Der Replikator in Star Trek

[Hubi]

@ Sebenai Frill
Dieses kackbraune Material muss doch auch repliziert werden, und das ginge nur auf atomarer Ebene.

Molekularbasis könnte bedeuten, das der Replikator keine einzelnen Atome replizieren kann, sondern nur gespeicherte Kombinationen, also Moleküle.
Der Transporter kann aber einzelene Elemtarteilchen matrealisieren und sie beliebig Kombinieren, deshalb kann er alle denkbaren Atome und Stoffe erzeugen ohne das sie gespeichert sind. Schließlich muss der Transporter bestehende Atome transportieren und das geht nur auf diese Weise. Im TNG Technic Manual ist auch nicht von Atomarauflösung, sondern von Quantenauflösung die Rede.

Für eine atomare Auflösung sind ca. 120 Elemente zu berücksichtigen.... oder ca. 500 Isotope.

Bei atomarer Auflösung müsste der Replikator trotzdem für jedes Molekül wissen wie er die Atome kombinieren muss, das wäre IMO ein größerer Aufwand.

[Odysseus]

Zu aller erst: Es ist schlichtweg falsch, dass der Replikator Energie in Materie umwandelt. Das ist bei Star Trek der Menschheit (noch) nicht möglich. Selbst beim Beamen wird der Mensch nicht in Energie umgewandelt, sondern in einen extrem stark focussierten Materiestrom. (Das ist zwar - von der technischen Durchführbarkeit des Transportvorgangs her - viel unglaubwürdiger als der Energiestrahl, aber passt besser zur inneren Logik von Star Trek).


Das Replikatorsystem funktioniert folgendermaßen:

In bestimmten Tanks ist das "Rohmateial" deponiert. Es handelt sich dabei grob gesagt um zwei Kathegorien: organischer Grundstoff und anorganischer Grundstoff. Beide sind eine Mischung aus verschiedensten Molekülen, wobei auch hier unterschieden wird und es mehrere Tanks für verschiedene Materialien gibt. (Jedenfalls ist letzteres anzunahmen, steht aber nirgends).
Das Rohmaterial liegt also in makromolekulater Form vor. Um eine möglichst große Palette an Materialien herstellen zu können, muss der Replikator mit vielen Bauformeln einzelner Moleküle programmiert sein. Diese kann er aus den vorhandenen Makromolekülen konstruieren, indem er deren atomare Struktur leicht verändert, auflöst und neu kombiniert ect. Das ist alles heute durch chemische Reaktionen auch schon möglich; der Replikator benutzt dazu jedoch EPS-Energie.

Wenn Nahrungsmittel, Blumen, Kleidungsstücke, Wasser etc. verlangt werden, dann weiß der Replikator anhand der vorprogrammierten Molekularstruktur dieser Dinge, dass er dazu organbischen Grundstoff verwenden muss. In diesem sind natürlich vermehrt Kohlenwasserstoffe und andere organische Grundbausteine (z.B. Fette und höher spezialisierte organische Makromoleküle) vorhanden.

Wenn Matallplatten, Phaser, Koffer, Konsolenteile, PADDs, Trikorder und anderes technische Gerät repliziert werden soll, sagt die Datenbank dem Replikator, dass er hierfür anorganischen Grundstopff benötigt. In diesem Grundstoff befinden sich metall- und salzhaltige Moleküle usw.

Wenn man einen gegenstand, Essensreste, einen ausgebrannten Phaser oder ein kaputtes PADD in den Replikator zurück stellt und den Befehl zum Recycling gibt, dann wird der Gegenstand wieder in Grundstoff zurückverwandelt. Für gewöhnlich wird dabei sogar noch etwas Energie frei, da man hochenergetische Bindingen löst und nieder-energetische Markomolekulare Bindungen knüpft.



