Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[tydymbydym]

Там вроде все таки обычную сталь применяют. Да, покрытую никелем.

Далеко ушел прогресс... Помню, когда учился, то учили что обычную медь применяют. Ну, на переменке - там конечно из-за скин-эффекта медь только покрывала стальной провод. Что касается алюминиевого покрытия, о чем тут пишут, то мне это удивительно - оксидная пленка вроде должна сильно мешать контакту. Поэтому контактная поверхность - медь и графит

[AlexAV]

Так вот, тепловозы будет работать десятки лет, не требуя особого ремонта. Эти тепловозы, 1970-х, прослужили до сих пор.

Можно попробовать прикинуть на сколько реалистична железная дорога на тепловой тяге без невозобновляемых ресурсов. Сам тепловоз и железная дорога для него в принципе вообще ничего кроме углеродистой стали не требует. Соответственно, вопрос тут в том можно ли будет его прокормить топливом. Мощный тихоходный дизель можно довольно легко адаптировать на прямое использование растительного масла (причём даже в его естественном виде, без переработки). Соответственно на такой тип топлива и будем ориентироваться.

Расход топлива на железной дороги при движении на тепловой тяге около 62 кг условного топлива/10000 ткм (https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwjwmuWJsobxAhUCAhAIHU7yDKo4ChAWMAd6BAgNEAM&url=http%3A%2F%2F2020strategy.ru%2Fdata%2F2011%2F07%2F20%2F1214724773%2F4.docx&usg=AOvVaw3gBzKWj2OosOc_jyLNqrd2). По традиции оставшейся со времен паровозов 1 кг условного топлива = 29.3 МДж. Теплотворная способность подсолнечного масла - 37 МДж/кг. Соответственно, можно ориентироваться на расход на уровне 49 кг подсолнечного масла/10000 ткм.

Грузооборот в России по железной дороге сейчас 2602 млрд. т.км/год, автомобильного - 275 млрд. т.км/год (https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13229). В сумме (если всё возить железной дорогой) - 2877 млрд. т.км/год. Если всё это возить с помощью тепловозов на подсолнечном масле, то потребуется 14.1 млн. т этого масла в год. Урожайность подсолнечника в среднем 16 ц/га, выход масла 40%. Соответственно дополнительно под подсолнечник для получения топлива для нашей железной дороги потребуется 22 млн. га. В России используемых пахотных земель - 125 млн. га, плюс еще есть 97,2 млн га неиспользуемых (https://www.agroinvestor.ru/analytics/news/29033-44-selkhozugodiy-v-rossii-ne-ispolzuyutsya/). Исходя из этого найти дополнительные 22 млн. га для производство биотоплива не выглядит чем-то не реальным.

Т.е. вариант выглядит вполне жизнеспособным даже при при сохранение современных объёмов грузоперевозок. Все же железнодорожный транспорт в части потребляемой энергии получается очень экономичным и обеспечение его топливом (даже при использовании тепловой тяги) похоже не будет представлять значительной сложности.

Меня в электротяге постоянно смущало одно обстоятельство: в случае выхода из строя энергосистемы железнодорожное движение встаёт.

С электрофицированными линиями меня очень настораживает, что сейчас контактные линии практически полностью медные (причём даже такие "очень дешевые" сплавы как медь-серебро (хотя серебра там и немного, около 0.1%, но всё же) находят применение). А все безмедные альтернативы не то что не используются,  даже в литературе мало упоминаются. Это наводит на некоторые мысли, что замена меди хоть на что-то тут будет очень сложной проблемой.

[AlexAV]

Помню, когда учился, то учили что обычную медь применяют.

И сейчас исключительно медь используют.

Что касается алюминиевого покрытия, о чем тут пишут, то мне это удивительно - оксидная пленка вроде должна сильно мешать контакту.

С алюминием главная проблема, что он очень сильно разрушается дуговым разрядом. Это легкоплавкий металл, и при высоких температурах ещё легко окисляемый. А медь к дуге довольно устойчива, что и является основной причиной её выбора.

[tydymbydym]

Сам тепловоз ... в принципе вообще ничего кроме углеродистой стали не требует.

