Навигатор и Форум(ы)

Дабы пауза, необходимая для подготовки очередного эпизода Sci-Myst, не слишком затягивала темп публикаций на сайте, имеет смысл навести некоторый порядок в материалах. А также прояснить ситуацию с площадками для обсуждения «книги новостей».

navigatorКак знают (или догадываются, по крайней мере) все читатели, мало-мальски регулярно посещающие данный ресурс, kniganews – это не продукт, а процесс. Иначе говоря, факты и идеи, здесь собираемые, по определению никогда не получат окончательного и логически завершенного вида.

Однако параллельно наполняемые книги-сборники, формирующие собственно процесс, мыслятся, естественно, как замкнутые циклы – со своим началом, сюжетом и концом. Кое-что уже закончено полностью, кое-где достигнута предфинальная фаза, ну а некоторые области исследований находятся в стадиях активной или предварительной разработки.

В принципе, коль скоро речь тут идет не о романах, а о текстах для сборников (пусть и имеющих единую сквозную тему), читать эти материалы можно с любого, в общем-то, места. Благо практически каждый из данных текстов обрамлен ссылками на то, что было раньше и что последует далее.

С другой стороны, проекту пошел уже пятый год, материалов накоплено много, а потому явно пора привести все это хозяйство к более систематизированному виду. В надежде, что это поможет всем интересующимся при отыскании нужной для них информации.

Читать далее

Star Trek от братьев Стругацких

City-of-FutureПодготовка очередных глав-эпизодов для Sci-Myst и ЖЭГ несколько притормаживает по чисто прозаическим бытовым причинам (кому сейчас легко?) – хотя работа, естественно, не прекращается.

Ну и поскольку определенно пора обозначить на сайте признаки жизни, можно считать это поводом для того, чтобы привлечь внимание читателей к тексту из другого, параллельного проекта kiwi byrd arXiv.

Материал носит название «Трэкономика мира Полудня» (kiwibyrd.org/2015/09/04/159/) и даёт несколько необычный взгляд на множество интересных параллелей между ранним творчеством братьев Стругацких и американской франшизой Star Trek.

При таком взгляде на вещи легче увидеть, как важные черты «правильного мира будущего» уже заложены в нашу жизнь и все отчетливее проявляются в мире сегодняшнем.

Самое же, пожалуй, примечательное в данном исследовании то, сколь любопытные связи прослеживаются между фантастикой 1960-1980-х и мистическими текстами ченнелинга 1910-1920-х годов.

Ну а написано все это, по большому счету, для того, чтобы люди не жили в страхе перед быстро происходящими в мире переменами и перед неизвестным будущим.

Мы сами – своими надеждами и ожиданиями – формируем свое будущее.

Имеет смысл всегда это помнить.

Тахионный кристалл, или «интеллектуальная симуляция дебильности»

Один умный-проницательный человек как-то заметил, что между «космическим» и «комическим» разница, в сущности, довольно небольшая – всего в одной свистящей согласной…

О том, как важны в любом, даже самом серьезном деле чувство юмора и (само)ирония, можно, в принципе, рассказывать по-разному – на примерах из жизни великих людей, скажем, или в сценах из художественной литературы.

Но можно также еще и вот так.

Среди наиболее интересных эпизодов в текстах данного сайта особо примечательными «жемчужинами» вполне естественно считать такие вещи, содержательной информации о которых нет больше нигде во всем необъятном интернете. Ну, или по крайней мере, в русскоязычной части Сети.

К подобным перлам, в частности, можно причислять такие – очень важные для Книги Новостей – понятия, как «васцилляция Хайда» или «осциллоны Бьеркнеса». Или, скажем, «метафорический компьютинг».

Стоит лишь забить эти словосочетания в любой поисковик типа Гугла – и сразу все станет видно.

Однако самое выдающееся положение в этом ряду занимает, как выясняется, «тахионный кристалл» (https://kniganews.org/map/w/10-00/hex8b/).

Не только потому, что прежде в Рунете такого словосочетания вообще не существовало.

