Долгое возвращение «эмпэ» Бронштейна

Пока идет кропотливая работа над очередным эпизодом мини-цикла «Основы физики от аватаров» (где 50 Мб содержательной информации надо «без потерь» упаковать в 50 Кб читабельной статьи), имеет смысл выложить здесь материал про одного из таких аватаров — или «пришельцев из будущего» науки. Статья подготовлена в рамках параллельного проекта kiwi arXiv.

Будущее наступает незаметно (как многие наслышаны, вероятно). Но услышать мимоходом от кого-то затертую до банальности народную мудрость – это одно, а вот осмысленно наблюдать собственными глазами, как именно происходят великие и в то же время незаметные перемены в науке – это совершенно другое.

В первых числах марта сразу на двух широко известных веб-сайтах – почти одновременно и абсолютно независимо друг от друга – появились публикации о разных новейших достижениях на передовых рубежах физической науки. Объединяет же статьи то, что центральным персонажем данных материалов является один и тот же человек из весьма отдаленного прошлого. Некто Матвей Петрович Бронштейн (для близких «Митя» и, как правило, просто «эм пэ» для остальных). Один из самых выдающихся, ярких и разносторонних теоретиков ранней советской науки, трагически погибший совсем молодым еще человеком в конце 1930-х годов…

Первая из публикаций этой пары – научно-популярная статья на сайте солидного издания Quanta Magazine – посвящена новым идеям и затеям в области физики экспериментальной. Статья другая – сугубо теоретического прогнозно-обзорного характера – появилась на сайте научных препринтов Arxiv.org.

И если принять во внимание тот факт, что за всю четверть-вековую историю проекта Arxiv.org среди исчисляемых уже миллионами статей здесь появилось всего лишь три (не считая самую свежую) работы, посвященных освоению научного наследия Матвея Бронштейна, а в новостях мировых СМИ (согласно поисковику Google) за все последние годы имя этого ученого вообще нигде и никем не упоминалось ни разу (помимо нынешнего), то выявленное здесь совпадение выглядит по меньшей мере примечательным.

С учетом же того, что комплекс идей, выдвинутых и разрабатывавшихся Бронштейном свыше 80 лет назад, именно сейчас выходит в физике на самые передовые рубежи научных исследований, несложно сообразить, наверное, что синхронный дуплет нынешних публикаций – это событие вовсе на случайное. А отражающее дух времени, что называется. Или другими словами, событие, определенно достойное внимания и более тщательного рассмотрения.

Читать далее

Преодоление догмы «Заткнись и вычисляй»

Очередная компиляция из цикла «Догмы и ереси в науке как религии». Материал «о догме», непосредственно дополняющий, можно сказать, предыдущий текст «о ереси».

Нынешнюю подборку текстов можно считать непосредственным продолжением материала «Ересь Джона Белла» [1]. Но только здесь рассказывается уже не о выдающемся ирландском теоретике и его еретических идеях, а о том, как происходила дальше научная революция, потребовавшая преодоления застывших догм в умах коллег-ученых. Прежде всего, в умах физиков-экспериментаторов.

Главный герой данного материала – французский ученый Серж Арош. Биография этого исследователя сложилась так, что в 2012 году именно ему – совместно с Дэвидом Вайнлендом – довелось стать первым в истории науки лауреатом Нобелевской премии по физике, кому этот почетный приз был присужден за явное и убедительное опровержение давно устоявшихся догм квантовой теории. Подчеркивать данный факт, впрочем, обычно не принято. Подробный рассказ о столь занятном казусе можно найти в материале «Время искать ответы» [2].

В том же самом году, но только чуть раньше – с февраля по май 2012 – пара ученых-энтузиастов из университетов Швейцарии и Германии, Филипп Бланшар и Юрг Фрёлих, организовала цикл семинаров и лекций-диспутов, посвященных свежим достижениям и проблемам квантовой физики – под общим названием «Послание квантовой науки: попытки в направлении синтеза». Местом проведения этих международных мероприятий, собравших многих видных теоретиков и экспериментаторов, стал «Центр междисциплинарных исследований» Университета Билефельда, Германия.

Содержание докладов и дискуссий оказалось столь интересным и содержательным, что материалы этого цикла было решено опубликовать отдельной книгой, вышедшей из печати в 2015 году [3]. Ну а развернутое предисловие к этому сборнику согласился написать Серж Арош – теперь уже в качестве общепризнанного авторитета и нобелевского лауреата.