Еще как требуют. Если мы не будем заморачиваться на электропередачу, то коробка передач потребует сплавов. Не говоря уж о том, что на такие мощности коробка будет проблематичной. А значит здравствуй генератор-двигатель, обмотки, медь. Конечно, если силовая электроника сможет выжить, то меди надо будет поменьше, т.к. двигатели могут быть асинхронными и более или менее алюминиевыми. Но, в любом случае, несколько тонн меди потребуется

[tydymbydym]

С алюминием главная проблема, что он очень сильно разрушается дуговым разрядом

Так откуда тогда тут стале-алюминиевые провода фигурируют, вроде бы и у вас в т.ч.?

[AlexAV]

сли мы не будем заморачиваться на электропередачу,

Если использовать гидравлическую передачу, то можно обойтись инструментальной углеродистой сталью. По прочности её хватает, а коррозионная стойкость для работы в гидравлическом масле не особо нужна.

Так откуда тогда тут стале-алюминиевые провода фигурируют

Контактная поверхность может быть стальной (т.е. из алюминия только жилы не соприкасающиеся с токоприемником). У нержавеющей стали устойчивость к дуге тоже превосходная, пожалуй даже лучше меди. У углеродистой хуже, но в в целом тоже удовлетворительная (её главная проблема - сильная подверженность коррозии, причём когда контактная поверхность стальная, то решить этот вопрос антикоррозионными покрытиями сложно).

[tydymbydym]

сли мы не будем заморачиваться на электропередачу,

Если использовать гидравлическую передачу, то можно обойтись инструментальной углеродистой сталью. По прочности её хватает, а коррозионная стойкость для работы в гидравлическом масле не особо нужна.

Видимо на таких мощностях и режимах работы с ГП тоже возникают вопросы. На магистральных тепловозах она почему-то не прижилась же... Да и на менее мощных маневровых тепловозах тоже не особо.
Впрочем, ГП в отличие от механической КПП все-таки используется, скорее всего по выгоде она как раз между механической передачей и электрической, так что в тяжелые времена может и прокатить

[tydymbydym]

Контактная поверхность может быть стальной

Вот это для меня новость. Не в том смысле что поверхность может быть стальной, а в том что используют стальную сейчас. При плохих погодных условиях (снег, обледенение) во время движения дуга не гаснет. Знать бы какой там на пантографе материал электрода, не думаю что графит...

[AlexAV]

Не в том смысле что поверхность может быть стальной, а в том что используют стальную сейчас.

На практике не используют. Такой вариант по большей части существует только в теории. В контактных рельсах скоростных железных дорог - используется, а в подвесных контактных проводах почему-то не прижилось (видимо получается дороже меди, нержавейка, особенно никель-содержащая, тоже не дешевая).

[crazy_terraformer]

Если всё это возить с помощью тепловозов на подсолнечном масле, то потребуется 14.1 млн. т этого масла в год. Урожайность подсолнечника в среднем 16 ц/га, выход масла 40%. Соответственно дополнительно под подсолнечник для получения топлива для нашей железной дороги потребуется 22 млн. га. В России используемых пахотных земель - 125 млн. га, плюс еще есть 97,2 млн га неиспользуемых (https://www.agroinvestor.ru/analytics/news/29033-44-selkhozugodiy-v-rossii-ne-ispolzuyutsya/). Исходя из этого найти дополнительные 22 млн. га для производство биотоплива не выглядит чем-то не реальным.

Из золы стеблей подсолнечника получали поташ. Похоже он любит калийные удобрения...

[Lieut]

Очевидно, что для защиты от коррозии.

Очевидно, что никелевое покрытие не защищает от коррозии.

[AlexAV]

Очевидно, что никелевое покрытие не защищает от коррозии.

Защищает аналогично покрытию из любого другого металла устойчивого к атмосферной коррозии, также как лужение (обычно с промежуточным слоем меди, но может использоваться и чистый никель при толщине покрытия более 25 мкм). Это вполне себе классический метод защиты от коррозии.

Если не верите, вот просто каталог защитных покрытий (http://www.tulamash.ru/media/uploads/katalog_galv1.pdf):

Использование никеля как самостоятельного покрытия применяется в технических целях для защиты от коррозии электрических контактов или  механизмов,  эксплуатирующихся  во  влажной  среде, а  также  в  качестве покрытия под пайку.