И даже не потому, что почти нет его – в виде «tachyonic crystal» – и на всех прочих просторах Сети (хотя при этом в  ученых кругах теоретической физики о тахионном кристалле говорят как о «хорошо известной, но в каком-то смысле загадочной структуре в струнной теории»).

«Тахионный кристалл» – это для Книги Новостей предмет совершенно особой гордости по той причине, что в Рунете сейчас информации о нем стало не просто предостаточно, а ошеломительно много.

И что самое чуднОе – в буквальном смысле ВСЯ эта изобильная информация (кроме сайта kniganews.org, естественно) не несет в себе абсолютно никакого смысла…

Читать далее

Вести САМИЗДАТа

thothТекст ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ [краткий путеводитель] оформлен в отдельную книгу и выложен на сайте для скачивания. Форматы — пока PDF и ODT.

Ссылки для скачивания: PDF (5 Мб) и OpenDocument (odt, 5.2 Мб)

Если кто-то смастерит из этих файлов книжку в каком-либо другом из популярных кросс-платформенных форматов e-books — автор будет крайне признателен.

Соответственно, всячески приветствуется и свободное распространение «путеводителя» — в любом формате.

Добавление от 06.10.2013:

Добрые люди сделали быстрые транскоды книги в несколько популярных форматов (djvu, epub, mobi). К сожалению, при перекодировке во всех из них часто перестают работать гиперссылки : (
(Возможно, что-то не совсем корректно работает в исходном коде файла ODT — когда выяснится, будут выложены менее глючные варианты).
Однако читать текст вполне можно и так :-)

Кроме того, попутно выяснилось, что добрый хостинг-сервис сайта почему-то не дает выкладывать файлы документов в форматах, отличающихся от ПДФ и ДОК. Поэтому пришлось разместить эти файлы на Гугл-диске:

(djvu, 4.1 Mb) (epub, 5.1 Mb) (mobi, 5.4 Мб)

Спасибо за помощь.

УТОЧНЕНИЕ КАРТЫ

bigmap

Итак, краткий путеводитель «ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ» закончен. Благодаря этому существенно прояснилась общая топография местности, исследуемой в рамках проекта «КНИГА НОВОСТЕЙ». А значит, появилась и возможность уточнить карту.

В новой редакции общая картина теперь выглядит так.

Читать далее

Недостающая идея

Большой комплекс взаимосвязанных задач, совокупно известных под названием Langlands Program, иногда также называют «Теорией великого объединения математики». Иначе говоря, множеством ученых из разных стран мира на протяжении вот уже почти полувека предпринимаются очень серьезные усилия ради грандиозной общей цели.

Понемногу, шаг за шагом им удается показать, что необъятный мир математических исследований, когда-то представлявшийся совокупностью самых разных и зачастую никак не связанных между собой территорий, на самом деле устроен в корне иначе. То есть области, которые прежде воспринимались как не имеющие ничего общего друг с другом, в действительности оказываются эквивалентными описаниями одной и той же в сущности структуры.

Структуры, одновременно и чрезвычайно сложной в освоении, и – как многие предчувствуют – элегантно простой и красивой в своей итоговой картине. Короче, единой конструкции в основе всей математики – наверняка прекрасной, но по сию пору наукой еще не постигнутой.

И при этом – что удивительно – на просторах всенародной энциклопедии «Википедия», где число статей лишь в одном русскоязычном разделе уже приближается к миллиону, на русском языке нет об этом практически никакой информации.

То есть нет там ни собственно статьи «Программа Ленглендса» (именно в таком написании термин закрепился в отечественной науке), ни статьи «Роберт Лэнглендс» (более корректное, пожалуй, произношение фамилии) – об известном канадском математике, запустившем все это дело еще в 1960-е годы, а в минувшем октябре отметившем свое 76-летие.

Столь откровенное безразличие общества к большим свершениям, происходящим на передовых рубежах теоретической науки, характерно, конечно, не только для нашей страны. Это явление, если присмотреться, ныне фактически повсеместное.

Ученых, ясное дело, такая тенденция всерьез беспокоит. Именно по этой причине, собственно, в городе Торонто, Канада, в октябре нынешнего года был устроен первый международный Симпозиум Филдсовской медали, нацеленный на более широкую популяризацию достижений математической науки в народных массах.