Читать далее

Ересь Джона Белла, или Самый поразительный результат в истории физики

Очередной текст из цикла «Догмы и ереси в науке как религии». Герой материала – выдающийся ученый по имени Джон Стюарт Белл, совершивший поистине великую революцию в физике XX века. Вот только наука этот факт пока что признать официально никак не решится.

Структурно данный текст представляет собой компиляцию из нескольких фрагментов двух научно-популярных биографических книг и одной статьи того же ряда. Первая из книг [1] целиком посвящена Джону Стюарту Беллу, а вторая [2] – Эрвину Шрёдингеру и его идейным наследникам (одним из которых, несомненно, можно считать и Белла).

Но прежде чем переходить к обильному цитированию этих исследований, однако, имеет смысл привести несколько абзацев от еще одного автора, известного философа науки Тима Модлена. Который в своей статье 2014 года [3], озаглавленной «Что сделал Белл», ключевую суть произведенной этим ученым революции излагает примерно такими словами: [Начало цитаты]

В мире идеальном статья, написанная в честь 50-й годовщины монументально важного теоретического результата, была бы посвящена обзору того, как этот результат преобразовал за прошедшие годы нашу картину мира. И уж точно статья не разъясняла бы читателям, в чем же реально заключался данный результат. Но мы, к несчастью, не живем в таком идеальном мире, так что даже сегодня наиболее насущная задача заключается в том, чтобы сделать достижение Белла ясным для всех.

Ибо и поныне, в 50-ю годовщину монументальной статьи Джона Белла от 1964 года, среди ученых все еще широко распространены заблуждения относительно того, что же именно доказал Джон Белл. Непонимание же это, в свою очередь, произрастает из неспособности к восприятию значительно более ранних аргументов от Эйнштейна, Подольского и Розена (ЭПР).

Экспериментальная проверка феномена ЭПР и нарушений неравенства Белла для случайного набора измерений у далеко разнесенных в пространстве квантово-сцепленных объектов – это наиболее поразительный результат за всю историю физики. Теоретикам физической науки пока всё еще только предстоит определиться с тем, что означают данные результаты для нашего фундаментального понимания мира.

Читать далее

Фил Андерсон: Возможно ли ныне создание новой физики?

Ситуация в науке уже давно сложилась так, что наиболее честные и откровенные слова о глубоко затянувшемся кризисе звучат в основном от старых знаменитых ученых. Старых и очень старых…

«Сегодня я бы вообще не получил работу в науке»

В декабре 2013 года, когда подошел срок для вручения в Швеции очередного комплекта Нобелевских премий, журналист британской газеты The Guardian ухитрился взять интервью у одного из наиболее знаменитых среди новых лауреатов – физика-теоретика Питера Хиггса. [ph]

Слово «ухитрился» привлечено здесь вовсе не просто так, естественно, а по причине того, что в свои 80 с лишним лет Хиггс предпочитает никогда не пользоваться ни мобильной телефонной связью, ни электронной почтой, ни вообще интернетом в целом. Что же касается внимания со стороны назойливых СМИ, то их он просто старается всячески избегать. Поэтому побеседовать с труднодоступным ученым журналисту удалось лишь в таких условиях, где деваться человеку от прессы было в общем-то некуда – на пароме, следовавшем в Стокгольм.

То, что наиболее престижная среди физиков награда, Нобелевская премия, может вручаться исследователям с сильнейшими задержками – по прошествии 25-30, а то и 40 лет после собственно открытия – этот факт давно уже никого не удивляет. Передовая наука стала чрезвычайно сложной, надежно проверить предсказания экспериментами, чтобы убедиться в бесспорной правильности теории, становится всё труднее, а коль скоро из среды молодежи великих открытий что-то совсем уже не появляется, то средний возраст лауреатов ныне отчетливо перевалил за 70-летний рубеж.

Но даже в этих условиях история с Нобелевской премией «за бозон Хиггса» все равно определенно встала особняком – как нечто совсем уж необычное. Во-первых, по той причине, что собственно теоретический механизм, математически описавший порождение массы у субатомных частиц, был разработан Хиггсом в Эдинбурге и независимо-одновременно его многочисленными коллегами в других местах свыше полустолетия тому назад – в начале 1960-х годов.

