Cara mengukur kompleksitas suatu bahan / zat?
Saya mencoba untuk membuat sistem sihir di mana seseorang harus memahami materi / substansi sehingga mereka dapat menemukannya di sekitar mereka, dan akhirnya memanipulasinya dengan cara lain.
Saya mencoba sesuatu seperti ini:
Seseorang menggunakan perangkat implan alien untuk memindai sifat emas, sehingga dapat mengirim sinyal untuk menemukannya di lingkungan terbatas. Perangkat tersebut menggunakan energi biologis pemiliknya, seperti otak kedua - namun ia hanya mengkonsumsi energi saat beroperasi dan jumlahnya tergantung pada tugas yang ada.
Jika pengguna memiliki akses ke emas murni, itu lebih mudah karena itu satu elemen. Namun, emas murni sulit didapat, jadi mereka menggunakan cincin emas, yang merupakan paduan (emas + perak + tembaga + seng) dan membuat tugas tersebut jauh lebih memakan energi.
Mudah dalam contoh ini, tetapi bagaimana saya dapat membandingkan pemindaian rambut manusia dengan, misalnya, sutra? Atau bahkan dua jenis bahan berbasis karbon, batu bara vs berlian?
Adakah cara yang mudah untuk membandingkan molekul sehingga saya dapat mencarinya secara online dan dengan mudah membuat skala energi?
Karena, seperti yang saya pahami, bukan hanya ukuran molekul yang penting tetapi juga jenis elemen yang terlibat, bagaimana ikatan satu sama lain, dan struktur yang mereka bentuk.
Jawaban
Salah satu cara untuk melakukan ini mungkin dengan menilai kompleksitas dengan jumlah atom dalam molekul. Dengan begitu, Anda bisa mendapatkan emas dengan mudah, air menjadi sedikit lebih keras, dan sesuatu yang penuh dengan miliaran protein terlipat, seperti daging manusia, hampir mustahil.
Satu masalah dengan apa yang baru saja saya usulkan adalah bahwa tidak semuanya pecah dengan rapi menjadi molekul. Paduan dan garam mungkin membutuhkan sistem yang berbeda. Tetapi untuk perkiraan cepat jumlah-atom-per-molekul mungkin bagus.
Pendekatan yang sedikit berbeda mungkin adalah jumlah / jenis obligasi. Sesuatu seperti air (dua ikatan tunggal) bisa lebih mudah daripada karbon dioksida (dua ikatan rangkap). Sekali lagi, ini akan merugikan molekul besar, dan rusak dengan garam dan paduan.
Jalan tengah mungkin adalah energi ikatan. Setiap ikatan memiliki energi yang dibutuhkan untuk memutusnya, dan itu berbeda untuk ikatan yang berbeda. (Energi ini tersedia dengan berkonsultasi dengan Google). Jika Anda menilai kompleksitas molekul dengan menjumlahkan energi ikatan molekul, Anda akan mengalami kesulitan yang semakin besar karena molekul menjadi lebih besar, sementara memungkinkan adanya perbedaan antara jenis ikatan. Untuk garam Anda bisa menggunakan unit dasar, dan untuk paduan ... Saya yakin Anda bisa memikirkan sesuatu.
Ini ide yang sangat keren, btw!
jumlah elemen mungkin menjadi taruhan terbaik Anda. Gumpalan protein sebenarnya tidak jauh lebih kompleks daripada tumpukan acak dari elemen yang sama. Dalam hal data mentah, kami tidak menemukan bahwa pengaturan elemen secara acak berguna. Sebongkah grafit dan sebongkah berlian dengan massa yang sama sama kompleksnya atau cukup dekat, berlian mungkin mengandung lebih banyak energi karena memiliki lebih banyak ikatan, tetapi dalam hal informasi mentah keduanya mengandung jumlah informasi yang sama, jumlah yang sama atom, dan kulit elektron hanya dalam pola yang berbeda. sedangkan sesuatu seperti baja memiliki atom besi dan karbon. Anda juga dapat memasukkan faktor berdasarkan urutan bahannya, sebongkah emas pada dasarnya bisa acak, sedangkan baja harus memiliki pola molekuler, meskipun berbentuk kristal sederhana. sementara sesuatu seperti protein memiliki pola yang lebih kompleks, atau lebih tepatnya pola pola, dan makhluk hidup memiliki pola yang lebih kompleks di dalam pola di dalam pola, dll, dll.
