Об очередном интересном открытии физиков — из того ряда, где решение сугубо прикладной конкретной задачи таит в себе идеи фундаментальной важности.
В свежем номере научного журнала Nature опубликована интересная и важная статья за авторством восьми учёных-физиков, представляющих восемь разных институтов Азии и Европы: Китая, Сингапура, Японии, Польши, Испании. Точнее говоря, три последних страны в этом списке представляет один замечательный человек, харьковский музыкант-композитор и физик-теоретик Константин Юрьевич Блиох, равно известный как в мире музыки, так и в сферах физической науки.
Но интересна данная работа, конечно же, не столько интернациональным составом команды (где на самом деле почти все участники являются китайскими учёными), а своими без преувеличения новаторскими результатами. Ибо этим исследователям удалось плодотворно и заманчиво по-новому — через недорогие настольные эксперименты с волнами воды — продемонстрировать на удивление тесные и глубокие взаимосвязи между очень разными областями науки. Начиная от квантовой оптики микромира, акустики и гидродинамики, и вплоть до астрофизики в космологических масштабах.
Что же делает эту работу не только интересной-новаторской, но и концептуально важной для общего прогресса науки, так это предлагаемый ею путь для выведения фундаментальной физики из тупика и затянувшегося кризиса идей. Про глубокий тупик в теориях фундамента, правда, всем учёным положено помалкивать, поэтому сами авторы в своей статье не говорят об этом ни слова. Ибо они занимаются — причём весьма успешно — подчёркнуто прикладными исследованиями с ярко выраженным потенциалом практического применения результатов.
По этой причине и статья учёных носит название «Манипулирование частицами посредством топологических волновых структур» [o1], и рассказывающие об этой работе публикации в СМИ особо выделяют практическую ценность результатов — с помощью терминов в заголовке типа «аква-пинцеты» [o2][o3].
Иначе говоря, с интересной прикладной стороной новой работы без проблем можно ознакомиться по предоставленным ссылкам. Ну а здесь будет вкратце рассказано о тех фундаментально важных новых идеях, которые в статье определённо присутствуют, однако в явном виде не обозначены по сути никак.
Но случилось так, что несколько лет назад именно об этих идеях красиво — и витиевато — делал программный доклад [o4] один видный физик-теоретик (и по совместительству ещё более видный администратор науки, особо примечательные слова которого выделены здесь жирным шрифтом):
Сегодня мы живём в золотую эру науки, причём самое лучшее нам ещё только предстоит увидеть.
Прошедшие десятилетия были свидетелями не только удивительных научных прорывов, показавших нам множество неизвестных прежде вещей в нашем нынешнем понимании природы, но что ещё более важно, наука в целом сейчас движется от того, «что есть», к тому, что «может быть» в природе.
Так что в будущем появится намного больше фундаментальных законов природы, которые пока что скрыты от нас в бесчисленном множестве тех физических систем, которые мы могли бы создавать сами из уже известных на сегодня строительных блоков.
Эта ситуация требует от нас открытого разума в восприятии концепций единства и прогресса в физике.
Автором процитированного фрагмента является бесспорно компетентный в этих делах физик-теоретик Роберт Дейкграф, последние полтора десятка лет возглавлявший череду очень солидных научных и государственных структур — от Института передовых исследований в Принстоне до национальной Академии наук и Министерства образования и науки в Нидерландах.
Если же для кого-то изложенные в таком виде тезисы из программного доклада большого учёного представляются несколько туманными, то так оно и было докладчиком задумано. Ибо для светил современной фундаментальной науки в её нынешнем состоянии пока что крайне неловко признавать суть новых открытий в ясных и понятных для всех выражениях. [i1][i2]
Ну а наш проект «новостей 11:11» именно для того и был запущен, чтобы про удивительные научные прорывы и прежде неизвестные науке вещи рассказывать подчёркнуто «по-другому» — как можно более внятно и доходчиво. Изменяя восприятие фактов и формируя таким образом иное, более подходящее для человеческой жизни будущее.
#
Коль скоро точка освещения для обзора статьи «о топологических волновых структурах воды» выбрана не совсем обычная, то и всё прочее тут будет сделано не так, как обычно делается в обзорах. По-другому.