Ну а во-вторых, ученый-теоретик Питер Хиггс, именем которого назван собственно бозон, принципиально важный для Стандартной Модели частиц и полвека ускользавший от детекторов экспериментаторов, за всю свою последующую научную жизнь опубликовал меньше десятка статей. В беседе же с журналистом «Гардиан», случившейся по пути в Стокгольм, Хиггс откровенно признал, что с такой продуктивностью его уже давным-давно уволили бы из университета – если бы еще в 1980 году он не был впервые номинирован на Нобелевскую премию…

Читать далее

Вопрос, конечно, интересный…

Публикация про «обратный разбрызгиватель Фейнмана»  вызвала не только заметное оживление среди читателей, но и породила естественные вопросы — главным образом, из-за видео-демонстраций на YouTube, наглядно как бы «опровергающих» глубину проблемы.

Если напомнить суть проблемы совсем вкратце, то очередное обращение к теме весьма странной физики, которую демонстрирует Reverse Sprinkler или простой разбрызгиватель воды для лужаек, работающий в обратную сторону, заключалось вот в чем.

Знаменитый физик Ричард Фейнман, в 1985 году своими мемуарами очередной раз «спровоцировавший» активное обсуждение этой давней проблемы научным сообществом, на собственном опыте отлично знал, что реверс-разбрызгиватель не вращается, если заставить его засасывать воду, а не выбрасывать как обычно. Но при этом Фейнман всегда категорически отказывался обсуждать то, ПОЧЕМУ устройство остается неподвижным.

Однако ныне, спустя 30 лет после ухода Фейнмана из этого мира, в энциклопедии Wikipedia (для всего на свете излагающей нейтрально-устоявшиеся взгляды общества), вполне однозначно утверждается, что обратный разбрызгиватель на самом деле не неподвижен, а крутится — в направлении, противоположном обычному. И более того, здесь же предоставляются и довольно мутные «объяснения» причин, из-за которых именно так все должно происходить.

Иначе говоря, многомудрый Фейнман может и правда чего-то там недопонял и не разобрался, однако для современных ученых всё вполне понятно — и никакой проблемы здесь уже нет. Согласно устоявшимся воззрениям мейнстрим-науки и заверениям Википедии, во всяком случае…

Нынешняя же статья-напоминание, напротив, ставила целью показать, что никакой полной ясности с этой задачей по-прежнему нет. Результаты опытов все так же противоречивы, теоретические объяснения мутны, а поведение разбрызгивателя при движении струй в одну и в другую сторону демонстрирует фундаментально разную физику…

#

Поскольку современный любознательный народ, узнав нечто новое или необычное, за дополнительной наглядной информацией чаще всего обращается к видеоматериалам YouTube, то и с занятной физикой «разбрызгивателя Фейнмана» произошла аналогичная история.

Видеоматериалов про Reverse Sprinkler в интернете действительно немало, однако вот какая специфическая особенность с ними в массе своей наблюдается. В силу конструктивных особенностей эксперимента, опыты над разбрызгивателем существенно проще проводить в условиях струй воздуха, а не воды. При этом давно известно, что в экспериментах с засасыванием воды (как у Фейнмана) реверс-разбрызгиватель обычно остается неподвижен, а при экспериментах с воздухом — обычно крутится в обратную сторону.

Что же касается наглядных видеодемонстраций на YouTube, то там они по преимуществу проводятся с пылесосом и засасыванием воздуха. Иначе говоря, автору данного текста стали приходить письма с соответствующими ссылками и естественными вопросами: что же тут непонятного, если вертушка и вправду отчетливо крутится в обратную сторону?

Для того, чтобы столь же наглядно пояснить реальную сложность проблемы, пришлось провести дополнительные собственные поиски на YouTube и продемонстрировать следующие факты.

Читать далее

Если ты не можешь объяснить это простыми словами, значит, ты не понимаешь этого сам…

Среди материалов параллельного проекта kiwi byrd arXiv появился двухчастевой материал «О внимании к деталям», одна из половин которого целиком посвящена физике и рассказывает о малоизвестных фактах из научного наследия Ричарда Фейнмана. Имеет смысл разместить эту статью и здесь (другая половина — о малоизвестных фактах вокруг убийства JFK).

На сайте-агрегаторе «хакерских новостей», где тусуется по преимуществу публика из той весьма широкой категории ИТ-специалистов, которую обобщенно именуют «программисты», в очередной раз мелькнула тема под названием Feynman sprinkler или «Разбрызгиватель Фейнмана» по-русски.

Тему эту весьма затруднительно называть свежей новостью, коль скоро Ричард Фейнман покинул этот мир три десятка лет тому назад. Но по каким-то умалчиваемым причинам так называемый «фейнмановский разбрызгиватель» всплывает для обсуждений на форуме Hacker News с примечательной регулярностью: не только в 2017 году, но и годом ранее в 2016, и два года тому назад в 2015.