Стальная жила провода эксплуатирующегося в атмосферных условиях - как раз тот случай, когда никелевое покрытие рекомендуется для защиты от коррозии.

[Lieut]

Оно же защищает до первой царапины, потом никель, как электроположительный металл, наоборот способствует развитию коррозии.
А конечность сроков эксплуатации сталеалюминиевых проводов ЛЭП обычно объясняют трением стальной об алюминиевые жилы при изменениях температуры. Там как бы цинковое покрытие логично.

Стальная жила провода эксплуатирующегося в атмосферных условиях - как раз тот случай, когда никелевое покрытие рекомендуется для защиты от коррозии.

Это когда стальная жила одна, сама по себе.

[AlexAV]

Оно же защищает до первой царапины, потом никель, как электроположительный металл, наоборот способствует развитию коррозии.

Вот как раз к царапинам никелевое покрытие довольно устойчиво (в том смысле, что имеет высокую твердость и мало им подвержено). Его как раз рекомендуют для защиты (в том числе коррозионной) трущихся деталей.

А конечность сроков эксплуатации сталеалюминиевых проводов ЛЭП обычно объясняют трением стальной об алюминиевые жилы при изменениях температуры.

Вот поэтому и никель, как это покрытие довольно стойкое в указанных условиях.

[AlexAV]

Знать бы какой там на пантографе материал электрода, не думаю что графит...

Обычно металлокерамика вроде ВЖ3 (получаемая прессованием смеси порошков железа, меди, свинца, никеля и олова). Конкретно ВЖ3 это 16 % свинца, 12 % меди, около 1 % никеля, 1% олова и 70 % железа.

[Lieut]

Вот как раз к царапинам никелевое покрытие довольно устойчиво (в том смысле, что имеет высокую твердость и мало им подвержено). Его как раз рекомендуют для защиты (в том числе коррозионной) трущихся деталей.

Т.е. в проводах ЛЭП никелевое покрытие стали скорее не против коррозии, а против износа от трения. В конце концов высоко в воздухе провода обычно сухие, тем более они слегка теплые, коррозия минимальна. Очевидно, что и простую сталь без покрытия для этого тоже можно использовать, но такой трос будет иметь намного меньшее время активной работы.

За никелем в любом случаи придется к астероидам лететь.

[Иван Иван]

Оказалось, в этом деле есть нелинейность. Уверяю вас, так же и в усложнении искусственных систем.

Я прочитал рекомендованную Вами книгу. Во-первых, человек это машина из мяса (и костей, нервов, кожи и т. д.). Интеллект уже реализован, он в принципе возможен. Конечно, человеческий интеллект не ахти, и машинный будет превосходить его.
Во-вторых, Митио Каку, «Физика невозможного», 3-е изд., М., Альпина нон фикшн, 2012, стр. 65:

У радио нет будущего. Летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны. Скоро выяснится, что рентгеновские лучи — мистификация.
Лорд Кельвин, физик, 1899 г.
Эта [атомная] бомба никогда не взорвется. Я говорю это как специалист по взрывчатым веществам.
Адмирал Уильям Лихи

Лорд Кельвин говорил, что летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны. А сейчас существуют и военные, и гражданские аппараты тяжелее воздуха. Так же может быть и с искусственным интеллектом. Каким-то образом его реализуют. Обойдя принципиальные ограничения. И будут использовать искусственный интеллект в производстве.

А размножаться она может? И при чём тут тогда жизнь?

Для размножения глиняных табличек существуют специально обученные люди — писцы. Автомобили и стиральные машины размножаются на заводах. Вот чего техника не может, так это размножаться по своей воле. Решение принимает человек.

Робот сможет жить сотни тысяч лет, и при этом не будет потреблять химические элементы.

Не будем вдаваться в суть термина "жить", но с чего это он не будет потреблять химические элементы? У нас уже появились вечные роботы, не изнашивающиеся и не тратящие энергию?

Есть явление безызносности. Компрессоры у холодильников служили дольше расчётного периода. Оказалось, хладогент, проходя через радиатор, насыщался ионами меди, потом эти ионы откладывались на деталях компрессора и таким образом предохраняли их от износа. Я надеюсь, что роботы на углеродных нанотрубках смогут быть неизнашивающимися. Ну, сотни тысяч лет вряд ли, но десять-двадцать тысяч лет проработать смогут. Сто лет без ремонта смогут проработать точно. А энергию, конечно, роботы потреблять будут.

