Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[comp]

А функция полезности у человека и разумной техники одинакова. Нас просто уничтожат. И говорить об этом надо сейчас, а не после появления разумных роботов.

Ну вот как-то так и надо формулировать, а не кричать с надрывом "сердце человека не может биться в пробирке 15 минут, поэтому мы проиграли эволюцию глиняным табличкам, ужос-ужос".
Впрочем, тогда это будет обсуждение не для этой темы, а для соседней, например.

Я на это надеюсь.

Пытаться предсказать характеристики несуществующей технологии само по себе сомнительное занятие, а уж используя аргументы в стиле "я надеюсь" и "я уверен" - особенно.

[Иван Иван]

сердце человека не может биться в пробирке 15 минут, поэтому

Я не объединял эти два смысловых паттерна в один.

Пытаться предсказать характеристики несуществующей технологии

Разумеется, «мясо» разумных роботов по большей части существует. И теорию надёжности машин и механизмов можно переносить на не существующих пока разумных роботов. Посмотрите пост «Сингулярность некачества». https://ardelfi.livejournal.com/23648.html Никто не стремится делать качественную технику.
Вот я недавно компьютер покупал. Привод отказывается читать некоторые DVD-диски, причём на другом компьютере они читаются нормально. И это устройство является в некотором роде итогом работы 12 поколений математиков и инженеров. (300 лет/25 лет) Это какой-то позор? Качественную технику сделать могут, но не хотят.

[Иван Иван]

Привод отказывается читать некоторые DVD-диски, причём на другом компьютере они читаются нормально.

Впрочем, дело может быть в драйверах операционной системы. Не знаю. Возможно, зря грешу на производителей. Но недавно купленная мышь тоже барахлит. В-общем, похоже на некачественную технику. Техника должна работать нормально. А не так, как флеш-память, которая может не читаться. Вот жёсткие диски надёжные. SSD уже нет. И все нюансы надёжности доступны производителю, не зря же существует дисциплина «Теория машин и механизмов». Надёжностью легко можно управлять.

обсуждение не для этой темы

Вы правы.
Вот вопрос, на который хотелось бы получить ответ. Как мы будем жить без олова и меди? Новых месторождений меди не открывают.

Мне все думается, главная ошибка автора знаете в чем?
Он излагает, будто бы, будет вот так: добываем-добываем невозобновляемые руды по грошовым ценам, перерабатываем в металл, а потом в один день, хлоп - и нету металлов.
Так не бывает.

Именно так и будет. Сначала медь подорожает раза в 3, а потом её не будет ни за какие деньги. И что делать? Сравнительно молодые люди лет 30-40 на своём жизненном опыте узнают, что будет делать человечество. После 2050 года медь уже должна закончиться.

[Иван Иван]

Вообще как будет выглядеть электротехника и электроника всего двух базовых металлов (меди и олова) будет очень интересно посмотреть. Подозреваю, что зрелище это будет весьма печальное. В прочем в обозримом будущем (при текущих тенденциях с разведкой и добычей этих двух металлов не далее двух-трёх десятилетий) мы это скорее всего увидим в живую.

Вот.

Сможем ли мы выжить, когда редкие элементы кончатся? Я думаю, не сможем.

Ложитесь и умирайте.

У меня не хватает фантазии представить, как мы будем жить без меди. И вообще, нет слов. Одни эмоции. Ужас.

[crazy_terraformer]

Конечно, разумные роботы уничтожат кроманьонцев, так же как кроманьонцы уничтожили неандертальцев.

Сексом? Таки почти все люди, кроме части населения Африки, являются гибридами кроманьонцев с неадертальцами с содержанием 2-4% неандертальских генов в ядерной ДНК.

[ivanij]

Конечно, разумные роботы уничтожат кроманьонцев, так же как кроманьонцы уничтожили неандертальцев.

Сексом? Таки почти все люди, кроме части населения Африки, являются гибридами кроманьонцев с неадертальцами с содержанием 2-4% неандертальских генов в ядерной ДНК.