Помимо перечисленных, на этой же площадке можно найти и другие страницы подобного рода, однако суть в том, что каждый раз никакого содержательного обсуждения на самом деле не получается. Кому-то почему-то данная тема явно очень интересна, для начала дискуссии стандартно приводится ссылка на информативную статью в Википедии, – однако изюм проблемы участники дискуссии либо не ухватывают, либо просто не способны добавить что-либо новое или мало-мальски оригинальное.

Короче говоря, всякий раз обмен мнениями стабильно и быстро затухает. Что при первичном поверхностном взгляде на этот сюжет выглядит естественным и понятным – ведь статья в Википедии доходчиво объясняет не только суть давно известной задачи, но и предоставляет её решение с точки зрения современной науки. Что же тут обсуждать?

Обсуждать же в действительности тут есть много чего… Но прежде надо чуть более тщательно присмотреться к деталям предоставляемого «решения». Причем в особенности обращая внимание на мутные места и расплывчатые формулировки. Потому что именно такие вещи и являются важным сигналом.

Для начала это выглядит просто – «сигналом имитации понимания». Но вот если далее углубиться в тему как следует, то сигнал тут оказывается о проблемах гораздо более серьезных. Можно даже сказать, о фундаментально важных и по сию пору нерешенных проблемах в основах физики… Однако начинать разбор удобнее с простого.

Читать далее

«У народа есть все основания не доверять науке»…

В апрельском номере научного журнала Nature Physics опубликована весьма характерная статья от Сабины Хоссенфельдер, одной из наиболее ярких представительниц мирового физического сообщества на поприще научно-популярной публицистики. Имеет смысл дать здесь (почти полный) перевод этого текста на русский.

Моя профессия – ученый-теоретик в области физики частиц. И я сомневаюсь в ценности теоретической физики частиц. Это и само-то по себе ужасно, я знаю, но дело тут еще хуже. Я боюсь, публика имеет основания не доверять ученым, причем и я сама – печально, но это правда – тоже нахожу, что доверять им всё более и более сложно.

Читать далее

SYK как начало Gloria Mundi

Ныне исполнилось ровно два года с момента премьеры модели SYK, представленной научной публике 7 апреля 2015. Дабы отметить эту дату, на сайте 3DNews.ru (а также в блоге-архиве kiwibyrd) опубликована данная статья.

Новейшая разработка ученых под названием «модель Сачдева-Йе-Китаева» или кратко SYK сразу заняла в теоретической физике совершенно уникальное место. Не только из-за способности решать неразрешимые прежде задачи, но и по той причине, что обычно научные революции вот так НЕ происходят…

Конструкция SYK, также известная как «простая модель квантовой голографии», является первой и единственной в физике моделью, которая не только объединяет гравитацию и квантовую теорию на основе голографической концепции, но делает это логически внятно и математически убедительно. То есть с опорой на ясные идейные схемы и точные аналитические решения.

Если рассказывать о восходе SYK в строго хронологическом порядке, то начало всей этой истории было бы естественно отсчитывать от событий четверть-вековой давности, из первой половины 1990-х. Однако для большей объемности картины, а также для отражения особой динамичности и интриги нынешнего момента, удобнее рассказывать про то же самое фрагментами, переносясь скачками из одного периода в другой, когда надо пояснить структуру модели и логику происходящего.

Так что наш рассказ начинается в 2012 году. Хотя и тогда собственно названия SYK еще не было даже в проекте.

Не катастрофа, но конец большого цикла

 

В 2012 году имели место три, как минимум, примечательных и важных для этой истории события.

В тот год исследователи-экспериментаторы, работающие с Большим Адронным Коллайдером в CERN под Женевой, объявили о долгожданном обнаружении бозона Хиггса. То есть частицы, предсказанной примерно за полвека до этого, а теперь как бы явившей себя, наконец, заждавшимся ученым и увенчавшей их Стандартную Модель для устройства микромира.

Но случилось так, что данный успех стал не только первым, но и последним великим достижением БАК. Несмотря на дальнейшие титанические усилия, ученые так и не смогли подтвердить больше ничего из тех своих предсказаний, которые делались для развития теории за пределы Стандартной Модели. А это результаты огромной работы теоретиков на протяжении как минимум 40 последних лет. Абсолютно всё, фактически, что было рассчитано и предсказано, оказалось неверно…

Многие склонны расценивать произошедшее как полную катастрофу. Хотя событие второе, с другой стороны, напомнило и показало, что дела в науке – как и во всех прочих делах нашей жизни – не происходят линейно, то есть просто вверх или вниз. А скорее напоминают движение по спирали – как оно предписано циклами космоса.

