при употреблении в больших количествах, либо хроническое отравление свинцом при употреблении в меньших количествах в течение более длительного промежутка времени (как обычно использовался дефрут). [15]

Однако использование свинцовой посуды, хотя и было популярным, не было общим стандартом использования. Медная кухонная посуда использовалась гораздо более широко, и нет никаких признаков того, как часто добавляли сапу или в каком количестве. Тем не менее, нет научного соглашения об обстоятельствах и количестве свинца в этих древнеримских приправах. Например, оригинальное исследование было выполнено Джеромом Нриагу, но подверглось критике Джона Скарборо, фармаколога и классициста, который охарактеризовал исследование Нриагу как «настолько полное ложных доказательств, неправильных указаний, опечаток и вопиющего легкомыслия относительно первоисточников, что читатель не может доверять основным аргументам.

Походу страдали богатенькие