Der Replikator baut sozusagen nur vorhandene Moleküle in andere Moleküle um. Das ist eigentlich nichts anderes als im menschlichen körper, nur dass der zur energetischen Senkung noch Enzyme braucht. Es werden keine "festen" Bindungen, die enormaen Energieaufwand erfordern würden, gelöst oder geknüpft. Dazu eine kleine Erklärung:

Die vier Grundkräfte der Natur sind die Gravitation, der Elektromagnetismus, die schwache und die starke Kernkraft.
Durch das molekulare Funktionsprinzip werden werder starke oder schwache Kernkräfte (Quantenkräfte) beeinflusst; es wird nur auf elektromagnetischer Ebene eingegriffen, was in unglaublich großem Ausmaß weniger Energie verbraucht, als würde man die Kernkräfte trennen und neu kombinieren müssen.


Der Replikator verbraucht an sich schon ziemlich viel Energie; wenn er nun auch noch auf atomarer oder gar subatomarer Ebene funktionieren müsste, dann würde das einfach viel zu viel Energie verbrauchen. Die Funktionsweise wäre in keiner Weise wirtschaftlich.

Transporter funktionieren zwar auf subatomarer Basis, doch ein großer Teil der Energie die frei wird kann für den Reamterialisierungsvorgang "wiederverwendet" werden - die Materie, die gebeamt wird, wird ja nicht zeitlich unbestimmt umgebaut, sondern nur für den kurzen Transportvorgang, und es kommt am Schluss immer dasselbe wieder raus. Folgich ist der hier benötigte Energieaufwand nicht mit dem des Replikator-Systems - bei dem ja etwas wirklich Neues geschaffen wird - zu vergleichen; da braucht man schon zwei eigene Maßstäbe.

[Bynaus]

Ich stimme Odysseus zu. Allerdings bleibt dann noch die Frage, warum der Replikator angeblich keine lebende Katze replizieren kann, wenn er dies mit Blumen hinkriegt. Und es soll niemand sagen, eine Katze sei komplexer: von der Komplexität her bewegen sich alle Lebewesen in derselben Grössenordnung.

[LOD]

Dies kann man vielleich dadurch erklären, dass der Replikator nicht die Fähigkeit hat ein komplexes Nervensystem mit Impulsen zu kostruieren, im Gegensatz zum beamen, wo die Gehirn und Nervenmuster ja nur in einem Puffer Platz haben, die kann der Replikator vielleicht nicht speichern und reproduzieren!!

[Sternengucker]

Originalnachricht erstellt von Bynaus
Ich stimme Odysseus zu. Allerdings bleibt dann noch die Frage, warum der Replikator angeblich keine lebende Katze replizieren kann, wenn er dies mit Blumen hinkriegt. Und es soll niemand sagen, eine Katze sei komplexer: von der Komplexität her bewegen sich alle Lebewesen in derselben Grössenordnung.

Oh, der Replikator kann Katzen replizieren. Aber keine lebenden! Das ist ein Riesenunterschied.
Auch die Blumen dürften nur eine grobe Imitation von Form und Struktur echter Blumen sein. Duften können sie zwar trotzdem, schließlich läßt sich auch die alkoholische Struktur eines Parfums prinzipiell im Replikator erzeugen, aber die Blumen würden wohl in jedem Fall kein Wasser brauchen, keinen Stickstoff und kein CO2. Weil sie tot sind.
Wie es in dem Fall mit Verwelken aussieht weiß ich nicht, ob die Komplexität des Vorgangs für solche Dinge ausreicht? Keine Ahnung.

[quabor]

Also vom wissentschaftlichen Standpunkt aus ist eine Blume, bei der keine Zellen verletzt sind und bei der alle Enzyme, Nährstoffe und Zellbausteine genau dort sind, wo sie hingehören, eine lebende Blume.
Und wenn wir mal die nicht-Existenz einer Seele annehmen (ansonsten würde beamen... ...fällt mir jetzt kein Wort ein, aber man könnte eine Seele bestimmt nicht mitbeamen), dann müsste es doch dann dennoch möglich sein, 'ne Katze (oä.) zu replizieren.

Und zum Thema 'Materie-Stream' ... was ist denn bidde der Unterschied zwischen einem 'eng fokuisiertem Materie-Stream' und 'Energie', die materialisiert wird. Im TM steht was von '...a measured quantity of raw material is dematerialized in a manner similar to that of a standard transporter...'. Also wenn es erst komplett dematerialisiert wird und dann anschließend materialisiert....
dann is ein Replikator nix anderes als ein Transporter ohne Scanner.
Und kann dann sehr wohl Lebewesen replizieren. Hier geht's ja nich um die moralischen Dimensionen. Aber möglich wär's.

