Первый универсальный ключ

Почти все уже в курсе, что физика переживает ныне глубочайший кризис на уровне фундаментальных основ науки. Но почти никто не видит при этом, что ценнейшие ключи для выхода физики из кризиса может предложить наука биология. Причем эти же ключи, что интересно, уже через физику дают новые подходы и к гранд-загадкам биологии.

Смятение, замешательство и отчаянные поиски смысла

 

Если судить о состоянии фундаментальной физической науки по публикациям СМИ, то в головах у мудрейших светил-теоретиков наблюдается сейчас воистину удивительная каша и смятение. Чтобы это заметить, достаточно лишь чуть-чуть повнимательнее вникнуть в смысл того, о чем тут, собственно, оповещается почтенная публика, интересующаяся делами научного прогресса…

Вот, например, как выглядят три очевидно взаимосвязанных события за последнюю пару месяцев.

Читать далее

Вершины погибших альпинистов

Реальные события в жизни науки порой напоминают фантастический мистический триллер. Если знать контекст и обращать внимание на детали происходящего.

Три месяца тому назад, в мае 2019, была отмечена череда странных и загадочных событий вокруг одного из наиболее содержательных в интернете сайтов о новостях большой науки. Обстоятельства падения этого науч-поп-сайта предоставили и естественный повод для рассказа о Великой физико-математической Гипотезе. Доказательство которой сулит в итоге самые радикальные преобразования основ для всей науки человечества (подробности см. в тексте «Тонкое искусство внимания к деталям»).

Своего рода стержнем, вокруг которого был выстроен тот рассказ, послужило эссе нынешнего директора принстонского Института передовых исследований, физика-теоретика Роберта Дейкграафа. Цитируя текст дословно, эссе начиналось такими словами:

Если сравнивать науку с восхождением альпинистов, то в математике роль высочайших горных вершин играют великие гипотезы. То есть четко сформулированные утверждения, которые скорее всего верны, но для которых пока что не найдены строгие доказательства…

Метафора с покорением вершин альпинистами показалась автору настолько привлекательной, что ею же он и завершил свою статью:

Итак, в конечном счете поиск решений для великих гипотез имеет нечто общее с экспедициями скалолазов, взбирающихся на самые высокие из горных вершин. И только потом, когда все возвратятся домой целыми и невредимыми – в независимости от того, удалось им достигнуть цели или же нет – становится ясен полный масштаб предпринятого приключения. Вот тогда-то и наступает время для рассказов о героическом восхождении…

К великому сожалению, сравнение это – отнюдь не только лишь красивая художественная метафора Дейкграафа. И покорение великих физико-математических гипотез не только в переносном, но и в самом прямом смысле имеет довольно много общего с весьма опасными для жизни занятиями альпинистов и скалолазов.

Иначе говоря, как и при реальных восхождениях на сложные горные вершины, здесь не всем удается вернуться целыми и невредимыми. И трагическая безвременная гибель кого-то из участников здесь тоже, увы, далеко не редкость. Причем теряет наука в таких случаях, как правило, людей наиболее сильных и талантливых. Продвинувшихся дальше и выше остальных.

Иногда это может выглядеть как результат неожиданного сбоя-приступа в работе организма. Иногда – как итог тяжелого неизлечимого заболевания или глубокой депрессии. Иногда – как несчастный случай в быту или на отдыхе. А иногда и буквально – как гибель альпиниста при восхождении на очередной труднодоступный пик…

В первых числах августа этого года французское издание Le Messager опубликовало совсем коротенькое сообщение об очередной трагедии на альпийских склонах Шамони. Известнейшего в народе места, знаменитого как родина альпинизма. Поскольку текст печального сообщения на этот раз содержал всего несколько фраз, здесь можно дать его полный дословный перевод.

