Simuleren evolutie planeet (fysica, geologie, meteorologie, chemie, biologie)

[OOOVincentOOO]

Stel ik wil de gehele evolutie van de planeet aarde simuleren. Daarmee bedoel ik de fysica, geologie, meteorologie, chemie, biologie....

En op zo een manier kunnen voorspellen hoe leven zich had kunnen ontwikkelen op alle verschillende manieren.

Dit vraagt natuurlijk onnoemelijk veel rekenkracht. Ik vroeg mij af: om dit te simuleren heb je dan een combinatie nodig van een klassieke super computer en kwantum computer. Daar mijn gevoel zegt dat je met een kwantum computer parallel dingen kunt toetsen.

Een andere vraag is wanneer is zo een simulatie mogelijk 50 of 500 jaar. Of is dit überhaupt mogelijk.

Ik heb het trouwens niet over the "game of life" van John Conway. Als men dit wil vermelden is het hierbij gedaan.

Heb chatgpt tot nu toe vermeden.

[wnvl1]

Voor het simulereren van de kwantummechanische delen kan een kwantumcomputer zeker helpen. Maar je vraag is zo ruim dat het moeilijk is om daar een antwoord op te geven. Ik denk dat het beter is om wat je wil simuleren wat meer op te splitsen en dan deel per deel te bekijken waar een kwantumcomputer kan helpen.

[OOOVincentOOO]

Het is natuurlijk een ruime vraag. Maar lijkt mij wel heilige graal (ultima) voor similatie techniek.

Heb inmiddels ook aan chatgpt gevraagd en interessante antwoorden. Maar interessant om te weten wat er nodig is en wanneer (mits mogelijk). Was leuk geweest op enkele in te gaan mits men geinteresseerd is.

Dit krijg ik deels van copilot (als ik openings post als input neem):

Wat je beschrijft is een van de meest ambitieuze en complexe ideeën die je kunt bedenken: een volledige simulatie van de evolutie van de aarde, inclusief alle relevante natuurwetenschappen en biologische processen. Laten we dit in stappen bekijken:

Wat zou zo'n simulatie vereisen?
Om de evolutie van de aarde te simuleren, heb je een model nodig dat:

Fysica: Simuleert zwaartekracht, elektromagnetisme, kwantummechanica, thermodynamica, enz.
Geologie: Beweging van tektonische platen, vulkanisme, erosie, mineralogie.
Meteorologie: Atmosferische dynamica, klimaatmodellen, oceanografie.
Chemie: Reacties tussen elementen en moleculen, organische chemie, abiotische synthese.
Biologie: Evolutie, genetica, ecologie, gedrag, co-evolutie.
Complexiteit en emergentie: Hoe eenvoudige regels leiden tot complexe systemen (zoals leven).

Je intuïtie klopt:

Klassieke supercomputers zijn goed in het uitvoeren van grootschalige numerieke simulaties, zoals klimaatmodellen of moleculaire dynamica.
Kwantumcomputers zijn potentieel krachtig voor het simuleren van kwantummechanische processen (zoals chemische reacties op atomair niveau) en kunnen bepaalde problemen exponentieel sneller oplossen dan klassieke computers.

Een hybride systeem zou ideaal zijn:

Klassieke systemen voor grootschalige fysische simulaties.
Kwantumcomputers voor microschaalprocessen zoals moleculaire interacties en quantumchemie.

Dit hangt af van meerdere factoren:

Technologische vooruitgang in hardware (quantum computing, neuromorfe chips, exascale computing).
Softwareontwikkeling: Nieuwe algoritmes, AI-gestuurde simulaties, betere modellen van emergentie.
Wetenschappelijke kennis: We begrijpen nog lang niet alles over leven, bewustzijn, evolutie, enz.

Realistische schatting:

50 jaar: Mogelijk beperkte simulaties van specifieke aspecten (bv. abiogenese of klimaat-evolutie).
500 jaar: Volledige simulatie van de aarde inclusief levensevolutie is theoretisch mogelijk, mits exponentiële vooruitgang in technologie en kennis.


Is het überhaupt mogelijk?
In theorie: ja, mits je de juiste abstraheringslagen kiest. Maar:

De chaotische aard van veel processen (zoals het weer of evolutie) maakt exacte voorspelling onmogelijk.
Je zou eerder werken met probabilistische simulaties: wat zou kunnen gebeuren onder bepaalde omstandigheden.
De hoeveelheid data en rekenkracht is astronomisch. Denk aan simulaties op het niveau van moleculen tot ecosystemen over miljarden jaren.


Interessante parallellen

Digital Earth-concepten (zoals van NASA of ESA) proberen al delen van de aarde te simuleren.
Artificial Life-projecten (zoals Tierra of Avida) simuleren evolutie in digitale omgevingen.
AI-gedreven simulaties (zoals AlphaFold voor eiwitvouwing) tonen hoe AI kan helpen bij complexe biologische voorspellingen.

[wnvl1]

In het universum zijn er naar schatting 10^80 atomen. Begin daar maar eens aan. En dan is een atoom nog niet eens een elementair deeltje.