Вот когда техника так сможет, тогда и приходите.

Во-первых, техника так может. Биотехнологии. Те же дрожжи промышленно производятся и продаются в магазине. Во-вторых, техника проще биологических организмов. Электромотор, таль гораздо проще человеческой руки. Но это не недостаток техники. Искусственный интеллект, когда его реализуют, тоже скорее всего по внутреннему устройству будет отличаться от биологических систем, будет устроен иначе и проще.

по прежнему доминирующая форма жизни на этой планете.

В быту у человека есть: телевизор, холодильник, газовая и микроволновая печь, компьютер и смартфон, ванная и водопровод, автомобиль. Раньше всей техники было — искусственное рубило и поддерживаемый костёр. Но даже тогда техника была критически важной. Сейчас тоже. У человека просто пока нет конкурента в виде разумной техники. Но это пока. Функция полезности человека и функция полезности искусственного интеллекта одна и та же, мы прямые конкуренты. Конечно, разумные роботы уничтожат кроманьонцев, так же как кроманьонцы уничтожили неандертальцев.

В статье отражён жизненный опыт человека, это для меня достаточно валидно.

Для вас? Может быть, но при чём тут наука?

Ну он говорил, что были исследования.

За попытку неподтверждённого утверждения, противоречащего научной картине мира - запросто.

Давайте посмотрим.

Не приветствуется обсуждение абсолютно "фантазийных" тем, оторванных от современных естественнонаучных знаний или явно противоречащих им.

Вы правы, действительно могут забанить.
Теперь посмотрим, что я писал.

Сердце кошки в пробирке бьётся 15 минут

Вот мне отвечают.

А сердце лягушки - хоть полчаса.

Как видим, биение сердца кошки в течении 15 минут не оспаривают.
Журнал "Химия и жизнь" №5, 2006, стр. 38.

Возьмем еще один пример. В России в рамках программы «Глобальные изменения» были проанализированы возможности представителей различных групп людей, живущих в зонах с экстремальными природными условиями: тундра, высокогорье и т. п. Аналогичные исследования проводили американские ученые применительно к индейцам и получили сходные результаты. А именно: оказалось, что у этих групп адаптационные возможности организма исчерпаны практически полностью. Они не могут жить другой жизнью, не могут к ней приспособиться. Скажем, представители некоторых индейских племен не могут отказаться от жизни на природе и пойти работать на завод. Они не глупее белых, просто если этот человек пойдет в университет и затем станет инженером, то он с высокой вероятностью умрет в 30—35 лет.

Тут мы видим ссылку на исследования.

Пытался прочитать всю тему, одолел только 15 страниц. Такими темпами я прочитаю тему за 94,4 дня. Решил не читать. Вот ссылка. https://ardelfi.livejournal.com/85053.html Кто что скажет?

Ресурсный кризис? В основном, мы его здесь и обсуждаем. Господствующее мнение: надо найти способы обходиться без редких химических элементов или использовать их по минимуму.

Да, ресурсный кризис. А как обойтись без редких химических элементов. Вот представим, что Вам доступны только железо и магний.

Есть ли будущее у человечества?

Несомненно. Здесь уже нащупали возможные решения. Может даже удастся пройти катастрофу с минимальными потерями численности населения.

А как можно жить без серебра? Как жить без олова и меди? Без индия не сделать ни смартфона (экран), ни монитора (прозрачные плёночные электроды из оксида индия-олова).
Будущее человечества видится мне двояким. Либо новые технологии и очередной этап развития, либо обрушение цивилизаций и выход на уровень, соответствующий неолитической революции. Без электричества. Знания либо системно воспроизводятся, либо утрачиваются, и знания об электромагнитной индукции будут утрачены.
Новые технологии позволят заменить и медь, и олово, и серебро, и индий. Но пока таких технологий нет, иначе медь бы уже заменили.

Пускай будущие поколения решают как им жить. Думаю лет через 75 уже костер-то забудут как разводить при наличии дров. Так что из общества хайтека и тотального контроля, при исчерпании углеводородов  наступит сначала 19-й паравозный, затем и каменный век и все возвратится на круги своя.