  Наверное, вы хотите сказать, что человек будущего это гибрид робота и современного человека?

[crazy_terraformer]

И этот вариант ответа, тоже имеет право на существование.
В процессе НТР может возникнуть как минимум два типа разумных роботов — механические и биотехнологические.
Биотехнологические андроиды скорее всего будут иметь в основе своей ядерной ДНК — ДНК человека. Будут способны размножаться естественным путём( и возможно путём клонирования(почкованием)). Вполне вероятно некие пары ядерных хромосом, хромосомы митохондрий или иных искусственных органоидов будут продуктом биотехнологий.
Можно заменить часть мусорной ДНК-человека на полезную часть...
На Тау Ките условия не те...(с)

https://www.youtube.com/watch?v=GvSQvf6J96I

[crazy_terraformer]

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).

А можно сэкономить и использовать сочетание б/проводной передачи(зарядки) на отдельных участках(а/дорог и ж/д путей) и аккумуляцию.

[AlexAV]

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.

Это какой-то неоправданный радикализм. Или постиндустриальная цивилизация или неолит. Между ними на самом деле множество промежуточных ступеней есть. Возьмём граничное условие:

Вот представим, что Вам доступны только железо и магний.

Или, более строго, у нас есть 8 главных породообразующих элементов (O, Si, Al, Ca, Fe, Na, Mg, K), атмосферные газы, точно доступные элементы морской воды (к уже перечисленным добавляются S, Cl, Br) и в ограниченных количествах биогенные (С, P, фосфор в небольших количествах для технических целей всегда может быть извлечен из костей домашних животных, тут впрочем не нужно путать проблему извлечения небольших количеств фосфора для технических целей (легирование сплавов или n-примесь в кремнии) и проблему геохимической устойчивости сельского хозяйства (т.е. фосфорных удобрений), вторая проблема куда сложнее первой и фосфором из костей животных не решается). Перечисленное - это то что абсолютно точно будет доступно. И теперь посмотрим какой технологический уклад на всем этом ещё можно собрать.

Итак. Уровень условного позднего средневековья. Критически важны для технического уровня позднего средневековья только такие ресурсы как пахотные земли, лес, железо и материалы для производства керамики. В принципе для этого уровня вообще больше ничего не надо. Медь, свинец и прочим тогда какой-то критической роли в технологии не играли. Есть - хорошо. Нет - без них можно обойтись. Золото и серебро также во многом были просто меновым эквивалентом. Не будет их - придумают какую-нибудь другую меру стоимости, тут у людей фантазии всегда хватало.

Пшеница, кукуруза, картофель или что-то там ещё как росли на планете Земле, так и будут расти. Представить ситуацию, когда их выращивание станет невозможно одновременно на всей планете представить себе практически невозможно (тут нужно или глобальное оледенение масштаба Земли-снежка, или что-то вроде Великого пермского вымирания, можно всё же понадеяться, что такое не произойдёт). Аналогично как и леса. Железо - один из главных породообразующих элементов, его много почти в любой породе и извлечь его придорожного суглинка - задача вполне посильная технике уровня лаборатории алхимика. Единственный серьезный вопрос - геохимическая устойчивость сельскохозяйственных угодий (по сути в основном та самая проблема фосфорных удобрений, и на суше и в океане именно этот элемент, в силу своей важности для всего живого, относительной редкости и особенностей геохимии, обычно становится лимитирующим). Тут впрочем нужно понимать один момент - проблема фосфора не только проблема человека, это вообще проблема всей биосферы на суше (да и в океане тоже).  И исходя из очевидного факта того, что есть кому написать эти строки, биосфера эту проблему худо-бедно решает. А значит и для агроценозов решение есть (просто оно, видимо, лежит не в области ответа на вопрос где найти ещё фосфорного сырья для производства удобрений когда кончатся фосфориты, а в области как правильно организовать сельскохозяйственный цикл так, чтобы потери фосфора с сельскохозяйственных угодий были на уровне нормальных фоновых потерь естественных фитоценозов). Сказанное не значит, что проблема простая, но тем не менее. И если эта устойчивость будет обеспечена, то невозможно назвать ни одной причины, которая бы помешала бы такому обществу существовать условно вечно.

