Двухмерная жизнь

[Vanga Vangog]

Недавно прочёл такую замечательную книгу как "Флатландия". Занимательное описание всех нюансов жизни геометрических фигур очень меня заинтересовало, так почему бы не пофантазировать на тему физиологии обитателей гипотетического 2D-мира (при этом не обязательно, что бы это были именно фигуры)?

Для простоты предлагаю не вдаваться в отличие их физики от нашей. Атомы здесь могут побыть в виде своих 2D схем (расставленые мозайкой плоские протоны и нейтроны, окруженные плоским же электронным облаком в виде кольца). Ну или если такой вариант не катит, можно просто заставить атомы не сходить с одной чётко намеченной плоскости, делая таким образом все объекты не выше диаметра самого крупного из них, я не знаю. Как бы там ни было, вопрос не об этом.

Важно также придумать условия их существования. Мне представляется этакий разрез планеты-океана, напоминающий обширную арену из жидкости с огромным твёрдым телом (дном) в центре, которое удерживает всю жидкую массу гравитацией. На местных же притяжение будет влиять, скорее всего, не больше чем на наших морских обитателей. Жизнь здесь будет напоминать этап "Клетка" из Spore, хотя возможны и варианты.

Так вот, физиология... Хотелось бы, конечно, иметь нечто большее чем микробы, состоящие из тонкого кольца-мембраны и пары плоских органелл. Хотя бы что-то на уровне Кембрия.

Лично мне пока приходит на ум только круглое тельце с подковообразной костью внутри, между "рогами" которой распологается рот, открывающийся сразу в желудок. Отходы выводятся путём отрыгивания. Воспринимают мир эти создания с помощью эхолокации, определяя по возвращающемуся сигналу расстояние и форму объекта - чем ближе тот или иной его участок, тем он "ярче" выделен на отрезке, которым существо видит все объекты вокруг, ну или что-то типа того. То же самое было во "Флатландии", граждане которой из-за тумана лучше видели то, что находится ближе, и по тому, как резко сменяется яркость отрезка от центра к краям, могли понять, какой формы предмет перед ними. Возможно, жители двухмерного мира будут очень большими по площади, ибо у нас все органы и нервы обвиты друг вокруг друга для экономии пространства; обитатели описываемой вселенной же вынуждены стелить всё это на плоскости. Труднее всего представить, как будут протянуты в них сосуды и нервы, ведь пересекаться они не могут.

Всё это, должно быть, окажется довольно запутанным, но тем и интересней.

Пример жутко неидеален, поэтому на реалистичность я и не претендую. А каковы ваши (более реалистичные) варианты облика сих тварей?

 

Изменено 17 Feb 2017 пользователем Vanga Vangog

[ясмин джакмич]

Недавно прочёл такую замечательную книгу как "Флатландия".

Есть русский перевод?

[ясмин джакмич]

А каковы ваши (более реалистичные) варианты облика сих тварей?

Один из лучших эпизодов сериала https://ru.wikipedia.org/wiki/Смотри,_Эк!
https://www.youtube.com/watch?v=v5e9XRu79sA
http://www.dailymotion.com/video/x3ox413

Изменено 17 Feb 2017 пользователем ясмин джакмич

[plmkoi]

Двухмерная жизнь

Невозможно в принципе, потому что проблема четырёх красок блокирует существование сколько-нибудь сложных молекул.

[Vanga Vangog]

Есть русский перевод?

Угу. Вот, например: http://www.e-reading.club/bookreader.php/141943/Ebbot_-_Flatlandiya.html

[Vanga Vangog]

проблема четырёх красок блокирует существование сколько-нибудь сложных молекул.

Поясните глупцу?

[Serafim]

Невозможно в принципе, потому что проблема четырёх красок блокирует существование сколько-нибудь сложных молекул.

Подробности?

[Vanga Vangog]

Один из лучших эпизодов сериала https://ru.wikipedia.org/wiki/Смотри,_Эк! https://www.youtube.com/watch?v=v5e9XRu79sA

Эмм... Я правильно понимаю, что это шутка? Почему у него глаза посередине головы, если 2D-существа в принципе не могут смотреть "вверх"? И, главное, почему оно стоит, если должно, скорее, "ползать" по поверхностям аки живое граффити?

[Звёзды Светят]

Двумерная жизнь возможна на поверхности очень больших и очень тяжёлых планет.

 

Где она раскатана гравитацией в плёнку...

[ясмин джакмич]

Я правильно понимаю, что это шутка?