Мы использовали все редкоземельные элементы. Будущие поколения с этим ничего не сделают, так что на самом деле не они решали, а мы.

[Иван Иван]

Тут мы видим ссылку на исследования.

Две ссылки. «Глобальные изменения», и аналогичные исследования американских учёных. Моя опечатка. Прошу прощения.

[comp]

Для размножения глиняных табличек существуют специально обученные люди — писцы. Автомобили и стиральные машины размножаются на заводах. Вот чего техника не может, так это размножаться по своей воле. Решение принимает человек.

Человек не просто "принимает решения", человек осуществляет это самое размножение. Исчезнет человек - исчезнет техника. Исчезнет техника - человек останется, правда тогда уже просто как ещё одно крупное всеядное животное. В любом случае, рассматривать технику как какую-то независимую от человека сущность, которая может "выиграть у него эволюционную гонку" на данном этапе её развития бессмысленно.

Есть явление безызносности. Компрессоры у холодильников служили дольше расчётного периода.

Вот как раз недавно холодильник со сдохшим компрессором поменял.

Я надеюсь, что роботы на углеродных нанотрубках смогут быть неизнашивающимися. Ну, сотни тысяч лет вряд ли, но десять-двадцать тысяч лет проработать смогут.

Вот когда этих "роботов на углеродных нанотрубках" (чем бы они ни были) сделают и протестируют, тогда и можно будет что-то обсуждать предметно.

Сто лет без ремонта смогут проработать точно.

Точно-точно? Лично проверяли? Или в инструкции от производителя прочитали?

Во-первых, техника так может. Биотехнологии. Те же дрожжи промышленно производятся и продаются в магазине.

Очень сомневаюсь, что живые организмы корректно называть "техникой". Тогда и собака и яблоня тоже техника.
Впрочем, в любом случае, если человек прекратит поддерживать нужные ему свойства этих организмов селекцией или биотехнологией, эволюция сотрёт внесённые им изменения за несколько сотен поколений.

Во-вторых, техника проще биологических организмов. Электромотор, таль гораздо проще человеческой руки.

Если электромотор положить на кучу руды, он сможет сам начать размножаться? Нет. А цианобактерия в луже - сможет.
Для размножения технике на нынешнем уровне развития нужен человек. Говорить о "победе" техники над человеком сейчас так же бессмысленно, как о победе человека над собственной ДНК или сперматогенным эпителием.

Лорд Кельвин говорил, что летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны. А сейчас существуют и военные, и гражданские аппараты тяжелее воздуха.

Этот аргумент не работает как доказательство того, что какая-то технология точно возможна. На каждую "выстрелившую" теорию или технологию приходятся десятки (а скорее сотни) оказавшихся бредом. Просто о них в научно-популярных книжках обычно не пишут.

[Иван Иван]

Сто лет без ремонта смогут проработать точно.

Точно-точно?

Я на это надеюсь. Лампы накаливания можно сделать долговечными, недокаливая спираль.

Если электромотор положить на кучу руды, он сможет сам начать размножаться? Нет. А цианобактерия в луже - сможет.
Для размножения технике на нынешнем уровне развития нужен человек. Говорить о "победе" техники над человеком сейчас так же бессмысленно, как о победе человека над собственной ДНК или сперматогенным эпителием.

Ну, положим, техника опережает человека и этот эффект можно измерить. Автомобиль быстрее передвигается, топор (или взрывчатка) позволяет валить деревья, экскаватор позволяет вынимать грунт, AlphaGo позволяет обыграть Кэ Цзе, и это всё измеримые параметры.
Техника при дальнейшем развитии (человеком или элементами ИИ, если ИИ освоит фундаментальную и прикладную науку) неизбежно станет разумной. А функция полезности у человека и разумной техники одинакова. Нас просто уничтожат. И говорить об этом надо сейчас, а не после появления разумных роботов.
Хотя я понимаю, что отказаться от создания полноценного разумного робота, сильного ИИ, человек не сможет. Просто потому, что сильный ИИ поможет человеку в поиске смысла деятельности, он будет определять стратегические задачи человека лучше, чем сам человек.