Мы познакомимся с элементами математики, каждодневно пользуемыми каждым естествознателем (математиком, физиком, инженером). Высшее образование строят на их познании и умении применить. В доступном изложении вы узнаете о современной геометрии и универсальных инструментах математической физики и инженерии (пространстве состояний, уравнениях движения, теории поля, энергии, конечных автоматах).
Новая теория всегда должна давать качественные преимущества перед старой теорией, иначе в новой теории нет никакого практического смысла.
В случае сравнения СТГ (статическая теория газов) с традиционной КТГ (кинетическая теория газов) таким качественным преимуществом является возможность рассматривать отдельную молекулу газа с сохранением всех свойств газа (Р, V, Т) и всех известных действующих законов состояния газов, например: закон Бойля- Мариотта и закон Клайперона-Менделеева (См.рис.1-2).
Сельские учителя спросили, как готовить детишек, чтоб по способностям и возможностям они не отличались от ровесников, живущих рядом с ведущими университетами с их богатыми библиотеками и высокой научной культурой. Так родились эти лекции. Они хороши для работающих на результат учителей небольших городков и деревень, любящих естествознание школьников от 14 лет (либо детей от 7 лет с учителем), и, несомненно, студентов младших курсов университетов.
Представляю вашему вниманию перевод интересной на мой взгляд статьи «Language models are multiverse generators», размещённой на сайте generative.ink 25 января 2021 г. Это упрощённое изложение научной публикации Ларии Рейнолдс и Кайла Макдонелла «Multiversal views on language models», в которой проводятся параллели между ветвящейся структурой мультивселенной Эверетта, генеративными языковыми моделями наподобие GPT и работой мозга как генератора виртуальной реальности. Автор сайта разработала программу Loom Space, использующую нейросеть GPT-3 для моделирования мультивселенной естественного языка. Её интерфейс может быть полезен для совместного написания с языковой моделью, а также для научно-популярных задач, таких как мозговой штурм и разработка промптов.
Статья сложная, поэтому я рекомендую для лучшего понимания основной мысли прочитать небольшой рассказ Хорхе Луиса Борхеса «Сад расходящихся тропок» (1941) - одно из первых литературных изложений идеи мультивселенной. «Сад расходящихся тропок» - вымышленный роман Цюй Пэна, в котором, как в лабиринте, ветвятся и переплетаются реальности, когда герой выбирает одновременно все находящиеся перед ним возможности. Цюй Пэн не верил в единую временную линию, а представлял себе сеть бесчисленных временных рядов. Поэтому он ни разу не употребил в романе слово «время», которое является ответом на загаданную автором загадку.
Это расшифровка одиннадцатого выпуска моего подкаста «Планы на завтра». Если не хочется читать лонгрид, прошу прослушать на вашей любимой платформе, может быть, так будет удобнее. Также у подкаста есть телеграмм‑канал, он так и называется «Планы на завтра», tomorrowplans. Либо вы можете подписаться на Youtube‑канал.
Сегодня у нас будет необычный для меня выпуск. Это будет первый выпуск‑интервью, в котором я буду говорить не один, а постараюсь по большей части задавать вопросы. Говорить будет гость. И тема сегодня про термоядерную энергетику, собственно, где я и сам работаю — в проекте ITER, и где работает сегодняшний гость Виталий Красильников.
Наша реальность — это упрощенный, субъективный вариант более значительного, но менее доступного для нас Мира
Чтобы сделать ранее опубликованную философскую концепцию более наглядной, в первой части этой публикации я хочу предложить Модель Мира, в которой образно показать основные понятия данной концепции. А во второй части провести параллели с реальным миром и попытаться пояснить его основополагающие понятия. Такие, как: энергия, инерция, время, масса, гравитация, поле, тёмная энергия, энтропия, скорость света, квантовые явления. Осознавая ограниченность любой модели, полагаю, что привлекая эту умозрительную конструкцию, можно добиться гораздо большей ясности в наших рассуждениях.