Отныне это мероприятие планируется Институтом Филдса проводить ежегодно, причем каждый очередной симпозиум – как и первый – мыслится сфокусированным на такой области математики, где достигнуты выдающиеся успехи одним из недавних лауреатов Медали Филдса. (На всякий случай, если кто не в курсе, Филдсовская медаль считается своего рода «математическим аналогом» Нобелевской премии – высшей среди математиков наградой, которой раз в 4 года награждаются ученые в возрасте не более 40 лет.)

Что же касается тематической направленности Первого филдсовского симпозиума, то конечно же совсем не случайно он был посвящен «Фундаментальным основам Программы Ленглендса». А в качестве «главного героя» форума был выбран первый великий математик вьетнамского народа Нго Бао Тяу, в 2008 году удостоенный медали Филдса за доказательство Фундаментальной леммы в теории Ленглендса (сформулированного еще в 1983 году важного, но технически вспомогательного утверждения, которое, однако, никому не удавалось доказать на протяжении четверти века; Нго Бао Тяу не только доказал лемму неожиданным и новаторским образом, но и открыл попутно множество неведомых прежде взаимосвязей).

Чтобы стало понятнее, почему все это действительно важно не только для узко специализированных теоретиков, глубоко погрузившихся в свои математические абстракции, но и в целом для человечества, правильнее всего предоставить слово специалисту. Который не только в деталях понимает предмет, но и достаточно внятно может объяснить суть открытий обычным людям, далеким от математики.

В данном случае на эту роль практически идеально подходит Эдвард Френкель, профессор математики из Калифорнийского университета Беркли и один из главных научных организаторов первого Симпозиума Филдсовской медали. В большом интервью, предшествовавшем мероприятию, Френкель дал популярный обзор Программы Ленглендса, ее общей истории и нынешних особенностей.

Целиком оригинал этого интервью можно найти на сайте Университета Торонто, ну а в сокращенном вольном пересказе по-русски тезисы Френкеля выглядят примерно так. Читать далее

Обложки и символы

Один из последних номеров еженедельника New Scientist, известнейшего в мире журнала о новостях науки и технологий, оформлен как спецвыпуск, посвященный «окончательному вопросу существования: ЧТО ТАКОЕ РЕАЛЬНОСТЬ?»

Сразу же имеет смысл отметить, что хотя содержание спецвыпуска и преподносится на обложке как справочное «руководство пользователя», на самом деле никаких содержательных ответов на ключевой вопрос бытия читатели там не найдут. Вместо этого им предлагается своего рода путеводитель по разным вопросам, отыскав ответы на которые человек сумеет, быть может, когда-нибудь понять тот странный мир, в котором живет…

Но очень любопытно, однако, выглядит на обложке журнала картинка, иллюстрирующая, так надо понимать, тему номера. Вполне очевидно, что в качестве символа пока еще не познанной наукой реальности здесь избрана лента Мебиуса – простейший пример замкнутого на себя пространства в виде односторонней поверхности.

Особо интересна эта иллюстрация вот по какой причине. Для «Книги новостей», скажем, такой символ вполне сгодился бы хоть на обложку, поскольку примечательные свойства данного топологического объекта действительно фигурируют в фундаментальных основах всей модели-реконструкции. Однако в текстах спецвыпуска New Scientist лента Мебиуса НИГДЕ не упоминается ни словом – ни в качестве наиболее вероятной модели реальности, ни каким-либо образом еще.

Но при этом люди, выпускавшие журнал, сделали все, чтобы было совершенно ясно – выбор данного символа сделан отнюдь не случайно. Та же самая лента Мебиуса, но еще в трех разных обличьях, иллюстрирует не только статьи в бумажном выпуске, но и соответствующий онлайновый раздел на сайте журнала. Поскольку художники у всех этих иллюстраций разные, понятно, что они выполняли чей-то заказ. Но вот чей именно заказ (и с каким, собственно, замыслом), на этот вопрос вряд ли кто даст внятный ответ…

Читать далее

Вселенная как топологический изолятор

Среди множества таинственных загадок, для которых современной науке пока что так и не удается отыскать ответы, одна из самых неясных у физиков – это почему в природе существуют именно три поколения фундаментальных частиц.

