Рэндалл Манро - А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы

Однако мы сбрасываем на Марс очень много воды и очень быстро (и вся она на несколько градусов теплее нуля), так что она не будет успевать замерзнуть, вскипеть или испариться. Если наш портал достаточно велик, то кратер Гейла скоро превратится в озеро – так же, как это произошло бы на Земле. Мы можем использовать отличные топографические карты Марса, созданные Геологической службой США, чтобы отследить движение воды.

Вот кратер Гейла в начале нашего эксперимента:

Вода продолжает прибывать, озеро заполняется, и «Кьюриосити» скоро будет погребен под сотнями метров воды:

В конце концов гора Шарпа уйдет под воду и на ее месте образуется озеро. Однако до того как вершина горы полностью скроется под водой, вода перельется через северный край кратера и потечет по песку марсианской пустыни.

Есть признаки того, что из-за периодических периодов сильной жары лед в марсианской почве иногда тает и тогда образуется жидкая вода. Когда это случается, струйка воды высыхает раньше, чем успевает куда-либо утечь. Однако в нашем распоряжении не струйка, а целый Мировой океан.

Водоемы на Северном плато:

Постепенно плато будет полностью покрыто водой:

Однако если внимательно посмотреть на карту регионов Марса, расположенных ближе к экватору (там много вулканов), мы увидим, что немалая часть суши все же находится далеко от воды:

[Проекция Меркатора, полюса не показаны.]

Откровенно говоря, я считаю эту карту довольно скучной – на ней мало что происходит. Это просто большой пустой кусок земли с океаном сверху.

Карта на двоечку.

Мы еще и близко не подошли к тому, чтобы перелить на Марс весь Мировой океан, но, хотя к концу нашего прошлого ответа на карте Земли оставалось немало синих пятен, оставшиеся моря были мелкими – большая часть объема океана была уже истрачена.

Марс гораздо меньше Земли, так что из того же объема воды получатся более глубокие моря.

К этому моменту вода заполняет долины Маринер, создавая береговые линии необычных очертаний. Карта уже не такая скучная, но окрестности великих каньонов демонстрируют довольно странные формы.

Вода добирается до марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити» и накрывает их.

В конце концов она прорывается в ударный кратер Эллады, самую низкую точку Марса.

На мой вкус, теперь соответствующая часть карты выглядит весьма неплохо.

Вода обильно растекается по поверхности, и на карте появляется несколько крупных островов (и великое множество мелких).

Вода быстро покрывает большую часть высоких плато, оставив только несколько островов.

И тут, наконец, поток останавливается: океаны Земли осушены.

Давайте приглядимся к основным марсианским островам внимательнее:

Все марсоходы давно погребены под толщей воды.

Вершины Олимпа и нескольких других вулканов останутся над водой. Как ни странно, они и близко не подошли к тому, чтобы стать подводными. Олимп все еще возвышается больше чем на 10 км над новым уровнем моря. На Марсе очень высокие горы.

Эти невероятные острова – результат того, что вода заполнила Лабиринт Ночи, загадочный лабиринт ущелий, происхождение которых до сих пор неизвестно.

Океаны на Марсе не протянут долго. Возможно, благодаря парниковому эффекту на Красной планете на какое-то время наступит потепление, но все же Марс слишком холодный. В конце концов океаны замерзнут, будут занесены пылью и постепенно сместятся в область вечной мерзлоты на полюсах.

Однако это займет немало времени, а до тех пор Марс будет чрезвычайно любопытным местом.

Если вспомнить, что у нас имеется портал, позволяющий перемещаться между планетами, то последствия очевидны:

Уникальные твиты

ВОПРОС: Сколько уникальных твитов можно написать на английском языке? Сколько времени потребуется населению Земли, чтобы прочесть их все вслух?

Далеко на севере, в земле под названием Свеи, стоит скала высотой в сотню миль и шириной в сотню миль. Раз в тысячу лет маленькая птица прилетает к скале, чтобы поточить клюв. Когда эта скала будет сточена, пройдет один день вечности.

ОТВЕТ: Длина твита составляет 140 символов. В английском алфавите 26 букв – то есть 27 символов, если считать пробел. Используя эти знаки, можно составить 27140 ~ 10200 возможных последовательностей.

Но «Твиттер» не ограничивается этими знаками. Можно поиграть с полным набором Unicode, где имеется более миллиона символов. «Твиттер» довольно сложно считает символы Unicode, но сумма возможных последовательностей может достичь 10800.

Конечно, почти все они будут бессмысленным набором букв и знаков из десятка разных языков. Даже если ограничиться латинским алфавитом, в получившихся последовательностях будут бессмыслицы вроде ptikobj. Но вопрос Эрика был о твитах, которые действительно несут какую-то информацию на английском языке. Сколько их может быть?

Это сложный вопрос. Первый порыв – позволить использовать только английские слова. Затем можно ограничить себя только грамматически правильными предложениями.

Но все равно возникают трудности. Например, Hi, I’m Mxyztplk – грамматически правильное предложение, если вас на самом деле так зовут. (Строго говоря, если подумать, оно грамматически правильное, даже если вы соврали.) Очевидно, не имеет смысла считать каждую фразу, начинающуюся со слов «Привет, я – …», отдельным предложением. Для англоязычного читателя Hi, I’m Mxyztplk практически неотличимо от Hi, I’m Mxzkqklt, и засчитывать оба не стоит. Зато Hi, I’m xPoKeFaNx, очевидно, отличается от первых двух, хотя xPoKeFaNx никак нельзя посчитать английским словом.

Итак, этот способ отбора, похоже, не работает.

К счастью, есть более удачный подход.

Давайте представим себе язык, в котором есть только два верных предложения, и каждый твит должен быть одним из этих предложений. Это:

В пятом стойле есть лошадь

и

В моем доме полно ловушек.

Тогда лента вашего «Твиттера» выглядела бы вот так:

Эти сообщения довольно длинные, но в них не очень много информации – они только показывают, выбрал человек сообщение про ловушки или про лошадь. По сути, это двоичный код – цифра 0 или цифра 1. Хотя здесь много букв, для читателя, владеющего этим языком, каждый твит содержит лишь один бит информации.

Этот пример подводит нас к важной идее о том, что информация фундаментально связана с неуверенностью получателя в содержании сообщения и его неспособностью предсказать это содержание заранее.

Клод Шэннон – который практически в одиночку изобрел современную теорию информации – придумал хитрый метод, чтобы измерять информационную содержательность языка. Он показывал группам людей образцы типичного английского текста, которые были произвольно оборваны, и предлагал угадать, какая буква последует дальше.

Наши города рискуют просто утонуть в информации!

Основываясь на частоте верных догадок – и сложном математическом анализе, – Шэннон определил, что информационная насыщенность типичного письменного английского составляет 1–1,2 бита на букву. Это значит, что хороший алгоритм сжатия должен позволять сжать английский текст в кодировке ASCII, в котором восемь бит на букву, примерно до одной трети изначального объема. И в самом деле, если применить к электронной книге в формате .txt хороший архиватор, примерно это и произойдет.

Если фрагмент текста содержит n бит информации, в определенном смысле это значит, что есть 2ⁿ сообщений, которые он может передавать. Конечно, не обошлось без математического жонглирования (в частности, в том, что касается длины сообщения и штуки под названием «расстояние единственности»), но суть в том, что предположительное количество различных осмысленных твитов на английском составляет 2140×1,1 = 2 × 1046, а не 10200 или 10800.

И сколько же времени потребуется миру, чтобы прочесть их все вслух?

Чтение 2 × 1046 твитов займет у человека порядка 1047 секунд.