Да, здесь под катом я объясняю, что не так с гипотезой симуляции и не живём ли мы в Матрице. Об этом уже написано много статей, но никто из авторов не даёт чёткого и аргументированного ответа: реален наш мир или всё-таки виртуален? Не буду долго ходить вокруг да около и сразу отмечу, что я не верю в гипотезу симуляции. Я рассмотрю все так называемые "доказательства" в её пользу и покажу, что они совершенно безосновательны, поэтому симулярианство – скорее религия, чем наука.
С моей философской точки зрения гипотеза симуляции, наряду с солипсизмом, мысленным экспериментом "мозг в колбе", последним четвергизмом и Адвайта-ведантой, является разновидностью субъективного идеализма, в которой в роли разума выступает компьютер или программист, а его "мысли" - это алгоритмы, по которым строится симуляция. Действительно, вера в виртуальность окружающего мира мало чем отличается от веры в его иллюзорность. И то, и другое – именно вера, потому что обе гипотезы согласуются с любыми фактами об окружающем мире и не могут быть опровергнуты ничем. На этом гипотезу симуляции можно сразу объявить нефальсифицируемой и ненаучной. Тем не менее, многие влиятельные люди, включая Илона Маска и Нила Деграсса Тайсона, всерьёз утверждают, что мы почти наверняка живём в симуляции. Может, что-то разумное в этой идее всё-таки есть?
Title: The Time
Abstract: Some thoughts about The Time
«И колёса Времени
Стачивались в трении
(Всё на свете портится от трения),
И тогда обиделось Время —
И застыли маятники Времени.»
В.С. Высоцкий
Ход времени нельзя повернуть назад.
Время своими свойствами резко отличается от трех других пространственных компонент в пространственно‑временном континууме.
Время может замедлиться или ускориться, что доказывается экспериментальными данными.
Такие вот случайно выхваченные из разных теорий его свойства. Иакое вот оно — это обидчивое время. Но дальше‑больше.
«На границе наблюдаемой Вселенной происходит нечто»,‑ считает Кэти Мак, астрофизик из Института теоретической физики Периметра в Канаде. «Вселенная расширяется после Большого взрыва, и это расширение растягивает время.
Что толку в законах физики, если мы не можем решить уравнения, которые их описывают?
Независимо от того, насколько хорошо мы думаем, что знаем основные законы физики и постоянно расширяющийся список элементарных частиц, нам недостаточно вычислительной мощи для изучения вселенной, чтобы уследить за ними всеми. И мы никогда не сможем узнать достаточно, чтобы достоверно предсказать, что произойдет, когда все эти частицы столкнутся или иным образом будут взаимодействовать. Десятичная точка, добавленная к оценке, скажем, местоположения или скорости частицы, может отразиться в истории и изменить результат спустя миллиарды лет, благодаря так называемому эффекту бабочки из теории хаоса.
На днях была размещена научная статья с описанием результатов изучения космической частицы сверхвысокой энергии, которая прилетела на Землю ещё в мае 2021 года. О важности этого открытия может говорить сам факт, что учёные изучали «пришелицу» два года, да и то выяснили ещё далеко не всё. Интересного много, включая то, что явилась она из пустынной области Вселенной, где нет ничего такого, что могло бы породить Аматэрасу, как назвали частицу. Ну а энергия её эквивалентна падению кирпича на палец ноги с высоты талии взрослого человека. Подробности — под катом.
Под конец жизни Эйнштейн неустанно работал над тем, чтобы найти способ объединить электромагнетизм и гравитацию. Он не смог этого сделать, а разбросанные на его столе заметки были испещрены бесплодными попытками и бесполезными гипотезами. По сути, Эйнштейн так и ушёл из жизни, не поняв, почему эти две силы нельзя объединить.