Каждое такое поколение (или семейство) в Стандартной Модели физики частиц включает в себя 4 члена. Самое легкое семейство, в частности, состоит из электрона, электронного нейтрино, Up-кварка и Down-кварка. Остальные два семейства состоят из аналогичных по свойствам частиц, но по возрастанию более массивных. В Стандартной Модели нет ничего, что запрещало бы «надстраиванию башни», то есть появлению в природе следующих семейств со все более и более значительной массой. Однако экспериментальные свидетельства позволяют заключить, что три наблюдаемых семейства – это все из имеющегося во вселенной.

Попыток решить эту давно озадачивающую теоретиков проблему было сделано, конечно, немало, однако сколь-нибудь удовлетворительного и – главное – красивого объяснения (когда всем становится очевидно, что иначе и быть не может) никому отыскать как-то не удается.

Оригинальная и свежая теория на данный счет представлена в майском номере журнала Physical Review Letters за 2012 год – двумя исследователями из Института ядерной теории в Сиэтле, штат Вашингтон, США:

David B. Kaplan and Sichun Sun, «Spacetime as a Topological Insulator: Mechanism for the Origin of the Fermion Generations». Phys. Rev. Lett. 108, 181807 (2012). Preprint arXiv:1112.0302v3 [hep-ph].

Предложенный авторами вариант отгадки для тайны природы вынесен в заголовок статьи: «Пространство-время как топологический изолятор: механизм, объясняющий происхождение поколений фермионов». Если же пояснять суть открытия ученых в двух словах, то оказывается (точнее, можно продемонстрировать расчетами), что наша вселенная имеет дополнительное, пятое измерение, которое в силу непреодолимых математических обстоятельств «запрещено» для частиц нашего мира – аналогично тому, как внутреннее пространство материалов, именуемых топологическими изоляторами, оказывается вне пределов досягаемости для электронов проводимости на их поверхности.

Важным следствием этой модели, основанной на топологических свойствах пространств, оказывается то, что при подобном подходе к известной проблеме удается естественным образом порождать именно три семейства частиц (а также делать проверяемые экспериментально предсказания относительно трудноуловимых частиц типа нейтрино и хиггсовского бозона).

Иначе говоря, разгадку одной из главных тайн физики частиц авторы исследования Д. Каплан и С. Сун сумели (как они считают) отыскать в физике конденсированных сред, подметив, что пространство-время по своим свойствам отчетливо напоминает топологический изолятор.

Топологические изоляторы, можно напомнить, это совсем недавно открытые и во многом уникальные материалы, которые внутри являются изоляторами, однако по внешней своей поверхности хорошо проводят ток словно металлы.

Рассматривая пространство-время как четырехмерную поверхность, Каплан и Сун уподобили ее проводящей поверхности аналогичного «изолятора» более высокой размерности (5D). А затем, обоснованно предполагая определенную топологию такого 5D-пространства, состоящего из дискретных энергетических слоев, авторы показывают, что здесь можно порождать в точности три семейства частиц – привязанных к своим четырехмерным поверхностям

* * *

Еще одна любопытная теоретическая работа, очевидно связанная с физикой топологических изоляторов и волнующими тайнами в устройстве вселенной, появилась 3 года назад и подготовлена группой китайских исследователей из Института теоретической физики национальной Академии наук в Пекине:

ZL Guo, ZR Gong, H Dong and CP Sun, «Mobius Graphene Strip as Topological Insulator». Physical Review B 80, 195310 (2009). Preprint arXiv:0906.1634v2 [cond-mat.mes-hall].

Графеновая лента Мебиуса

Графеновая лента Мебиуса

Здесь физики провели аналитическое изучение электронных свойств листа из графена, имеющего форму ленты Мебиуса с зубчатой или зигзагообразной границей (иначе говоря, край ленты представляет собой замкнутую ломаную, причем атомы углерода располагаются только в ее вершинах).

