«Если ты не позволишь себе съесть конфету сегодня, через неделю ты сожрёшь целый торт. Это называется “эффект жирной бабочки”»©

Naked Science опубликовал любопытную и довольно глубокую статью про суть «эффекта бабочки», с экскурсом в философию.

Тёмная материя и тёмная энергия на слуху, в новостях, но ещё не все знают, что же это такое. Тема одновременно простая и сложная. Нетрудно на пальцах объяснить в общем виде, в чём проблема. Но как она разрешается, пока не знает никто.

Посмотрите на очень хороший пример того, что в науке нет абсолютных авторитетов. Недавно Стивен Хокинг высказался про апокалиптическое будущее мира в духе «Терминатора». Спец по робототехнике разбирает ответы. Критически. Хокинг не спец в этом вопросе, и его суждения за пределами зоны компетенции в общем не сильно отличаются по весу от суждений любого другого стороннего человека. С поправкой на интеллект, разумеется. И от ошибки он так же не застрахован. Более того, учёный может серьёзно ошибаться и в зоне своей компетенции. Эйнштейн, например, до конца жизни на дух не переносил квантовую механику (ирония в том, что он фактически был одним из её родоначальников). Список подобных попаданий пальцем в небо огромен (вот очень краткий пример).

Лекция. Дэвид Дойч. Минуте на третей опилки в моей голове вскипели, и дальше лучше уже не стало. 

После лекции на сцену вышли эксперты и разделили с залом непонимание, о чём же говорил мэтр. Решили, что всё таки, это не научная теория, а какая-то философская концепция. Построения вокруг интерпретации Эверетта. Конструкторы — способы, средства преобразования одного состояния системы в другое. На обсуждении выяснилось, что не у меня одного возникли мысли про Платона и его мир идей. Впрочем, тут наверное больше похоже на формы Аристотеля.  Что конкретно и как с их помощью можно решить, неясно. Ну что ты, Дойч. Хотя может быть просто мы все не въехали. 

А больше всего тронул вопрос одного парня про кота Шрёдингера. У парня кошка, и он не согласен с выводами эксперимента. У меня самого была кошка, и я его понимаю. К чёрту копенгагенскую, эвереттовскую интерпретации, к чёрту мультиверс — из всех возможных описаний мира мы выбираем то, в котором кот остался жить во всех Вселенных!

Пересказывать в общем-то нечего: изрядную часть лекции Этьен Клэн говорил общеизвестные вещи (при наличии некоторого образования и заинтересованности), с небольшими собственными вставками.

recap  До Эйнштейна Вселенная рассматривалась как «внешняя среда», в которой что-то происходило, но сама она не изучалась. С Эйнштейна саму Вселенную начали рассматривать как объект, тоже подлежащий изучению. А после открытия Хабблом — человеком и телескопом — расширения Вселенной, родилось веское предположение: если Вселенная сейчас шире (и холоднее), значит когда-то она была уже (и горячее). Что привело к мысли о сингулярности — бесконечно малой точке с бесконечно большой температурой. Слово «бесконечная» ни у кого на самом деле энтузиазма не вызвало: сразу стали говорить о том, что просто несовершенны формулы, описывающие ситуацию. И конечно же придумывать новые теории и формулы, уже без бесконечностей. Хотя в последние десятилетия термин «сингулярность» употребляют, но в формулах её уже нет, избавились. В том числе с помощью новой (ну да, 50 лет — не возраст) Теории струн. И квантовой гравитации.