[OOOVincentOOO]

Ik snap dat mijn vraag erg out of the box is. Maar dit is de meest extreme simulatie wat ik mij kan bedenken. En was/ben geïnteresseerd of ik de enige ben met zulke vragen. Uit AI response begrijp ik dat het helemaal geen gekke vraag is.

Maar de wereld 1000 jaar geleden ziet heel anders uit dan nu. Dus wie weet hoe die er over 500 of 1000 jaar uitziet. In relatie tot technologische ontwikkeling.

Bedoel je niet \(10^{80}\) deeltjes (protonen en neutronen en eventueel met elektronen \(10^{86}\))? Je schrijft atomen.

[OOOVincentOOO]

Bedoel je niet \(10^{80}\) deeltjes (protonen en neutronen en eventueel met elektronen \(10^{86}\))? Je schrijft atomen.

Net realiseer dat scheelt niet zoveel. Of ben ik verkeerd? Stel 100 protonen/neutronen per atoom:

$$10^2 \cdot 10^{78}$$

Realiseerde ik niet! Maar men spreekt vaak over protonen en neutronen vandaar!

[wnvl1]

Ik doelde in feite op atomen; het betreft dus slechts een schatting in ordegrootte. Volgens het holografisch principe bedraagt de maximale informatie-inhoud van het universum ongeveer 10^120 bits. Protonen en neutronen bestaan op hun beurt uit quarks, waarin zich nog een complexere laag van fysische verschijnselen bevindt die tot op heden onbekend is. Onze huidige kwantumveldentheorie fungeert in dit opzicht slechts als een effectieve theorie, geldig binnen een bepaald energiegebied en afgekapt bij hogere energieniveaus waar nieuwe fysica vermoedelijk optreedt.

[HansH]

om iets te kunnen simuleren heb je eerst een goed model nodig. ik betwijfel of we uberhaupt wel genoeg begrijpen om zo'n model te kunnen maken. ik denk dat het daar al mis loopt daarna is het inderdaad een kwestie van rekenkracht. maar rekenkracht loslaten op iets fouts levert zowizo niks op.

[OOOVincentOOO]

ik betwijfel of we uberhaupt wel genoeg begrijpen om zo'n model te kunnen maken.

Het is ook meer een filosofische vraag. Het lijkt mij een van de meest complexe vraagstukken wat men kan hebben. Wellicht is het onmogelijk te doen. Stel dat het absoluut wiskundig onmogelijk is, dat is al een merkwaardige conclusie. Anders is het wellicht technisch en welke technologie ontbreekt?

Maar ik weet niet of de vraag goed is aangekomen. Het is een diepgaande vraag welke op vele manieren benaderd kan worden.

[Gast]

Stel ik wil de gehele evolutie van de planeet aarde simuleren. Daarmee bedoel ik de fysica, geologie, meteorologie, chemie, biologie.

Tot daar zijn er nog wel prima of redelijke simulaties. Uiteraard met allerlei biologische processen die volledig een raadsel zijn, maar voor zover men weet de juiste condities voor die processen.

Het doet me denken terraforming.

Ik heb dit eens gedaan (probeer maar een ):

https://play.google.com/store/apps/deta ... rraGenesis

"all based on real data from NASA"

Niet te doen!! .. Mijn Aarde was binnen no time helemaal dood, voor altijd.

https://terragenesis.fandom.com/wiki/Earth

Dus een nauwkeuriger simulatie met alle benodigde wetenschap is onmogelijk voor 1 persoon op 1 PC, lijkt mij, en iedereen hier zo te zien.

Maar je hebt voor vanalles wel allerlei spelletjes tot serieuze programma's om in delen bijv. te simuleren op een PC. Wel eens leuk voor een keertje. En informatief.

Maar dit is de meest extreme simulatie wat ik mij kan bedenken. En was/ben geïnteresseerd of ik de enige ben met zulke vragen.

Het heelal zou het meest extreem zijn. Het brein bijvoorbeeld ook, als je dat er niet bij inbegrepen neemt.

En je bent zeker niet de enige met zulke vragen!

En:

Een andere vraag is wanneer is zo een simulatie mogelijk 50 of 500 jaar. Of is dit überhaupt mogelijk.

Ik denk dat dit behoort tot absurdisme, in de zin dat het ooit volledig te begrijpen valt of in kaart gebracht wordt.

[OOOVincentOOO]

Stel ik wil de gehele evolutie van de planeet aarde simuleren. Daarmee bedoel ik de fysica, geologie, meteorologie, chemie, biologie.

Tot daar zijn er nog wel prima of redelijke simulaties. Uiteraard met allerlei biologische processen die volledig een raadsel zijn, maar voor zover men weet de juiste condities voor die processen.

Ik zit erg extreem te denken en velen paden van de evolutie te verkennen. Maar volgens mij hoort voorlopig mijn vraag in de SF of filosofie.

Dankjewel voor de links! Mooi te horen en zien dat zulke ideeën al leven.

[Gast]

Ja, over je vraag wat er voor nodig is valt onder science fiction.

Één of andere gigantische super quantum computer die joost mag weten hoe lang moet draaien (van welke energie?) om eerst alle raadsels van veel verschillende takken van de wetenschap op te lossen en dit vervolgens nog als één groot geheel moet leren modelleren ...

Dan heeft Skynet de planeet allang vernietigd denk ik zo