Однако, много же вы хотите коллега, - чтоб двухмерное существо ещё и подчинялось законам физики. Человек невидимка тоже им подчиняться должен?
Нет это не шутка, это эпизод сериала "За Гранью Возможного" 1964 года по рассказу Уильяма Кокса. Не нравиться - ищите примеры сами

[Labinnac]

очень больших и очень тяжёлых планет.

Таких нет.  Т.е. нет сейчас, пока во вселенной относительно мало элементов тяжелее гелия - не успели еще суперновые наработать их, молода еще вселенная.

РИ экзопланеты (впрочем как и планеты нашей системы) показывают, что каменистая планета типа Земли с твердой поверхностью не может быть очень большой - иначе она станет достаточно массивной, чтобы удержат ьводород и гелий и превратится в аналог Нептуна, где нет твердой поверхности, и где сабжевые 2D-организмы не появятся уж точно.

Няз, известный сейчас максимум из суперземель, который хоть как-то подходит к вашему варианту - Kepler-10c.

https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler-10c

Диаметр - 2.35 земных, плотность на 30% выше земной, сила тяжести примерно 3 земных. Он должен бы стать местным Нептуном, но из-за перегрева местным солнцем (если там нет атмосферы, то там +300оС, если есть - то еще выше) очевидно потерял водород и гелий, а то, что мы нашли - по сути "ядро Нептуна".

Скорее всего это - крайний вариант из возможных и подходящих в плане силы тяжести, 3 g.

Так как можно себе представить и остаток условного горячего Юпитера - голое ядро размером с Нептун, чья атмосфера практически полностью убежала в космос из-за перегрева звездой.

Но там температуры должны быть в пару тысяч градусов, жизнь земного типа там еще более невероятна, чем на Меркурие, к примеру.

Так что - 3 g. Имхо, недостаточно для формирования "плоской" биосферы с "плоскими" местными сапиенсами.

Тем более, что в местных морях все равно будет почти невесомость (как в наших к примеру).

[Крысолов]

Т.е. нет сейчас, пока во вселенной

Злые языки говорят что мы таки живем в 2D мире на самом деле http://michael101063.livejournal.com/601085.html

 Т.е.,  все,  что  мы  видим  и  ощущаем,  все,  что  мы  называем  нашей  обычной  трехмерной  реальностью,  может  оказаться  проекцией  информации,  которая  хранится  на  тонкой,  удаленной  на  большое  расстояние  двухмерной поверхности.  Примерно  также  как информация  голограммы  хранится на  тонком  кусочке  пластика.  Нам  всем  знакомы  голограммы  по  защитным  знакам,  которые  есть  почти  на  каждой  кредитной  карточке.

Но,  Вселенная  как  Голограмма?  Это  один  из  самых  радикальных  пересмотров  нашей  картины  мира и реальности  из  всех,  когда-либо  предложенных.    И  свидетельства этого  исходят   из  одного  из  самых  странных  мест  в  пространстве:  из  "черных  дыр"...

[ясмин джакмич]

Т.е., все, что мы видим и ощущаем, все, что мы называем нашей обычной трехмерной реальностью, может оказаться проекцией информации, которая хранится на тонкой, удаленной на большое расстояние двухмерной поверхности.

Мало того, что Мы видим собственно перевернутое изображение, согласно исследованиям глаз видит вообще то круглое изображение со смазанным по контурам изображением - как в черно-белом кино кадры с наплывшей диафрагмой. То что по краям мозг услужливо дорисовывает по памяти.

[Labinnac]

Злые языки говорят что мы таки живем в 2D мире на самом деле

Если это и так, то только в масштабе самой вселенной (в масштабе миллиарды св. лет), на нашу рядовую жизнь (в масштабе мм-км) не влияет.

Та гипотетическая 2D-жизнь в этой теме - тоже нашего масштаба (мм-км).

Имхо, не возникнет такая жизнь на планете земного типа или даже на сверхземле - сила тяжести слишком маленькая.

Не возникнет она и на газовом гиганте - там нет твердой поверхности.

Какие еще есть варианты поверхностей с сильной гравитацией?

Поверхность нейтронной звезды разве что - правда там под миллион цельциев температура и сила тяжести под миллиард g (есть правда уж очень туманные предположения

о возможности существования жизни на сильных ядерных взаимодействиях в таких условиях, но это уж полнейшая фантастика, имхо).

[ImperialGuarder]

Теоретически, если взять куб, то он равен по всем 3 плоскостям. Если уменьшить размер одной из плоскостей, то он превратится в подобие плиты. Это означает, если взять длину, ширину и высоту, и сделать одно из этих совсем нулевым, то куб исчезнет целиком, поскольку остальные направления станут нулевыми. Отсюда следует вывод, что для 2д мира нужно иное пространство-время с иными законами.