Здесь мы начнём с конца, то есть с финального раздела статьи «Заключение». И через сопоставление абзацев Заключения с тезисами доклада Дейкграфа продемонстрируем, что за интересные дела с переосмыслением устройства Природы происходят ныне в науке. Ибо Вселенная, как выясняется, представляет собой единый — живой и сверхразумный — постоянно эволюционирующий организм. Внутри которого постоянно развиваемся и мы — как неотъемлемая и весьма важная, творящая часть в этом слое Вселенной…
А дабы все эти сопоставления воспринимались в нужном контексте, полезно напомнить одну очень важную идею, развёрнуто обоснованную здесь примерно лет семь назад. В аналитическом тексте «Природа самообмана в точных науках» [i3].
Суть идеи сводится к тому, что для выхода фундаментальной науки из затянувшегося состояния самообмана необходим разворот учёных в сторону «физики тут». Иначе говоря, насущно требуется уход от тупиковых Стандартных моделей «экстремально малого и экстремально большого» на существенно иной общий фундамент. Где базовые основы для природы «всего что есть» переформулированы в терминах физики волн, вихрей и квазичастиц конденсированной материи.
О том, как медленно и непросто, но, тем не менее, вполне отчётливо эта идея утверждается в научных умах, рассказывает другой, четырёхгодичной давности текст «Большие перемены в фундаменте» [i1] (там же имеется и сюжет про доклад Дейкграфа).
Ну а теперь — на примере свежей статьи из Nature от китайских учёных и примкнувшего к ним Блиоха — удобно более наглядно пояснять, как мейнстрим-наука вместо бесцельных фантазий типа Big Bang понемногу осваивает идею кропотливого «творения всего из ничего». Или идею нескончаемых циклов игры Вселенной в целенаправленную эволюцию самопознания, иными словами.
#
Для облегчения восприятия трёх текстов в параллели, здесь курсивом выделены тезисы Дейкграфа [D-2021] и абзацы заключения из свежей статьи в Nature [N-2025]. Поясняющие же комментарии к цитатам даются шрифтом обычным.
D-2021: Сегодня мы живём в золотую эру науки, причём самое лучшее нам ещё только предстоит увидеть.
N-2025: [В описанных экспериментах с волнами на поверхности воды] Мы продемонстрировали управляемое порождение топологических волновых структур, включая вихри разных топологических зарядов, скирмионы и поляризационные ленты Мёбиуса. Наши эксперименты свидетельствуют о надёжной стабильности таких структур.
Основой всех экспериментов здесь являлся заполненный водой резервуар размером порядка полуметра в поперечнике. В воду были помещены три осциллятора, порождающие на поверхности воды плоские волны синусоидальной формы. Даже при столь минималистичном наборе оборудования, как выяснилось, грамотный подбор параметров эксперимента позволяет создавать из волн такие интерференционные картины, которые являются топологически защищёнными структурами. Стабильными динамическими объектами, иначе говоря, которые сохраняют свою целостность при возмущениях и помехах в системе.
Среди важных структур подобного рода особо отмечены такие, которые предоставляют новое — естественно гидродинамическое — понимание феноменов в основах квантовой физики частиц: вихри разных топологических зарядов (аналоги квазичастиц эфира [i4]); топологические солитоны скирмионы (плоский аналог фибрации Хопфа [i5]) ; поляризационные ленты Мёбиуса (просто ключевая топологическая конструкция в основах всего [i6]).
Особо подчёркнут в статье и тот примечательный факт, что плодотворные гидродинамические аналогии для квантовой физики начали активно исследоваться лишь совсем недавно, с 2010-х годов. [i7]
D-2021: Прошедшие десятилетия были свидетелями не только удивительных научных прорывов, показавших нам множество неизвестных прежде вещей в нашем нынешнем понимании природы, но что ещё более важно, наука в целом сейчас движется от того, «что есть», к тому, что «может быть» в природе.
N-2025: Наиболее важно, что мы раскрыли примечательные динамические свойства этих топологически структурированных волн в воде. И продемонстрировали их способность манипулировать плавающими в воде частицами различных размеров — включая стабильный захват объекта, а также его вращение как вокруг собственной оси, так и по заданной орбите.
Среди «множества неизвестных прежде (да и поныне) вещей» , несомненно, должны быть упомянуты тёмная энергия и тёмная материя. На которые приходится около 95% всего, что есть во Вселенной. И для которых науке предстоит открывать существенно новую и сильно непривычную для нас физику — того, что «может быть».