Теперь, имея более чем столетний опыт решения квантовых задач, мы можем увидеть, насколько у этой проблемы глубокие корни. Всё дело в гадской вероятностной природе квантового мира. Существует огромное множество подходов к решению задач в квантовой механике, различных математических путей, по которым можно прийти к полезным предсказаниям. В рамках нашей истории, истории о попытке объединения электромагнетизма (и, в конечном счёте, других фундаментальных взаимодействий) с гравитацией, лучше всего будет описывать квантовые махинации с помощью техники, разработанной Ричардом Фейнманом.
Здравствуйте, решил выложить материал отозванной заявки, но только формулу изобретения. ФИПС сместил дату приоритета на месяц, таким образом получился большой разрыв с даты первой публикации - более полугода, и авторское право теперь не защищено никак, а после и вовсе материал начали активно удалять с сети. Но это в общем-то уже и не столь интересно - бодаться с ФИПСами и общественностью. Поэтому представляю материал в виде том - как не надо составлять формулы.
При перечитывании материала сразу бросилась в глаза ошибка при построении предложения:
Почему лёд скользкий?
Мы все знаем, что лёд скользкий.
Но видим именно скользкий лёд и ощущаем на себе его скользкость мы только в достаточно ограниченном числе типовых ситуаций.
Так обычно это бывает в условиях «гололёда», когда твёрдую дорогу покрывает тонкий слой льда.
Такой тонкий слой льда обычно возникает при выпадении дождя на холодный асфальт после резкого заморозка.
Больше всего «гололёдных» ситуаций случается в начале зимы до выпадения снега, или в оттепель среди зимы.
При сильно отрицательных температурах даже чистая поверхность речного льда перестаёт быть скользкой. (см.рис.1.)
Со всех концов Вселенной планеты, звёзды, остатки звёзд и другие массивные объекты вступают в сложный, но по своей сути нестабильный гравитационный танец. Каждая масса искривляет ткань пространства-времени в своей окрестности, а все остальные массы движутся по траектории, определяемой этим искривлённым пространством-временем. Но этот простой акт — движение одной массы через пространство, искривлённое другой массой, — по своей сути нестабилен, поскольку гравитирующие массы, движущиеся через гравитационное поле, сами испускают гравитационное излучение, или гравитационные волны.
В течение 100 лет после создания общей теории относительности эти гравитационные волны оставались незамеченными, пока научная коллаборация LIGO не обнаружила их исходящими от чёрных дыр малой массы (несколько сотен солнечных масс или меньше) на последних стадиях их инспирации и слияния. За время, прошедшее с момента первого обнаружения в 2015 году, было обнаружено ещё около 100 сигналов гравитационных волн, но все они находились на тех же конечных стадиях падения друг на друга по спирали и слияния.
Впервые новый класс сигналов гравитационных волн был замечен совершенно иным способом: учёные следили за работой самых точных природных часов во Вселенной — миллисекундных пульсаров. В серии работ NANOGrav коллаборация представляет убедительные доказательства существования детектируемого гравитационного волнового фона на временных масштабах, в ~10 миллиардов раз превышающих возможности LIGO. Это первое прямое обнаружение такого космического гравитационно-волнового фона, и следующие шаги будут ещё более захватывающими.
Давненько я не писал ничего про нанотехнологии, но сегодня у нас на повестке дня куда более обширная тема — а что мы не знаем, но уже можем хотеть знать? Если брать физику — да тут куда не дернись, везде стены. И даже если что‑то начинает работать с учетом постулатов или еще каких костылей, то при копке поглубже обязательно уткнешься в очередной спин, который вроде и понятный, но что это и откуда не известно до сих пор.