[Superstring]

Erst mal, sehr gute Erklährung Odysseus!

Ich denke es ist durchaus möglich alle "Bauteile" für ein Lebewesen ans richtige Ort zu rücken. Doch in einem Lebewesen bewegen sich diese Teilchen auch. Und der Organismus sendet Impulse an die anderen Teile des Körpers. Wenn ich nun einfach die Teile an den richtigen Ort setze ist dies noch lange nicht der Fall. Man müsste das Gehirn noch sozusagen programmieren und dann das ganze "zum laufen bringen", und ich denke das ist noch nicht möglich (und wenn auch währe es von der Federation verboten).
Eine Blume bringt man vielleicht noch einigermassen "Lebensecht" hin da sie weniger Komplex ist was "Transport und Nervensysteme" anbelangt, und ein Gehirn hat sie auch nicht. Sie wird aber wahrscheinlich immer noch eine mangelhafte Kopie des Originals sein.
(Wenn du noch eine Seele für Lebewesen voraussetzt bekommt das ganze nochmahls eine neue Dimension...)

@quabor Wieso solltest du eine, angenommene, Seele nicht mitbeamen können? Wenn du voraussetzt das eine Seele so lange an den Körper gebunden ist wie er lebt, dann ist die Seele immer dort wo der Körper ist. Da für sie Raum und Zeit keine Rolle spielt kann der Körper in einem Moment ans andere Ende der Galaxy wechseln und die Seele bleibt trotzdem "in" ihm.

[Bynaus]

Das mit der Seele ist wohl eine Definitionssache...

Nun, ich denke dass es durchaus möglich ist, Lebewesen zu replizieren. Wie Quabor schon am Anfang gesagt hat: man könnte die Information, die beim Erfassen durch den Transporter beim Speichern der Positionen der Atome entsteht, kopieren und die Kopie als Anleitung zum Replikator schicken. Das wäre IMHO kein Problem. Wahrscheinlich sehen wir das nur nie, weil es verboten ist (ethische Gründe, seht mal was für ein Trara um Thomas Riker gemacht wurde) und die Replikatoren deshalb wahrscheinlich sowas wie eine Schutzfunktion haben, die das replizieren von Lebewesen verhindert.

Ich bin auch der Meinung, dass es durchaus möglich ist, Dinge mit Bewegung darin zu replizieren. Nur schon, dass sich die Atome des replizierten Gegenstandes bewegen müssen (da sie nicht 0 K kalt sind). Es gibt bestimmt Dinge, die Repliziert werden, bei denen die Bewegung ein integraler Bestandteil ist, zB... ein PADD vielleicht? Wir kennen den "inneren Mechanismus" der meisten Geräte nicht, aber ich bin sicher, dass viele von ihnen Teile haben, die ständig in Bewegung sind) Dann müsste es aber auch möglich sein, lebende Objekte zu replizieren.

[Odysseus]

Originalnachricht erstellt von quabor
dann is ein Replikator nix anderes als ein Transporter ohne Scanner.
Und kann dann sehr wohl Lebewesen replizieren. Hier geht's ja nich um die moralischen Dimensionen. Aber möglich wär's.

Das geht eben nicht.
Ein Replikator kann nur relativ einfache Moleküle aus bereits vorhandenen Molekülen bauen. Außerdem kann er keine extrem komplexen Strukturen wie z.B. Zellen 100%ig nachbilden, denn die beinhalten so große Mengen von verschiedneen Biomolekülen usw, dass er das nicht hinbekommt. Außerdem wären Modifikationen auf Quantenebene nötig, um den Replikations-Schwund(*) zu überwinden, und das ist im Replikatir schlichtweg nicht dabei.
Beim Transporter wird der Replikationsschwund durch eben diese Quantenkorrekturen verhindert. Das geht aber auch nur, weil man die Moleküle nich neu zusammenbauen muss, sondern bereits vorhandene Moleküle, die lediglich zu einem Materiestrom aufgelöst wurden, wieder zusammen setzt.
Beim repliukator macht man ja aus Müll etwas; beim Beamen macht man aus etwas bereits bestehemdem wieder das selbe etwas.