Изменено 18 Feb 2017 пользователем ImperialGuarder

[Labinnac]

Это означает, если взять длину, ширину и высоту, и сделать одно из этих совсем нулевым

Совсем нулевым не выйдет. Но вот такой вариант квазидвухмерности...

Мы, люди, жили большую часть времени существования вида тоже по сути в, большей мере, "двухмерном" мире - если взгянуть на ареал племени в неолите, то допустим, 20 на 20 км квадрат, а высота - 1.5-1.8 м над землей (иногда увеличение объема в виде вылезания на дерево или скалу, иногда - залезание в пещеру/ниряние под воду), т.е. тот же "сплюснутый" куб.

Более-менее объемность ареала начала проявляться, когда землянки пошли, шахты, потом духэтажные (и больше-этажные) дома, крепостные стены, башни-замки, потом самолет, цеппелин, небоскребы, в конце концов космос пошел...

А до этого - по осях Х и Y неограниченно (пешком или на лодке по воде), по Z - 2 метра максимум.

Если представить себе расу - условно разумных "грибов", т.е. существ, тела которых состоят главным образом из сплетения подвижных гифов "грибницы" - или приземистых многоножек типа здоровенного сплюснутого трилобита или чего-то типа диккинсонии - и которые могут распространятся по осях X-Y неограниченно. а по Z - на 5-10 см над субстратом (землей, скалой там, каменной кладкой, полом) максимум, т.е. они не могут эффективно оперировать предметами по оси Z - да еще живущих на планете с гравитацией 2.5-3 g, то с нашей т.з. их цивилизация будет 2D-шной.

Никаких высоких строений - их города скорее всего будут выглядеть как серия лабиринтов-дорог с низкими стенками-бордюрами, наземными входами в сеть таких же подземных лабиринтов (с очень плавными спусками-пандусами, так что с т.з. обывателя-плоскомирника он идет/ползет по дороге, свертает на боковую аллею с выходом "метро", заходит на пандус с уклоном 2-3^o и продолжает движение вперед по плоскости). По деревьях с такой гравитацией особо не полазишь (тем более не факт, что растения в принципе могут выростать в таких условиях хоть какими-то высокими), да и данный ви дв таком мире скорее будет чисто равнинным - например, если бы в нашем мире разумные эволюционировали не с приматов, потомков древолазов, а из условных саванных копытных, например, то на деревья их бы особо не тянуло, как нас.

Причем они конечно же будут знать о 3D размерности мира - солнце, звезды и дожди никуда не денутся. Но с нашей т.з. большая часть их жизни будет проходить в ареале X-Y-Z, где Z - считаные сантиметры.

Изменено 18 Feb 2017 пользователем Labinnac

[Labinnac]

Если взять за пример аналог того же Kepler-10c, то его площадь в 5.5 раз больше земной - место просто дофига. но:

1) если там есть жизнь (не на Кеплере понятно, а на его условном аналоге), то температуры должны быть примерно как на Земле, чтоыб она могла существовать,

2) значит воды там тоже много,

3) из-за сильной гравитации в 3 g рельеф должен быть плоским, никаких Эверестов, горы высотой в 500 м - уже высоченные, также никаких глубинных жёлобов и впадин - океаны и моря будут очень мелководными, а значит должны покрывать огромные площади. Такая планета скорее всего будет покрыта мелкими эпиконтинентальными морями типа Азовского или Баренцова, и площадь суши будет менее земной (в % отношении). Но даже если моря покроют 90% площади планеты, оставшиеся 10% все равно будут занимать вдвое большую площадь, чем вся земная суша. Даже если 95% планеты будет океаном, остальные 5% будут соответствовать земной суше по километражу. Т.е. места хватит для сухопутной цивилизации, имхо.

4) Непонятно, что с испарением. Т.е. вода будет испаряться, но на какой высоте будут облака - не знаю. Тут интерес в дождях - капли при 3 g уже будут сильно влиять на флору и фауну в плане повреждений, это по сути аналог мелкого града. Наверное местная сухопутная фауна будет поголовно носить спинные панцири (кость/хитин). Растения - что-то типа лишайников, мхов или растений-подушек вна Земле плюс всяческие ползучие типа плюща/карликовой березы\кедрового стланика,

Флора вот такого типа

 

4) чтобы появились местные сапиенсы - должна быть богатая и развитая экосистема. Лесов в нашем понимании там не будет, значит нужны вот такие повсеместные обширные "моховые саванны" для продуцирования достаточной биомассы, чтобы прокормить животных и собственно сапиенсов.