В результате исследования показано, что графеновая лента Мебиуса ведет себя как топологический изолятор с «надежной металлической поверхностью» – по краю ленты движение электронов происходит без потерь энергии, в то время как вся остальная часть (балк) ленты ток не пропускает.

Отмечая, что их работа носит пока лишь теоретический характер, ученые одновременно показывают, каким образом необычные свойства графеновой ленты Мебиуса могут быть продемонстрированы экспериментально. Главный же итог исследования: удалось показать, что поведение «топологического изолятора» удается порождать нетривиальной топологической структурой самого объекта…

* * *

Чтобы стало яснее, какое отношение графеновый лист Мебиуса может иметь к «тайнам устройства вселенной», можно прочесть (или перечитать еще раз) фрагмент из книги под названием «Резиновая геометрия» [6C].

Дополнительные сведения о том, каким образом могут быть связаны топологические изоляторы, трехслойная структура пространства-времени и общая топологическая конструкция вселенной, можно почерпнуть из фрагмента «Гранулированная геометрия» [6E].

Технологии: Метафорический компьютинг

В июне проходит очередная Международная суперкомпьютерная конференция или ISC ’12 – главный всемирный форум специалистов в области высокопроизводительных вычислений. Один из основных докладов на этом мероприятии – с обзором текущих достижений и тенденций в отрасли – делает американский ученый Томас Стерлинг.

В суперкомпьютерном мире Т. Стерлинг широко известен как отец популярной кластерной архитектуры Beowulf и как один из создателей самой быстрой на сегодня вычислительной техники петафлопсного масштаба (1 петафлопс = 1015 FLOPS, т. е. квадриллион операций с плавающей запятой в секунду). Здесь, однако, авторитетное мнение специалиста привлекается несколько в иной связи.

Накануне ISC ’12 Томас Стерлинг дал прессе развернутое интервью, в котором довольно мрачно обрисовал перспективы для дальнейшего прогресса суперкомпьютеров на основе кремниевых чипов. Суть прогноза эксперта сводится к тому, что технологии полупроводниковых микросхем, стабильно развивающие компьютерную индустрию вот уже около полувека, ныне быстро приближаются к своим физическим, идеологическим и конструктивным пределам.

Согласно выводам Стерлинга, порогом производительности для кремниевых чипов станет следующий, экзафлопсный рубеж (порядка квинтиллионов или 1018 операций в секунду). А для того, чтобы двигаться дальше, придется создавать нечто в корне иное. Цитируя мнение светила дословно: «Возможно, это будет что-то типа квантового компьютинга, метафорического компьютинга, или биологического компьютинга. Но что бы там ни было, это будет не то, чем мы занимались последние семь десятилетий»…

Самое интересное в данной цитате – это словосочетание «metaphoric computing». Практически все, кто мало-мальски интересуется компьютерными технологиями, наверняка не раз слышали о двух других направлениях исследований в области перспективных высокопроизводительных вычислений. То есть о «квантовых компьютерах», оперирующих кубитами на основе законов квантовой физики, и о «биологических вычислителях», построенных на основе сложных биомолекул вроде ДНК.

Но можно уверенно гарантировать, что практически никто и никогда не слышал о «метафорическом компьютинге». Такую уверенность дают поисковые системы интернета, где на русском языке это словосочетание не встречается вообще, а на родном английском – по сути всего лишь только раз и в контексте единственной публикации 2006 года.

При этом обстоятельства, окружающие публикацию, весьма примечательны. Основой статьи является доклад, сделанный достаточно известным соавтором исследования в 2005 году по приглашению оргкомитета специализированной конференции, посвященной перспективным методам оптического компьютинга. А собственно исследование проведено при финансовой поддержке DARPA, то есть военного Агентства передовых исследований США.

Но что самое любопытное – принимая во внимание интерес коллег в 2005 и мимоходом оброненные слова сведущего американского авторитета в 2012 – в открытых публикациях суперкомпьютерной, оптической и прочей научной тематики за прошедшие семь лет не появилось (согласно базам данных о цитировании) ни одной ссылки на эту работу или даже упоминания о такой вещи как «метафорический компьютинг».