bad  Ну хорошо, а была ли точка отсчёта? Из лекции неясно. А было ли что-то до этого? Из лекции неясно. А «о чём говорит современная космология»? Хотя бы за последние 10 лет? Извините, на это не хватило времени, хотя конечно мы немного разочарованы отсутствием интересных результатов на Большом Адронном Коллайдере. И ещё есть какая-то тёмная материя и энергия. Тащить видного учёного через тысячи километров, чтобы дать ему всего 50 минут на лекцию и 20 минут на ответы на вопросы — это сильно. Мсье Клэну явно было что сказать, и он сказал бы, будь у него больше времени. Так что журналу «Популярная механика» незачёт. Не уверен, что буду ходить в их лекторий ещё — судя по всему, происшедшее есть следствие их политики, а не случайность. Темы громкие, замах на рубль, пиар на сто рублей, а результат… Результат разочаровывает. Digital October на голову выше, как по качеству и глубине лекций, так и по организации. Например, DO в отличие от ПМ приглашает на лекции специалистов для последующего обсуждения, и это очень хорошо задаёт уровень. Видеозапись у DO доступна после лекции. Фотографировать и делать свои видеозаписи в DO можно, в ПМ нельзя. Ну и такая приятная мелочь как «бесплатно» против «350 р». Ещё один аргумент в пользу того, что попытки монетизации издания (а попмеханика старается грести бабки отовсюду), отнюдь не коррелируют с его качеством. Создаётся впечатление, что хотя и Digital October, и «Популярная механика» обе заявляют, что работают на просвещение, но по фактам эта цель главенствует только у DO. А ПМ же больше интересует золотой телец.

further reading  Тем, кто интересуется темой, от себя рекомендую книги, где она раскрыта много глубже: «Мечты об окончательной теории» (С. Вайнберг) — очень много интересного и по философии науки, «Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна» (К. Торн), «Элегантная Вселенная» (Б. Грин) — отличное и доступное описание Теории струн. Ну и конечно же знаменитую Хокинговскую «Краткую историю времени». А насколько ещё много нерешённых проблем в физике и сколько интересного ещё предстоит открыть, можно получить представление здесь.

strange  Во время лекции голос переводчика в наушниках внезапно стал угасать и через пару секунд исчез совсем. Минуты три Клэн вещал с кафедры на красивом французском языке, а люди в зале растерянно переглядывались, в надежде, что администрация заметит и решит проблему, или хотя бы остановит лектора. Поняв, что надежды тщетны, люди начали громко привлекать внимание к ситуации. Лектор умолк, через несколько минут девайс с наушниками заработал — но почему-то с другим переводчиком. Мы всё гадаем, что случилось: у старого переводчика сели батарейки? Закончился контракт и он ушёл?

Надоело смотреть рекламу американского ВПК в Future Weapons, нашёл нашу «Ударную силу». Хороший сериал. И вот, в шестой серии я услышал про «искусственный протонный распад», который скоро оседлают наши учёные на ужас супостату. Он в сотню раз круче термоядерного взрыва. Кто-нибудь знает, ч это за? Официальную версию знаю (в смысле, прочитал и даже понял отдельные слова). Но при словах «искусственный распад протона» мой bullshitometer начинает подавать тревожные сигналы. Тем более, память смутно подсказывает, что при реакции распада урана освобождается энергия, эквивалентная примерно 1 % массы участвующего вещества. А реакция синтеза по КПД вроде выше, чем распада. Значит «в сотню раз больше энергии, чем при термоядерном взрыве» может означать «больше, чем при аннигиляции». Что загадочно.

Процитировать пост:

Наконец то снова запустили Большой Адронный Коллайдер. Шум в прессе поутих, тема перестала быть сенсацией. Однако по-прежнему многие совершенно не представляют, зачем вообще БАК нужен. Ниже я попробую дать очень упрощённое описание.

один мяч  Представьте себе, что у вас есть мячики. То есть это вы думаете, что мячики, но на самом деле не знаете, потому что они вам не видны. Скажем, комната тёмная. Вы хотите узнать про эти мячики побольше. А трогать их по условиям задачи тоже нельзя. Зато в комнате полно других предметов, которые могут опрокинуться. Что остаётся делать? Прибегнуть к косвенным методам. Например, каким-то способом швырнуть эти мячи об стенку и посмотреть, как они будут рикошетить, сбивая предметы в комнате. Если мы знаем силу броска и твёрдость стены, мы можем расчитать и массу, и упругость мячика по его следу среди предметов.