5) Реки. Из-за плокого рельефа горных потоков там вроде бы не должно быть так много, как у нас, но из-за сильной гравитации скорость потоков будет большой по идее, т.е. сильнее водяная эрозия. Для местных разумных - почти непреодолимые препатствия на ранней стадии развития. Дял морской флоры - бонус в виде активного поставщика минералов с континентов.

6) Геология. Песок там плотнее нашего, все осадочные материалы спрессовуются быстрее и на горадо меньших глубинах. Уйма услвоного мрамора вместо известняков и мела, плюс куча каменного угля вместо бурого угля, торфа и сапропелей.  Очень много различных сланцев, гранатов, магнетитов.

7) Тектоника. Бурная, планета здоровенная, тепла много, ядро жидкое и бурлит, гравитационная дифференциация актвная. В общем - глобальная Япония/Чили на площади 5-ти Земель.

8 ) Магнитное поле. Сильное, даже очень сильное, сильнее земного (огромное жидкое железное ядро обеспечит, даже если планета медленно вращается) - если планета не в резонансе со звездой. Тады ой.

9) Местные сапиенсы - продук сухопутной эволюции вот таких тварей

http://vignette3.wikia.nocookie.net/prenistoricpark/images/d/d6/Дикинсония.jpg/revision/latest?cb=20130816064841&path-prefix=ru

или таких

http://www.evpatori.ru/wp-content/uploads/2011/06/trilobite-трилобит-окаменелости.jpg

или таких

Жду тапок.

[Vanga Vangog]

Коллеги Labinnac и Звёзды Светят, рад, что вы начали, но я имел в виду двухмерную вселенную (с опущенными нюансами физики) а не просто планету со сверхвысокой гравитацией. Если при заданных мной условиях появление жизни невозможно/непросчитываемо - так и скажите.

[Борис Чигидин]

Вы сначала с тем, что такое "жизнь" определитесь. А уж физика в таком мире настолько отлична от нашего, что никакие привычные нам понятия неприменимы.

[Бухой терминатор]

Если представить себе расу - условно разумных "грибов", т.е. существ, тела которых состоят главным образом из сплетения подвижных гифов "грибницы" - или приземистых многоножек типа здоровенного сплюснутого трилобита или чего-то типа диккинсонии - и которые могут распространятся по осях X-Y неограниченно. а по Z - на 5-10 см над субстратом (землей, скалой там, каменной кладкой, полом) максимум, т.е. они не могут эффективно оперировать предметами по оси Z - да еще живущих на планете с гравитацией 2.5-3 g, то с нашей т.з. их цивилизация будет 2D-шной. Никаких высоких строений - их города скорее всего будут выглядеть как серия лабиринтов-дорог с низкими стенками-бордюрами, наземными входами в сеть таких же подземных лабиринтов (с очень плавными спусками-пандусами, так что с т.з. обывателя-плоскомирника он идет/ползет по дороге, свертает на боковую аллею с выходом "метро", заходит на пандус с уклоном 2-3o и продолжает движение вперед по плоскости). По деревьях с такой гравитацией особо не полазишь (тем более не факт, что растения в принципе могут выростать в таких условиях хоть какими-то высокими), да и данный ви дв таком мире скорее будет чисто равнинным - например, если бы в нашем мире разумные эволюционировали не с приматов, потомков древолазов, а из условных саванных копытных, например, то на деревья их бы особо не тянуло, как нас.

http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/fant/klement/operats-tyag/01.html

[Звёзды Светят]

Вот такой мир - потянет? :

 

 

 

[Роберт]

В двумерном пространстве невозможны устойчивые орбиты, кроме идеально круговых.

[VIR]

В двумерном пространстве невозможны устойчивые орбиты, кроме идеально круговых.

Это еще почему?

Изменено 19 Feb 2017 пользователем VIR

[Роберт]

Это еще почему?

Теорема Бертрана (в английской статье подробнее).

Суть вкратце: Бертран доказал, что стабильные орбиты возможны лишь в таком поле тяготения, сила котрого пропорциональна расстоянию (случай растянутой пружины) или обратно пропорциональна квадрату расстояния (закон всемирного тяготения в трёхмерном пространстве). В двумерном пространстве сила тяготения была бы обратно пропорциональна расстоянию, а не его квадрату (это вытекает из геометрических соображений), а потому стабильные орбиты были бы невозможны. По той же причине они невозможны в 4-, 5- и более мерных пространствах, где сила тяготения обратно пропорциональна расстоянию в степени "размерность пространства минус один".

Изменено 19 Feb 2017 пользователем Роберт

[Ink27]