А позднее средневековье - это совсем не неолит, а куда более развитое общество с куда более сложной социальной организаций. Скажем современный институт новоевропейской науки возник в позднем средневековье и является именно его интеллектуальным достижением (возможно самым важным за всю историю человечества). А если общество позднего средневековья смогло с нуля создать феномен науки, то что обществу аналогичной сложности поддерживать этот институт неограниченно долго? Ведь создать с нуля что-то куда сложнее, чем просто сохранить имеющееся. Соответственно и предполагать интеллектуальную деградацию такого общества (ниже некоторого стационарного уровня) тоже нет оснований.

Идем далее. Ранний и средний индустриальный уровень. Ключевые технологии отличающие этот уровень от уровня позднего средневековья тут - это умение производить сталь (не железо непонятного состава и чугун, а именно сталь с заданным составом и свойствами, мартеновский процесс, томасовский процесс и т.д.), железная дорога, тепловые машины (паровые и ДВС), достаточно совершенное огнестрельное оружие. И при внимательном взгляде обнаруживаем, что ни одна из этих ключевых технологий редких элементов не требует вообще. И к списку ключевых видов сырья без которых не может существовать общество по сравнению с поздним средневековьем тут добавляется разве что материал для огнеупорного кирпича (оксид магния) и известь нужная в процессе выплавки стали. Ни то, ни то на планете Земля дефицитом не является. Практически все ключевые элементы технологии, определяющие вид ране- и средне- индустриального общества можно сделать из углеродистой стали. Используя только её можно построить и железную дорогу, и паровой и двигатель, и дизельный двигатель и всё прочее. Ещё тут можно вспомнить освоение производства качественного стекла и оптических приборов, что для общества этого уровня тоже важно, но тут также никаких ресурсных проблем, натрий, кальций и кремний на планете Земля закончиться не могут. Соответственно и тут мы не видим ничего, что критическим образом требовало чего-то редкого. Соответственно, также непонятно, что может помешать такому обществу существовать условно вечно.

Идем далее. Уровень начала 20-го века. Из важного добавляется электричество, электродвигатель, связывание атмосферного азота, антибиотики. Простая электротехника может обойтись только алюминием и железом. Чтобы сделать генератор, трансформатор и электродвигатель без рекордных характеристик, но вполне пригодный к промышленному применению, ничего более не надо. Алюминий - главный породообразующий элемент и закончиться не может. Производить алюминий можно в принципе через хлорид и таком виде оно тоже ничего редкого не требует. Т.е. в принципе для существования электротехники в каком-то виде редкие элементы не нужны. Технологий связывания азота известно несколько. Некоторые из них (скажем цианамидная) тоже совершенно точно ничего редкого не требует, нужна только известь, кокс (скажем древесный уголь), атмосферный азот и дуговая электропечь. Ну и производство антибиотиков также явно не та область, которая была бы завязана на чем-то редком. Грибок пенициллиум и так прекрасно растет. Т.е. опять обнаруживаем, что и на этом уровне ничего редкого не нужно вообще (или по крайней мере без редких элементов можно относительно безболезненно обойтись).

Проблемы начитаются только с уровня где нужны сложные электронные приборы, такие как радиолампы и транзисторы. Там уже как ни крути, а как минимум без никеля ничего толком не получается (впрочем относительно кремневых приборов без рекордных характеристик тут возможно все не так плохо, тут есть что обсуждать). Настоящая же вакханалия в части потребления редких элементов началась только где-то со второй половины 20-го века, когда потребовалось что-бы техника не просто как-то работала, а выдавала характеристики на гране физической возможности.  И тут да, требования к материалам возросли так, что без редких элементов вообще ничего не получается.