два мяча  Ровно так же мы можем кидать мячи навстречу друг другу. Это даже выгоднее, поскольку во-первых, во взаимодействии участвуют только нужные нам мячи, без посторонних примесей, а во-вторых, мы сталкиваем их сильнее (водители знают, чем опасно лобовое столкновение). Мы кидаем их друг в дружку, смотрим, как они разлетаются в сторону и высчитываем их массу и упругость. Есть только одно «но» — как попасть мячом в мяч? Это и при свете то непросто, а уж в темноте… Выход — швырять много мячей, кто-нибудь да столкнётся.

грозди Но так мы узнаем только про мячи в целом. А что у них внутри? Вдруг мячи не целые, а состоят из частей? Чтобы узнать это нашим способом, нужно сталкивать мячи сильнее. Чтобы если мячики не простые, а составные, от удара они разлетелись на части. Предположим, что наш мяч представляет собой гроздь склеенных скотчем футбольного мяча, теннисного мячика и шарика для пинг-понга. Пока мы сталкиваем их не очень сильно, скотч выдерживает. Но если разогнать мячи посильнее, он может и лопнуть. И мы увидим следы осколков — да-да, опять только следы. Теперь можно посмотреть на следы и начинать фантазировать: «Так, тут что-то отлетело на три метра под углом в 30°, а тут всего на метр, зато как мощно… Что же это может быть? А давайте ка придумаем, что наша гроздь мячиков состоит из трёх частей, и у них такие-то упругость и масса!» И идти проверять свои идеи, снова бросая мячики друг об дружку. Если мячи разлетаются именно так, как мы придумали, значит да — мы были правы.

невидимые мячики  И тут, во время очередного изучения следов, мы понимаем — не сходится! По всем расчётам обломки должны разлететься скажем на три метра, а они разлетелись на два. Тогда кто-нибудь из нас, самый шустрый, кричит: «Знаю! Просто в грозди ещё один мячик, которого мы здесь не увидели, он и взял на себя часть энергии столкновения, от чего остальные разлетелись не так далеко, как могли бы!» Мы садимся и расчитываем, каким должен быть тот нафантазированный мячик, чтобы у нас всё сошлось. А потом придумываем, как увидеть его следы. Может более хрупкие предметы в комнате расставить? И проверяем-проверяем-проверяем…

грозди в гроздях  Если столкнуть эти грозди посильнее, может оказаться, что то, что мы раньше считали «целым теннисным мячиком», на самом деле — теннисный мяч с приклеенным маленьким шарикоподшипником. Но видно это становится, только если долбануть гроздь так сильно, что не выдержат даже составляющие её части.

По сути так и работает экспериментальная физика элементарных частиц. Коллайдер в переводе означает «сталкиватель». Конечно протоны, которые до гигантских скоростей разгоняет БАК, не мячики, а следы столкновений мы ищем не по сбитой мебели, но идея остаётся той же: столкнуть, а потом исследовать следы столкновений.

а глубже?  Так получилось, что за прошедшие десятилетия на своих «сталкивателях невидимых мячиков» — коллайдерах, физики уже выяснили про частицы практически всё, что можно узнать для такой силы столкновения. Ну появляется изредка что-то новое, но по мелочи. А если мы хотим узнать ещё больше, нам нужно сталкивать частицы сильнее. Вот для этого то и строятся коллайдеры всё больших и больших размеров и мощностей.

Большой Адронный Коллайдер разгоняет частицы так, как до него никто не разгонял, и сталкиваются они с гораздо большей силой. Вот поэтому все в предвкушении новых открытий, и так рады, что БАК наконец заработал.