Anda bisa jalan pintas bagaimana memesan materi menggunakan bentuk klasifikasi sederhana kimia SMA. Ini tidak sempurna tetapi Anda sedang menulis cerita bukan disertasi tentang kimia.
Dengan meningkatnya kerumitan di sisi kanan, Anda dapat menambahkan satu kategori lagi untuk makhluk hidup yang sangat kompleks.
Jika mau lebih dalam bisa juga menggunakan temprature, semakin dingin bahannya maka semakin tertata.
Konten informasi
Sepertinya metrik yang Anda inginkan sebenarnya adalah konten informasi.
Ini mungkin memerlukan sedikit lambaian tangan, karena tidak jelas mengapa "sihir yang mengharuskan Anda memahami struktur suatu benda" akan membedakan antara tidak perlu peduli tentang struktur yang tepat dari tumpukan atom yang tersusun secara acak (mis. seember H₂O murni, yang memiliki kandungan informasi yang sangat rendah) vs. katakanlah kepingan salju yang dapat dikatakan memiliki kandungan informasi yang jauh lebih tinggi (yaitu untuk mendeskripsikan bentuknya secara tepat). Tapi Anda mengatakan elemen "murni" seharusnya mudah, jadi mungkin inilah yang Anda inginkan.
Dalam pengertian ini, meskipun secara tepat menentukan segala sesuatu tentang seember H₂O murni itu mudah. Ya, setiap molekul memiliki posisi dan kecepatan yang unik (dan berkat Heisenberg, Anda tidak dapat mengetahui keduanya), tetapi sifat ini acak. Mereka tidak berarti; mereka bukanlah informasi .
Dengan metrik ini, sesuatu seperti Emerald yang dipotong atau kunci pas die-cast cukup mudah; Anda hanya perlu memahami struktur dasar atom dan proporsi relatifnya, dan memiliki gambaran yang cukup kasar tentang bentuknya. Sirkuit terpadu yang sangat sederhana akan sangat sulit, sementara sesuatu yang sangat rumit seperti CPU modern atau sel hidup hampir pasti di luar kemungkinan, setidaknya jika kita berbicara tentang manusia. (Anda mungkin membuat virus atau untai DNA, tetapi DNA hampir tidak menyentuh permukaan informasi aktual yang masuk ke organisme hidup. DNA bagi makhluk hidup adalah resep baja tahan karat bagi gedung pencakar langit modern.)
Replikator Star Trek kadang-kadang dinyatakan bekerja dengan cara ini, karena alasan yang hampir sama; Ada perbedaan besar dalam jumlah informasi yang dibutuhkan untuk menjelaskan susunan acak protein dan bahan kimia untuk membuat sesuatu yang dapat dianggap sebagai "steak", atau bahkan untuk bangkai, dan jumlah informasi yang diperlukan untuk membuat seekor sapi jantan hidup . Secara kebetulan, ini menunjukkan kerutan yang menarik; sihir Anda mungkin lebih mudah jika Anda tidak peduli tentang merusak "bahan sumber" Anda.
(BTW, saya telah membaca buku tentang subjek ini, meskipun saya tidak dapat mengingat judul tertentu begitu saja.)
Untuk menjawab pertanyaan Anda secara lebih langsung, kerumitan suatu zat sebanding dengan kemudahan mendeskripsikannya. Jadi, hal yang harus dilakukan adalah bertanya pada diri sendiri betapa sulitnya mendeskripsikan sesuatu dengan cara yang Anda anggap cocok dengan deskripsi Anda sebagai "hal yang sama". Inilah sebabnya mengapa sesuatu seperti "seember air" itu mudah; sekumpulan molekul H₂O dalam susunan apapun tetaplah "air". Untuk sesuatu seperti bantalan bola, Anda perlu tahu bahwa itu adalah bola, yang mungkin memiliki struktur kristal tertentu, yang memiliki proporsi besi, karbon, dan sebagainya, tetapi posisi karbon yang tepat. atom tidak penting. Untuk sesuatu seperti protein, itu adalah ketel ikan lainnya ... dan lupakan sesuatu seperti ikan. Seperti disebutkan di atas, mungkin Anda bisa membungkus kepala Anda di sekelilingnya agar ada sesuatu yang menyerupai ikan (mati) setelah selesai. Otoh, Anda mungkin bisa melakukan sesuatu seperti perubahan semua DNA dalam suatu organisme untuk beberapa pengaturan lain (yang kita miliki, setelah semua, contoh DNA sepenuhnya sequencing), meskipun apa yang menggunakan ini akan menjadi adalah masalah seluruh lain.