Соответственно, разумно предположить, что исчерпание не возобновляемых ресурсов, и разрушит как раз именно эту позднеиндустриальную/постиндустриальную надстройку. Исчезнут, как массовое явление, сложная микроэлектроника,  реактивная авиация, полеты в космос. Но некий базовый уровень (причём скорее всего не такой уж и низкий, вполне соответствующий понятию индустриального общества) с железными дорогами, ДВС, какой-то электротехникой, огнестрельным оружием и технологией связывания азота останется. Все это в своем минимальном рабочем варианте ничего редкого не требует вообще и, соответственно, непонятно что может помешать такому обществу продолжать существовать на таком уровне практически неограниченно долго. И это уровень сильно не неолита, а значительно выше, вполне вписывающейся в понятие индустриального общества в широком определении.

[Проходящий Кот]

Собственно, Иван Ефремов именно такую цивилизацию в Туманности Андромеды и Часе Быка и описал.
Стабильная тысячелетняя цивилизация.
Космос там пришит лишь как дань сюжету

[ivanij]

И этот вариант ответа, тоже имеет право на существование.
В процессе НТР может возникнуть как минимум два типа разумных роботов — механические и биотехнологические.

 Вполне возможно. Этот вопрос в соседней теме весьма активно обсуждается.

[loky1109]

У меня не хватает фантазии представить, как мы будем жить без меди. И вообще, нет слов. Одни эмоции. Ужас.

Я могу только повторить свой совет.

[Скеп-тик]

Ну, положим, техника опережает человека и этот эффект можно измерить. Автомобиль быстрее передвигается,

Всё дело в доступности энергии. Если бы человек смог переваривать бензин, ему литра 66-го, по калориям, хватило бы на неделю. Для изготовления автомобиля тратится энергия, сопоставимая с затратами человека за всю жизнь. Сервера, помещающиеся на средней вилле, потребляют энергии, как стотысячный город.
В этом-то и суть, "нет ископаемых, нет термояда" - нет энергии, возможно, даже для изготовления топора. Ибо руду железную скушали от Пиренеев до Урала, а привезти - только парусником из Бразилии. По цене нынешнего золота.

[Rattus]

Медь, свинец и прочее тогда какой-то критической роли в технологии не играли...
Что мешает обществу [позднесредневековой] сложности поддерживать институт [науки] неограниченно долго? Ведь создать с нуля что-то куда сложнее, чем просто сохранить имеющееся.

Чем на породообразующих элементах можно адекватно заменить гартовые сплавы для типографии, имеющей критическое значение для этого?

Производить алюминий можно в принципе через хлорид

Электролизом или также как в те времена, когда он получался дороже золота?

производство антибиотиков также явно не та область, которая была бы завязана на чем-то редком. Грибок пенициллиум и так прекрасно растет.

Нужна лиофильная сушилка (вакуумный холодильник) - собственно именно за неё нобелевку за пенициллин с Флемингом разделил Эрнст Чейн.
Как обстоит дело с изготовлением вакуумных насосов и холодильников на породообразующих элементах?

[AlexAV]

Чем на породообразующих элементах можно адекватно заменить гартовые сплавы для типографии, имеющей критическое значение для этого?

Типографские шрифты можно делать, скажем, из СН-П (сополимер стирола и акрилнитрила). Изготовление отливок для типографского дела (вместо типографских сплавов на основе свинца) как раз рекомендуемая область применения данной пластмассы.

Электролизом или также как в те времена, когда он получался дороже золота?

Электролизом расплава смеси NaCl-KCl-AlCl3 на графитовых электродах, метод Alcoa предложенный в 1973 году. 

вакуумных насосов

В форвакуумном насосе вроде бы нет ничего, что нельзя сделать из инструментальной углеродистой стали. Обыкновенное механическое устройство, работающее в не коррозийной среде (вакуумном масле).