Следы столкновений настоящих частиц

дополнение: страхи и опасности  Земля постоянно бомбардируется из космоса частицами. Уже миллиарды лет без последствий. Многие из этих частиц обладают энергией куда как большей, чем в БАКе. Но в стратосфере неудобно ставить детекторы, поэтому приходится строить на земле что-то более слабое, но доступное.

дополнение: популяризация  Физики — весёлые ребята. Послушайте-посмотрите «Рэп Большого Коллайдера», в котором точно описывается его работа.

Только что я дочитал книгу Ричарда Фейнмана «Вы наверное шутите, мистер Фейнман». Не прошло и десяти лет, как мне её порекомендовал epliss. Я в полном восторге!

Те, кто тайком или явно занимался физикой, знают про Ричарда Фейнмана. Один из величайших физиков современности, лауреат Нобелевской премии (чему, как пишет сам, не слишком рад), реформатор преподавания физики в ВУЗах, один из создателей квантовой электродинамики, «patron saint» Тувы и т. д, и т. п., и ещё куча регалий. А так же весёлый приколист, наслаждающийся вкусной жизнью и постоянно придумывающий себе новые развлечения. Пригласили прочитать курс лекций в Бразильской Академии Наук? Отлично! А вдобавок во время Карнавала пройдёмся по улицам вместе с уличным оркестром, играя в нём на фригидейрах. Устал от споров с другом-художником, не понимаете друг-друга? Отлично, ты учишь его физике, он учит тебя рисованию. И ты в итоге даже устраиваешь персональные выставки и продаёшь картины, хотя раньше и близко не умел рисовать. Студенты пригласили именитого профессора, лауреата Нобелевки, на посвящённую ему вечеринку с оркестром? Что может быть прикольнее придти туда тайком в сам оркестр, и всю вечеринку играть на одном из барабанов. А другие удивляются — почему шишка, ради которой всё устроили, так и не пришла. Работаешь над атомной бомбой и хочешь поразвлечься? Научись открывать замки, как заправский медвежатник, и доводи до батхерта секьюрити. И при всём, при этом — будь замечательным и очень продуктивным учёным, хорошим преподавателем, любимцем студентов.

Последняя глава удивительно созвучна моим мыслям. Она посвящена честности учёного. В первую очередь честности перед самим собой. Жаль, что не все столь искренни и честны, и не только учёные…

Если вы ещё не читали эту книгу, что вам остаётся делать, кроме как прочесть её? И желаю вам, чтобы это произошло не через много лет после рекомендации, как у меня, а побыстрее! :)

++ Спасибо asmodanus, я узнал, что есть и вторая книга Фейнмана: «Какое тебе дело до того, что думают другие». Буду читать.

+++ Казалось бы, какое отношение Фейнман имеет к республике Тува? А вот поди-ж ты… Мне кажется, Фейнман — сам иллюстрация «суммирования по траекториям», вероятность встретить его вдали от места эмиссии ненулевая для любой точки Вселенной :)

Как же я пропустил эту новость… Обнаружили монополи, те самые. Пусть косвенно, и не совсем то, что предсказывал Дирак, но всё же. А потом ещё и нашли «магнитный ток». «Великий перетрях» теорий однако не грядёт, потому что всё таки квазичастицы связаны друг с другом.

А ещё эти монополи были в романе Ларри Нивена «Защитник».

Напоминаю, что монополи — мифические уже не мифические носители одного полюса магнита — северного или южного. Не пары, а именно одного. С их помощью можно выращивать рожь гуще, обеспечить по настоящему демократичные выборы, вылечить псориаз и близорукость, запустить в космос Эйфелеву башню, а главное — устроить Второй Действительно Большой Взрыв и наконец-то прекратить всю эту бессмысленную возню.

Смотрю сейчас первую серию фильма «Элегантная Вселенная». Фильм — следствие одноимённой книги Грина.

Ну до чего же они красиво делают научпоп! Просто не оторваться. И язык очень хороший.