А вместе с этими открытиями неизбежно потребуется и явное признание наукой упорно отвергаемого до сих пор факта природы. Факта того, что иная, незримая для нас часть вселенной населена другими формами разума, активно воздействующими на мир наш. Ибо для таких форм разума наш мир — это материализованное поле их творчества. [i8]
Когда же придёт научное понимание того, что «их» разум и наш разум — это на самом деле разные стороны единого Со-Знания, станет значительно понятнее и то, каким образом, с помощью каких волн они «манипулируют в нашем мире объектами различных размеров, включая стабильный захват, его вращения и перемещения» . [i9]
D-2021: Так что в будущем будет намного больше фундаментальных законов природы, которые пока что скрыты от нас в бесчисленном множестве тех физических систем, которые мы могли бы создавать сами из уже известных на сегодня строительных блоков.
N-2025: Таким образом, наши результаты предлагают такую новую платформу для механики, порождаемой волнами, которая позволяет экстраполировать хорошо разработанные оптические и акустические манипуляции на область механики жидкостей. В то время как оптические манипуляции работают с длинами волн порядка микрона, акустические манипуляции занимают волновой диапазон от десятков микрон до миллиметров, водяные же волны могут эффективно работать в следующем диапазоне — от миллиметров до сантиметров, а также и далее вплоть до колоссальных океанских волн.
Вплоть до каких колоссальных масштабов «и далее» может распространяться научное освоение волновой физики для манипуляций материей на основе «новых фундаментальных законов природы» — пределов в космосе на самом деле нет. Как нет пределов и для создания существенно новых физических систем «из уже известных на сегодня строительных блоков» . Вроде быстро развивающихся ныне топологических материалов и методов инженерии Флоке.
Ну а грамотное сочетание волновой физики голографии с квантовой информатикой и пониманием топологической структуры вселенной — это вполне реальный путь к технологиям, сегодня представляющимся людям абсолютной фантастикой. Будь то, скажем, быстрые путешествия на любые расстояния в пространстве [i10] или же во времени — через слои структуры Тахионного Кристалла [i11].
N-2025: Данная работа — это лишь первый шаг в очерченном направлении. Дальнейшее развитие может включать в себя подробное рассмотрение взаимодействий между структурированными волнами воды и плавающими в воде частицами, использование волн воды для сортировки частиц с разными свойствами, освоение особенностей взаимодействий между топологией и эффектами нелинейности, присущими волнам воды; рассмотрение других топологических структур, мультичастотной картины, сложных пространственно-темпоральных волн и так далее.
D-2021: Эта ситуация требует от нас открытого разума в восприятии концепций единства и прогресса в физике.
Освоение универсальной важности физики волн и освоение концепции Единства в науке — как залог стабильного научного прогресса — это постоянная тема затеваемых здесь обзоров. И здесь же — в материале Единое как фибрация Хопфа и как будущее науки [i12] — можно увидеть, сколь упорно и зачастую комично наука наша продолжает уклоняться от признания (как именовал это Дж. А. Уилер) «Того великого принципа, что лежит в основах существования» .
Формулируя чуть иначе, дело осталось совсем за малым. Признать Великий Принцип. Вот тогда по-настоящему и начнётся та «золотая эра науки», которую нам предсказывают сведущие светила.
# # #
Дополнительное чтение:
[i1] Большие перемены в фундаменте
[i2] Чудеса инженерии Флоке, или Что не видят, не слышат и не обсуждают
[i3] Природа самообмана в точных науках
[i4] Свет небесный, Материя земная и табу на Эфир ; Вихревые кристаллы и дискретная структура пространства
[i5] Фундамент Хопфа ; Нетривиальное расСЛОНение ; На самом деле ЭТО устроено так… (опыты и пояснения на пальцах)
[i6] Максвелл и Мёбиус – интересный фундамент Эйфелевой башни СМ ; Язык птиц и кругов на полях
[i7] Квантовая физика как она есть
[i8] Другая жизнь, или Выбирайте свободу!
[i10] День Дирака и степени нашей свободы
[i11] Тахионный кристалл ; Вершины погибших альпинистов, или Риски и потери научного гностицизма
[i12] Единое как фибрация Хопфа – и как будущее науки
# #
Основные источники:
[o1] Wang, B., Che, Z., Cheng, C. et al. Topological water-wave structures manipulating particles. Nature 638, 394–400 (2025). Preprint: arXiv:2406.08515
[o2] ‘Aqua tweezers’ manipulate particles with water waves. By Dan Fox. Nature, 11 February 2025
[o3] ‘Water tweezers’: New technique generates topological structures with gravity water waves. By Bob Yirka, Phys.org, 13 February 2025
[o4] The Future of Fundamental Physics, by Prof. Robbert Dijkgraaf (Director of the Institute for Advanced Study, Princeton, New Jersey, USA). CERN, 25 Mar 2021
#
книга новостей 