(*) Replikationsschwund:
Bei zusammensetzten von Molekülen treten leichte bis gravierende Fehler auf Quantenebene ein. (siehe Heisenberg'sche Unschärferelation). Der Replikator ist mit dem "Heisenberg-Kompensator" des Transporters nicht kompatibel.

Insgesamt muss man sagen, dass der Replikator ein durchaus glaubwürdiges System ist mit allen seinen Nicht-Möglichkeiten, während der Transporter technsicher Stuss ist und wohl auch immer bleiben wird.

[Bynaus]

Nun, ein Isolinearer Computerchip ist bestimmt komplexer als eine einfache Zelle. Wenn Strukturen im Nanometerbereich erstellt werden müssen, dann ist es egal, ob man nun DNA-Moleküle zusammensetzt oder Nanosonden. (dass das geht, wissen wir ja) Der Komplexitätsgrad ist derselbe.
Ich stimme dir zu, Odysseus, dass der Replikator durchaus eine mögliche Technologie darstellt, aber wenn er wirklich derart komplexe Strukturen wie in ST herstellen kann, dann kann er auch Lebewesen herstellen.

[drohne14]

Replikator Technologie

das ist mein zweiter versuch einen thread zu starten, ich hoffe diesmal wirds etwas sinnvoller...

also meine Eröffnungs-Frage:

"Funktioniert die replizierungs technik ähnlich wie diejenige des beamens??? d.h. werden von einem materie "klotz" oder vorrat einige komponenten extrahiert (micht im chemischen sinn) und dann zusammen gesetzt??"

mfg drohne14

[Prometheus NX]

Ja, im Prinzip hast du den Nagel auf den Kopf getroffen.
Das Replizieren von Objekten ist ein Abfallprodukt der Weiterentwicklung der Teleportationstechnologie. Als es möglich wurde, die einzelnen Moleküle zu bewegen und gezielt zu setzten, konnte man nun, aus praktisch jedem Objekt ein anderes erschaffen. Natürlich in Realtion dazu. So läuft es auch beim heutigen Replizieren einer Mahlzeit/Waffe/Badematels/Plüschtiegers ab. Aus einem Rohmaterievorrat wird die nötige Materie entnommen, in Energie umgewandelt, über Leitungen an die Ausgabestelle übertragen, wo sie dann in die gewünschte Form gebracht und ausgegeben wird.
Übrigens eine wichtige Info am Rande:
Das beamen läuft auf der sog. Quantenebene ab, dass heißt, auf der kleinst möglichen Ebene. Nur auf dieser Ebene ist es möglich, lebende Wesen zu transportieren. Replikatoren hingegen arbeiten auf der sog. Molekularebene. Das heißt, die Teilchen werden lediglich in ihre Molekühle zerlegt, was aber das erschaffen von Leben unmöglich macht. Außerdem treten zahlreiche Einzelbit-Fehler beim replizieren auf. Diese haben zwar keinen sichtlichen Nachteil, aber feinschmecker Picard behauptet, er könne replizierten Kaviar von echtem Unterscheiden. Da kann ich nur noch sagen:
Mahlzeit!

Prometheus NX

[drohne14]

danke prometheus, der du dem zeus trotzt lol. aber wie wird hier die heisenbergsche problematik gelöst??? oder sind moleküle unbeweglich?
resp. in richtung und geschwindigkeit konstant??

drohne14

[Dax]

Heisenbergsche Problematik? Die wurde doch noch nie gelöst, warum also beim replizieren?
btw @Prom:

So läuft es auch beim heutigen Replizieren einer Mahlzeit/Waffe/Badematels/Plüschtiegers ab.

Wir können das echt heute schon machen?

[Odysseus]

Ich habe in folgendem Thread sehr detailliert die Funktionsweise das Replikators erläutert:

http://www.scifi-forum.de/showthread.php4?s=&threadid=6467

Einfach mal reinschauen