Это, конечно же, очень необычный факт, привлекающий к теме повышенное внимание. Ибо самое тривиальное объяснение происходящему – это ненавязчивая попытка засекретить новую и перспективную суперкомпьютерную технологию, слегка засвеченную в своей самой начальной фазе.

Поскольку исходная статья авторов (Mankei Tsang, Demetri Psaltis. «Metaphoric optical computing of fluid dynamics», arXiv:physics/0604149v1) сама по себе вполне информативна, для общего знакомства с этим направлением исследований наиболее естественным шагом, наверное, будет непосредственный пересказ тех фрагментов работы, что близки к форме популярно-общедоступного изложения.

Философия метафорического компьютинга

Нелинейные динамические системы, такие как погода, плазма или экономика, повсеместно распространены в природе и жизни человека, однако такого рода системы отличаются в высшей степени сложным и хаотическим поведением. А это, соответственно, делает их чрезвычайно трудными для изучения как теоретическими или экспериментальными методами, так и методами вычислительного моделирования.

Если излагать суть проблемы чуть подробнее, то аналитические решения для уравнений нелинейных систем известны весьма редко, эксперименты зачастую оказываются слишком негибкими и непрактичными, а вычислительные симуляции для аккуратного моделирования интересующей проблемы должны принимать в расчет огромное число точек данных по множеству измерений. Из-за этой причины даже самым быстрым на сегодня суперкомпьютерам требуются дни или даже недели для моделирования той относительно простой нелинейной динамики, которую физические системы естественным образом демонстрируют за секунды.

Но если посмотреть на «другую сторону той же самой медали», то тогда сами эти физические системы тоже можно рассматривать как вычислительные устройства – устройства, которые вычисляют свою собственную динамику с такой огромной скоростью, которая невообразима даже для самых быстрых суперкомпьютеров.

При таком подходе можно говорить, что ключом к обладанию этой гигантской вычислительной мощью физической системы оказывается наша способность заставить ее вычислять не только исключительно «себя», но и другие интересные задачи того же порядка сложности.

Конечно же, справедливо и то, что и обычный цифровой компьютер сам по себе является физической системой. Однако это устройство для вычисления элементарных логических операций применяет сложную полупроводниковую физику, причем делая это, попутно отбрасывает гигантское количество информации, которая считается дополнительной и ненужной. (Не говоря уже об огромном и крайне нерациональном потреблении электроэнергии, практически вся из которой выделяется в окружающую среду в форме тепла.)

При взгляде на проблему в такой перспективе, цифровой компьютер оказывается чрезвычайно неэффективным вычислительным устройством, поскольку он использует несравнимо меньшее количество той полной вычислительной способности, которую в принципе может предлагать благодаря особенностям своей физики.

В качестве эффективной альтернативы – для того, чтобы задействовать полное использование вычислительных возможностей, предлагаемых физической системой – авторами и выдвинута концепция Метафорического Компьютинга. Суть концепции – применять экспериментально более доступную нелинейную динамическую систему для симуляционного моделирования поведения других нелинейных динамических систем.

Общеизвестным и наглядным примером такого вычислительного метода является аэродинамическая труба, в которой маломасштабный эксперимент в области гидро- и аэродинамики проводится для моделирования крупномасштабной динамики жидкостей, что оказывается возможным благодаря законам масштабирования, присущим физике жидкостей.

Метафорический компьютинг, однако, не ограничен столь узкими рамками, когда похожие физические системы используются для симулирования поведения друг друга. Читать далее

Трудности переписки

Неожиданно обнаружилось, что указанный на сайте почтовый ящик работает «со странностями» (мягко говоря).
Переписку с читателями пока что нельзя назвать интенсивной, поэтому на КАЖДОЕ ваше письмо непременно пишется ответ.
Если же вдруг случилось так, что вы уже писали автору, но не получили ответа, то это проявление как раз тех самых странностей — письмо почему-то не дошло.
По этой причине впредь — если появится желание написать — лучше всего отправлять письмо сразу в два (или даже три) email-адреса.
Альтернативные адреса выглядят так:

borisagain (на) yandex.ru
idboris (на) myopera.com
плюс прежний
idb.kniga (на) gmail.com