Как правило, при подготовке магистерской диссертации, а иногда и уже на уровне бакалавриата, студенты не просто повторяют уже пройденный кем‑то путь, делая в сотый раз один и тот же эксперимент или повторяя давно выверенные расчеты, а делают нечто новое, выходят за пределы известного мира. Да, часто это просто применение старых методов к новому материалу, причем не принципиально новому, а просто с новой пропорцией компонент для заполнения статистических данных, но когда там выскакивает аномалия и она повторяется, о да, это дорогого стоит. Или когда ты понимаешь, что учебник трактует процесс неправильно, нет тут никакой аморфности, просто атомных слоев недостаточно для всех классических пиков… Впрочем это я увлекся своими воспоминаниями, так или иначе это прекрасное чувство, когда ты ощущаешь, как сам раздвигаешь границы изведанного. А уж когда это публикуется в журнале и становится достоянием мировой науки, непередаваемое чувство!
История вычислительной электроники могла бы пойти по существенно иному треку, если бы к началу 1960-х кремний не вытеснил из нарождающейся отрасли германий. Эта технологическая развилка натолкнула меня на мысли о том, насколько же сильно развитие софта зависит от наличия доступного харда и от физических характеристик тех материалов, из которых этот хард состоит.
«И для отрицания такой среды мы имеем авторитет тех древнейших и знаменитейших философов древней Греции и Финикии, которые сделали вакуум, атомы и тяготение атомов первыми принципами своей философии, молчаливо приписывая тяготение какой-то иной причине, чем плотная материя. Позднейшие философы отбрасывают рассмотрение такой причины… придумывая [вместо неё] гипотезы для механического объяснения всего сущего [Но] главное дело натурфилософии — без притворных гипотез доказывать явления, выводить причины из следствий, пока мы не придём к самой первой причине, которая, конечно, не механическая.»
«И не только для того, чтобы раскрыть механизм мира, но и главным образом для того, чтобы разрешить такие вопросы, как «Что находится в местах, пустых от материи?» и «Почему солнце и планеты тяготеют друг к другу без плотной материи между ними? Почему природа ничего не делает напрасно? И откуда берётся весь тот порядок и красота, которые мы видим в мире? Для чего существуют кометы? И почему планеты движутся все одним и тем же путём в концентрических орбитах, а кометы — разными путями в очень эксцентрических орбитах? И что мешает неподвижным звёздам падать друг на друга?»
В 1920-х годах произошли два события, которые проложили путь к нашему современному пониманию Вселенной. С теоретической стороны подоспел вывод о том, что если ваша Вселенная подчиняется законам Общей теории относительности и в среднем равномерно заполнена материей и энергией, то она не может быть статичной и стабильной, а должна либо расширяться, либо сжиматься. С наблюдательной стороны мы начали находить галактики за пределами Млечного Пути и быстро установили, что (в среднем) чем дальше от нас они находятся, тем быстрее удаляются.
Просто соединив теорию и наблюдения, мы получили представление о расширяющейся Вселенной, которое с тех пор остаётся с нами. Наша стандартная космологическая модель - включающая Большой взрыв, космическую инфляцию, формирование космической структуры, тёмную материю и тёмную энергию - построена на базовом фундаменте представления о расширяющейся Вселенной.
Но является ли расширяющаяся Вселенная абсолютной необходимостью, или есть способ обойти её? В новой интересной работе, которая недавно получила широкую огласку, физик-теоретик Лукас Ломбризер утверждает, что расширяющуюся Вселенную можно "убрать", манипулируя уравнениями общей теории относительности. По его сценарию, наблюдаемое космическое расширение окажется всего лишь миражом. Но соответствует ли это уже известным нам научным данным? Давайте разберёмся.
Быстрое освоение космического пространства столкнулось с проблемой, связанной с недостаточной эффективностью современных ракетный двигателей.
В качестве решения этой проблемы предложена концепция реактивного двигателя на новых принципах работы, использующий комбинацию известных физических законов и обладающий преимуществами перед известными типами реактивных двигателей.
Статья представляет собой результаты испытания трёх модификаций реактивных двигателей на новых принципах работы и их анализ. В статье рассмотрены физические принципы работы реактивного двигателя на новых принципах, его преимущества и проблемы, возникающие при его создании.
