Универсальные единицы измерения
В двух недавних постах я рассматривал проблему поиска универсальных систем, на основе которых мы сможем взаимодействовать и общаться с иными формами разумной жизни. В этом посте я хочу разобрать ещё две такие системы - систему единиц измерения и систему счисления.
Ещё в средние века в каждой стране и, более того, в каждом городе для измерения расстояний использовались свои системы единиц, в основном, производные от размера человеческого тела - футы, аршины, локти, сажени. Для измерения массы везде тоже использовали разные единицы - фунты, пуды, унции, шевели, таланты, драхмы. От многих из этих единиц произошли названия валют, так как раньше деньги существовали в виде золотых, серебрянных или медных монет определённой массы.
Только совсем недавно по историческим меркам человечество смогло придти к унифицированной системе единиц измерения, так называемой СИ. Расстояние в ней измеряют в метрах и производных от метра величинах, массу в килограммах и других производных от грамма величинах, время в секундах, температура в кельвинах. Из всех стран мира только в США до сих пор используется нестандартная система единиц измерения расстояний, масс и температур, да и то только на бытовом уровне, а не в науке и инженерии.
Однако все эти единицы измерения - килограммы, метры и секунды - всё ещё антропоцентричны. Секунда - это 1/60 доля минуты, минута - 1/60 доля часа, а час - 1/24 доля земных суток. Размер метра - это производная величина от секунды - длина маятника, чей период колебаний в условиях земной гравитации равен ровно 1 секунде. Грамм же - это производная величина от метра - масса кубического дециметра воды. Градусы по шкале Кельвина - это те же градусы по шкале Цельсия, которые, в свою очередь, являются 1/100 долей температуры от точки плавления до точки кипения воды при давлении земной атмосферы. Как видите, все наши стандартные единицы сильно завязаны на нашу планету. Более того, мы часто используем и прочие привязанные к ней единицы измерения - дни, годы, производные от них световые годы. Если мы измеряем этими единицами какие-то фундаментальные параметры нашей Вселенной, то получаем совершенно случайные числа - вроде значения скорости света в 299,792,458 метров в секунду.
В 1899 году немецкий физик Макс Планк предложил использовать иную, гораздо более универсальную систему единиц, которая будет логична в любом месте и в любой момент времени во Вселенной. В его честь эту систему назвали планковскими единицами. В этой системе измерения в качестве единиц выбраны фундаментальные константы физики - скорость света, постоянная Планка, постоянная Больцмана и гравитационная постоянная. Использование этой системы измерения немного упрощает некоторые физические расчёты, но что гораздо важнее, все единицы в ней - это естественные величины, исходящие из законов физики нашего мира. Например, планковская масса является нижним пределом масс чёрных дыр и верхним пределом для масс элементарных частиц. Планковская длина и планковское время - это наименьшие возможные единицы измерения расстояния и времени, выводящиеся из скорости света - на меньших расстояниях и отрезках времени нет смысла даже говорить о законах физики. Среди всех систем единиц измерения, которые встречаются как у нас, так и у инопланетян, общей может быть только система планковских единиц.
Другие используемые нами ежедневно неуниверсальные системы - это системы счисления на основании чисел десять и шестьдесят. Десятичная система используется нами по биологически-историческим причинам - у нашего вида на двух руках 10 пальцев, а считали мы изначально на пальцах. Шестьдесятиричная система счисления, бывшая популярной в древнем Шумере, уже давно не используется напрямую, но её наследие всё ещё с нами - 12 месяцев в году, 24 часа в сутках, 360 градусов в круге, по 60 минут в долях градуса и часа, и 60 секунд в угловой и временной минутах. Эта система счисления казалась шумерам удобной, так как число 60 делится и на 2, и на 3, и на 4, и на 5, и на 6.
Однако, у инопланетян может быть другое количество пальцев на руках, если у них вообще есть пальцы и руки. А использовать 60-ричную систему счисления в развитой математике по очевидным причинам невозможно - вам нужно 60 разных цифр! Единственная “естественная” система счисления - это используемая компьютерами двоичная система. В огромной вероятностью, компьютеры инопланетян работают тоже на ней. Наш мир полон бинарных противоположностей - свет и тьма, верх и ни з, прошлое и будущее, любовь и ненависть. Двоичная система абсолютно естественна для нашей Вселенной.