Относительно глубокий вакуум может быть получен из форвакуума диффузионной откачкой, там тоже материалам ничего особенного нет (стекло или сталь для колб и трубок, нагревательная электрическая спираль спираль из чего угодно, так как температуры низкие и среда не коррозийная, какой-нибудь сплав железо-кремний вполне пойдет, и углеводородное масло, больше в диффузионном насосе ничего и нет). Вот если нужно вакуум лучше 10^-5 торр - там, да, начнутся сложности, но это уж точно не случай вакуумной сушки. Для вакуумной сушки глубокий вакуум и не нужен, там форвакуума хватает.

Для холодильника нужен компрессор и теплообменники. Если в качестве хладагента взять что-то не агрессивное, скажем пропан, то тут тоже можно обойтись углеродистой сталью (детали компрессора) и чистым алюминием или сплавом алюминий-магний для теплообменников и частей работающих при криогенной температуре (чистый алюминий и сплавы алюминий-магний не имеют вязко-хрупкого перехода перехода и сохраняют пластичность при очень низких температурах (в отличии от большинства сплавов железа, которые при температуре ниже некоторого предела становятся хрупкими)). У какого-нибудь АМг5, конечно, прочность далеко не рекордная, но в теплообменниках криогенной части холодильной машины она  не очень-то и нужна. В общем тоже каких-то нерешаемых проблем не видно.

[Rattus]

Типографские шрифты можно делать, скажем, из СН-П (сополимер стирола и акрилнитрила).

Хм... Большую часть стирола (около 85 %) в промышленности получают дегидрированием этилбензола при температуре 600—650°С, атмосферном давлении и разбавлении перегретым водяным паром в 3—10 раз. Используются оксидные железо-хромовые катализаторы...

[Иван Иван]

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

Очень сомневаюсь, что живые организмы корректно называть "техникой".

Использование организмов в технических процессах. Производство витаминов. Производство акриламида.

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.

Ну, генетическая модификация вряд ли легко сотрётся, а вот сорта без селекции быстро вырождаются. Не за несколько сотен поколений.

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.

Просто Вайт писал.

Уверяю вас, так же и в усложнении искусственных систем. Поэтому в чём-то простом и рутинном они нас заменят, но ни рядом с нами, ни выше нас встать не смогут.

Я хотел сказать, что аргумент, что какая-то технология невозможна, в прошлом оказывался ошибочным. «Бериллий не может быть двухвалентным.» Может. «Летательные аппараты тяжелее воздуха невозможны.» Возможны. «Человечество никогда не узнает состав звёзд.» Узнало с помощью спектрального анализа.
Я не доказывал, что какая-то технология точно возможна, с помощью этого аргумента. Я говорил, что разумные машины точно возможны, потому что человек — разумная машина.

Сексом?

У человека и у разумных роботов одна функция полезности. Если коротко — править миром. А что касается неандертальцев. Марков, «Эволюция человека. Книга первая. Обезьяны, кости и гены.», http://flibustahezeous3.onion/b/401017/read

Когда сапиенсы стали расселяться с Ближнего Востока по просторам Евразии, они уже несли в себе неандертальские гены. Впоследствии они еще не раз встречались с неандертальцами, но, по-видимому, больше не скрещивались с ними.

Когда кроманьонцы истребляли неандертальцев, они не скрещивались с ними.

Таки почти все люди, кроме части населения Африки, являются гибридами кроманьонцев с неадертальцами с содержанием 2-4% неандертальских генов в ядерной ДНК.

Я об этом писал в теме. 1 — 4% неандертальских генов.

У меня не хватает фантазии представить, как мы будем жить без меди. И вообще, нет слов. Одни эмоции. Ужас.

Я могу только повторить свой совет.

Я Вас услышал.