Читать далее

Ограниченность как надежда и радость

«Мне нравится эта огромная разница (между мирами физики классической и физики квантовой). И я всегда надеюсь, что они так и будут оставаться не объединенными»… – Фримен Дайсон.

phys-companyВ декабрьском, 2016 года, выпуске научно-популярного журнала Nautil.us  опубликовано любопытное интервью с патриархом науки XX века, знаменитым физиком-теоретиком Фрименом Дайсоном («My Life with the Physics Dream Team», by Steve Paulson, illustrations by Julia Breckenreid, December 8, 2016).

Для проекта kniganews легендарный Дайсон – это совершенно особенный ученый, поскольку именно он (сам того не ведая), а точнее его публикации выступают своего рода проводником по главам и разделам аналитического цикла «Женщины, Эйнштейн и Голография».

Ну а в нынешнем интервью ученого – так уж само все получается – Фримен Дайсон даёт не то чтобы «опровержения» фактам и новейшим открытиям детективного цикла Sci-Myst, но, скажем так, высказывает существенно иную точку зрения на те же самые события истории и результаты науки физики.

Пересказывать в подробностях ответы ветерана, лично общавшегося со светилами вроде Оппенгеймера и Эйнштейна, Паули и Фейнмана, тут, впрочем, вряд ли целесообразно. Во-первых, потому что текст интервью свободно доступен для всех интересующихся в оригинале. А во-вторых, продвижению следствия Sci-Myst новая информация от Дайсона абсолютно ничем помочь не может – по причине принципиально иных взглядов ученого на общие перспективы развития науки.

Суть этих взглядов вполне адекватно передает вынесенная в эпиграф цитата – о том, что является источником радости и надежды для знаменитого теоретика, сохраняющего ясный ум и неиссякаемый оптимизм на 94-м году жизни (чему можно лишь восхищаться и всячески желать долгожителю здоровья-благополучия).

Суть же открытий в расследовании Sci-Myst такова, что наука физика – совместными усилиями теоретиков и экспериментаторов – на самом деле уже разбила надежды Дайсона. И таки нашла все необходимые ключи к объединению реальностей мира классического и мира квантового. Вот только заметить и зафиксировать этот выдающийся факт нашей истории ученым ни в какую не удается.

Причем вполне понятно даже то, почему так происходит. Более чем наглядную иллюстрацию этой странной ситуации предоставляют обложки трех новых, хороших и содержательных книг – появившихся буквально друг за другом на одном весьма известном «пиратском» веб-сайте.

3-covers Читать далее

Сюрпризы квантовой топологии

В процессе подготовки очередного эпизода Sci-Myst стало очевидно, что к расследованию пора привлечь результаты новейших достижений науки на стыке квантовых вычислений и топологии. А потому — для подвода к теме — полезно разместить здесь уже имеющийся материал. Хотя и подготовленный год назад в рамках совсем другого проекта, но содержащий массу важных-полезных фактов для понимания роли свежих публикаций в освоении концепции «Время как Разум»…

0-quantum-topology(Ноябрь 2015)

Топологический квантовый компьютер пока что никто сделать не сумел. Но суть идей в основе этой концепции необычайно красива, а практические успехи на пути её освоения уже несомненны. Так что в итоге наверняка все должно получиться.

В принципе, данный материал вполне можно было бы озаглавить «Другая Физика». Потому что весь набор результатов, получаемых в процессе освоения области «топологические квантовые вычисления» – это, по сути дела, тихая-незаметная и одновременно великая научная революция.

Если приглядеться, то на данном направлении буквально каждый шаг – от истории зарождения и вплоть до новейших достижений – хотя бы чуть-чуть (а порою существенно) изменяет и переворачивает устоявшиеся научные представления об устройстве окружающего мира. Но поскольку происходит это все не только очень постепенно, но и строго в рамках научного мейнстрима, никто как бы не замечает, что вся физика, фактически, переворачивается попутно «с головы на ноги».

Ну а чтобы столь важный процесс стал не только заметен, но и вполне понятен, рассказывать историю надо в общей исторической ретроспективе. Однако начать лучше все же с самых последних новостей – для общего представления о ситуации в столь интересной области и о масштабе происходящих перемен.

Читать далее