Еще одна драма на Монблане. Очередная беда случилась утром в субботу, 3 августа, где в Шамони два альпиниста-американца предприняли восхождение на вершину l’aiguille du Peigne (пик Гребень). Когда они двигались по скальному массиву, то первый, 47-летний мужчина, упал с высоты 100 метров из-за разрыва веревки. Врачу-спасателю, прибывшему на место происшествия, оставалось только констатировать, что организм альпиниста не выдержал такого падения. Другой американец-напарник, 49 лет, остался невредим.

Практически у всех читателей-скалолазов, читавших и комментировавших это сообщение, текст новости сразу же вызвал недоумение и вопросы. По той причине, прежде всего, что веревка альпинистов – это надежный технический инвентарь, с запасом рассчитанный на большие нагрузки. И под весом тела человека такая веревка оборваться никак не может. Если чем-то острым её перерезало, то да, разрыв возможен. Но тогда виной трагедии является отнюдь не веревка…

Иначе говоря, в истории явно недостает подробностей, важных с позиций обеспечения максимальной безопасности в столь серьезном и полном рисков занятии, как восхождение на горные вершины.

Но никаких более содержательных сведений о деталях произошедшего, к сожалению, увидеть опубликованными здесь не удалось. Наверняка важные подробности мог бы рассказать альпинист-напарник погибшего, однако его для расспросов почему-то никто не разыскал, похоже. И даже имя этого человека нигде в СМИ не упоминается.

Но зато очень хорошо известно имя погибшего. Стивен Габсер – блестящий ученый и профессор теоретической физики. А еще – по какому-то престранному стечению обстоятельств – не только хорошо знакомый коллега Роберта Дейкграафа из-за общих интересов в области теории струн, но и близкий его сосед по общему месту жительства в городе Принстоне, славящемся своими передовыми научными центрами…

Ну а самое главное – и особо здесь грустное – заключается в том, что Стивен Габсер был одним из представителей весьма особенной плеяды ученых. Тех исследователей, кто ближе всех сумел приблизиться к покорению наиболее трудных научных высот вокруг Великой гипотезы. И неожиданная гибель Габсера на отдыхе во Франции – это уже четвертая, как минимум, безвременная потеря в данной немногочисленной группе восхождения за последние два года.

Откуда понятно, наверное, что и в таком очевидно рискованном деле, как продвинутые теоретические исследования на опасных направлениях, желательно знать как можно больше технических подробностей и деталей об обстоятельствах тяжелых потерь и трагедий…

Читать далее

Большая наука в поисках Главного Вопроса

Важнейшей целью физики для построения новой Теории Всего заявлены поиски «Вопроса, за которым последуют все нужные ответы»… Поскольку Вопрос этот на самом деле вовсе не требуется искать (он известен науке уже почти сто лет), есть повод переиздать «Краткую историю нашей глупости»…

(Данный материал был подготовлен для мемориального проекта kiwi arXiv и здесь выкладывается, по сути дела, ради содержательного заполнения затянувшейся паузы — пока идет подготовка очередного текста из цикла «Физика от аватаров».)

Респектабельный американский журнал The New Yorker, уже третий век публикующий для читателей-интеллектуалов содержательные материалы на самые разнообразные темы жизни, недавно решил осветить на своих страницах и насущные проблемы фундаментальной теоретической физики.

Соответствующая статья была подготовлена Натальей Волховер, весьма компетентной в подобных темах журналисткой, занимающей пост редактора и ведущего обозревателя в Quanta Magazine. То есть в одном из наиболее качественных для нынешнего интернета веб-изданий, специализирующихся на популярном освещении достижений и новостей с передовых рубежей науки.

Статья у Волховер, лично знакомой чуть ли не со всеми светилами современной физики, обитающими в США, вышла довольно любопытная и получила интригующее название «Теория Всего другого рода» (A Different Kind of Theory of Everything. By Natalie Wolchover, The New Yorker, February 19, 2019).

Но прежде чем переходить к содержательной сути этой публикации, имеет смысл обратить внимание на нечто совершенно иное. И задаться для начала таким вопросом. Какая может быть связь между новейшей инициативой Ливерхьюмского Центра будущего интеллекта, запускающего ныне «Олимпиаду Животные-ИИ» (о чем был рассказ в предыдущей статье), и глубочайшим кризисом у теоретиков, работающих в области фундаментальных основ физики с мечтами о создании Теории Всего?