Фильм и книга посвящены исследованиям в области Теории Струн. Теория Струн — попытка создать Универсальную Теорию Всего. Насколько успешная — пока неясно. Но на сегодняшний день Теория Струн — один из самых перспективных кандидатов на эту роль.  Нашумевший и ещё не работающий Большой Адронный Коллайдер в числе прочего должен будет проверять некоторые положения этой теории. Если он конечно когда-нибудь заработает, и если заработав, не вывалит на нашу голову хедкрабов.

Создание такой теории сулит невероятные выгоды. После написания Уравнения Единого Поля доллар будет стоить 62 копейки, прекратятся все войны, кроме выгодных нам, Церетели перейдёт на создание нэцке, а в Москве исчезнут пробки. Шутка. А что не шутка — раскрывать не стану, смотрите кино.

И фильм и книга расчитаны на неподготовленную аудиторию. Причём фильм расчитан на менее подготовленную аудиторию, чем книга.

Рекомендую.

Сегодня к вящей радости учёных в первый раз столкнулись лучи в Большом Адронном Коллайдере. Для тех, кто не видел, это выглядит вот так: http://blog.alexkrylov.ru/post84519402/.

Вот как проходил первый запуск: http://webcast.cern.ch/ (трансляция онлайн).

К сожалению, эксперимент закончился неудачей и не удалось вызвать не то что зомби, а даже банальных хедкрабов… Но учёные и прогрессивная общественность не теряют надежды. В запасе осталось ещё несколько вариантов быстрого уничтожения планеты: создание маленьких чёрных дыр, быстро становящихся БОЛЬШИМИ; монополи, которые обязательно сдерут с Земли магнитное поле и оставят её беззащитной перед солнечной радиацией; «странная материя», при контакте превращающая всё вокруг в своё подобие. В общем, не вешаем нос и ждём новых экспериментов.

p.s. Никому не нужна новенькая монтировка? Дёшево. Неиспользованная…

Читаю эту книгу с огромным наслаждением. «Мечты» — одна из интереснейших книг про физику. Наглядно, без сложных формул Вайнберг объясняет, ради чего вообще весь сыр-бор. Почему физики ищут ту самую окончательную теорию, зачем это нужно? Из книги очень очевидно, для чего строится Адронный Коллайдер и почему существующих теорий сейчас недостаточно. Я читал до этого Грина, «Элегантную Вселенную» (тоже очень рекомендую), но Вайнберн открыл новое измерение, что ли… Он добавил жизнь в восприятие науки.

Например раньше я полагал, что теория принимается только при экспериментальном подтверждении. Вайнберг же наглядно продемонстрировал на примере Общей Теории Отностительности и Квантовой физики, что это не всегда так. Часто принятию теории способствует её внутренняя красота и гармония. А неприятию — отсутствие оных.

Ещё я совсем по другому оценивал роль философии в физике. И никогда не думал, что от позитивизма может быть не только польза, но и много вреда.

Так что рекомендую эту  книгу всем, кому интересен мир. Знание физики для чтения необязательно, важно только желание узнать и понять.

Стив Вайнберг — Нобелевский лауреат, один из создетелей теории электрослабого взаимодействия.

Сижу, восстанавливаю повреждённый документ в Фотошопе, думаю про суперструны. И приходит мне в голову мысль, что то, чем я занимаюсь, похоже на методы исследования в физике:

Симметрия. Если у меня испорчена одна из частей символа "*", я предполагаю, что оставшиеся части симметричны и по ним можно восстановить недостающее. То же касается многих других символов, того же "0".

Теория возмущений. Сперва делаю первую ретушь большой кистью, потом уточняю её, корректируя "возмущения" первичной оценки.

Дуальности. Если у меня в одной части документа какие-то буквы уничтожены полностью, я могу попробовать поискать такие же буквы в других частях документа.

Забавно.