Исчезнут, как массовое явление, сложная микроэлектроника,  реактивная авиация, полеты в космос. Но некий базовый уровень (причём скорее всего не такой уж и низкий, вполне соответствующий понятию индустриального общества) с железными дорогами, ДВС, какой-то электротехникой, огнестрельным оружием и технологией связывания азота останется. Все это в своем минимальном рабочем варианте ничего редкого не требует вообще и, соответственно, непонятно что может помешать такому обществу продолжать существовать на таком уровне практически неограниченно долго. И это уровень сильно не неолита, а значительно выше, вполне вписывающейся в понятие индустриального общества в широком определении.

Да, Вы правы. Это у меня не хватало воображения, чтобы представить жизнь без олова и меди.

достаточно совершенное огнестрельное оружие

Капсюли требуют ртути.

Ну и производство антибиотиков также явно не та область, которая была бы завязана на чем-то редком. Грибок пенициллиум и так прекрасно растет.

Пенициллином хорошо сифилис лечить, а прочие микроорганизмы обрели устойчивость. Нужны новые антибиотики. Впрочем, их будут производить.
А биотехнологии в современном виде останутся?

[AlexAV]

Хм... Большую часть стирола (около 85 %) в промышленности получают дегидрированием этилбензола при температуре 600—650°С, атмосферном давлении и разбавлении перегретым водяным паром в 3—10 раз. Используются оксидные железо-хромовые катализаторы...

Существует довольно много методов получения стирола. Вот тут скажем некоторые перечислены: https://studbooks.net/2286080/matematika_himiya_fizika/poluchenie_stirola

И при желании указанную проблему можно обойти. Чуть-чуть прикинул как можно стирол без редких элементов и электричества (чтобы все операции технически были доступны позднесредневековому алхимику). Вот один из вариантов (через коричную кислоту):

Из горького миндаля выделяем бензойный альдегид (можно получить около 15 грамм с килограмма сырья). Реакцией бензойного альдегида с хлористым ацетилом получаем коричную кислоту (реакция идет без катализатора):

C6H5CHO + CH3COCl = C6H5CHCHCOOH + HCl

Далее из коричной кислоты получаем стирол термическим разложением (процесс также идёт без катализатора):

C6H5CHCHCOOH =  C6H5CHCH2 + CO2

Хлористый ацетил можно получить реакцией уксусной кислоты и PCl3. Последний - реакцией белого фосфора с сухим хлороводородом при 300 градусах.

Итого сырьё - горький миндаль, уксусная кислота, белый фосфор, соль и серная кислота (последние два для получения хлороводорода). Всё это на рассматриваемом уровне вполне доступно. Катализаторы содержащие редкие элементы и электричество не требуются ни на одной стадии процесса.

[comp]

Использование организмов в технических процессах.

Тогда и ездовые животные - техника, и кусты в живой изгороди, и клубника на грядке.

Ну, генетическая модификация вряд ли легко сотрётся

Снижающие выживаемость в дикой природе - очень быстро.

Капсюли требуют ртути.

Беглое гугление показало, что есть альтернативные безртутные составы. Не говоря уже про всякую экзотику типа электровоспламенения пороха.

Используются оксидные железо-хромовые катализаторы...

Насколько я понимаю, там его по сравнению с современным потреблением ничтожно мало надо будет.

[Иван Иван]

Тогда и ездовые животные - техника, и кусты в живой изгороди, и клубника на грядке.

Если брать критерий «размножаются по решению человека», то да. Биотехнологии это всё-таки технические процессы. Они применяются для очистки сточных вод.

есть альтернативные безртутные составы

Возможно, проблему решат. Мне вот интересно, современный уровень медицины и биотехнологий сохранится или нет.

Снижающие выживаемость в дикой природе - очень быстро.

Вы правы. О выживаемости в дикой природе я не подумал. Да, последствия селекции и генетических вмешательств должны стираться, если не соответствуют природному оптимуму. Не знаю, стираются или нет.

Ещё тут можно вспомнить освоение производства качественного стекла и оптических приборов, что для общества этого уровня тоже важно, но тут также никаких ресурсных проблем, натрий, кальций и кремний на планете Земля закончиться не могут.

С шлифованием проблем нет?