На первый взгляд, связи тут нет совершенно никакой. Однако, если присмотреться к обеим темам чуть более пристально, то проступают весьма странные и удивительные вещи. В очередной раз напоминающие о древней концепции Unus Mundus, то есть «Мира Единого», – где всё и со всем постоянно сцеплено незримыми взаимосвязями…

Читать далее

Новая физика из старых книг

Арнольда очень интересовала история математики. Он любил изучать классику – особенно работы Гюйгенса, Ньютона, Пуанкаре – и много раз обнаруживал в их трудах идеи, не исследованные до сих пор... (Wikipedia: Vladimir_Arnold)

В конце прошлого года, ровно девять месяцев тому назад, здесь же на сайте kniganews появлялась такая неосторожная фраза:

Совсем новая теория SYK или «модель Сачдева-Йе-Китаева» прямо сейчас, на глазах всего научного сообщества начинает объединять квантовую физику и теорию гравитации в существенно иную картину мира. И в картину эту, что важно, естественным образом и в качестве неотъемлемого компонента встраивается «память материи» или Mind-Stuff, т.е. «материя разума»…

Шустрый темп продвижения, демонстрировавшийся поначалу исследователями SYK, давал основания надеяться, что выход к рубежам новой физики уже не за горами. Еще совсем чуть-чуть, казалось, и появятся работы ученых, узревших, наконец-то, насколько красиво и органично физика модели SYK вписывается в геометрию нетривиальной фибрации Хопфа.

А вместе с освоением этого открытия, неразрывно связывающего в единое голографическое целое не только пространство и время, квантовые феномены электромагнетизма и геометрию гравитации, но также топологию гидродинамики и теорию информации, оказывается уже совсем близко и до сути всей конструкции. Для начала – в виде физико-математического устройства «памяти материи». А затем и как постижение Главного – всепроникающего разума единой вселенной. Единого разума во всем, что есть…

Но хотя основания для подобных надежд действительно имелись, реальный прогресс ученых на этом пути, увы, очень скоро и буквально на глазах начал замедляться. Несколько первых черновиков настоящего текста готовились как попытки разобраться, в чем именно причина тормозов и какова суть базовых идей, удаляющих препятствия. Но затем стало ясно, что дело это в общем-то зряшное.

Патриархи науки, Фил Андерсон и Питер Хиггс, люди куда более опытные и сведущие в механизмах всей этой системы, вполне доходчиво объяснили, что естественным путем новая физика в нынешних условиях родиться просто не может. Ибо над этим очень упорно и очевидно небезуспешно уже многие десятилетия целенаправленно работают специальные властные структуры нашего общества. Подробности на данный счет изложены в предыдущем тексте «Возможно ли ныне создание новой физики?».

Иначе говоря, уж если время по-любому наступило, то рожать-таки новую науку всё равно придется – пускай и путем очевидно НЕ-естественным. Хотя с другой стороны, вовсе не факт, что альтернативный способ окажется более трудным. Скорее даже наоборот: местами занятно и необычно, местами фантастически неправдоподобно (хотя все факты – чистая правда), но в конечном итоге все равно убедительно. Потому что неопровержимо.

Самое же главное – в альтернативной версии нашей истории критично важный процесс пройдет для науки по сути безболезненно. Потому что все фундаментальные основы «новой физики» на самом деле давно открыты в старых-известных научных книгах и за прошедшие годы в целом уже освоены сообществом. Суть трюка заключается в том, что известные вещи надо просто сложить друг с другом иначе…

Начать рассказ, однако, несколько парадоксальным образом удобнее всего с книги совершенно новой – опубликованной буквально только что.

Читать далее

Структура Лавины

Как и предыдущая «интерлюдия», данный эпизод в расследовании Sci-Myst никак не планировался. Он сформировался сам собой, фактически сметя и завалив новыми фактами уже намеченный рассказ. Иначе говоря, события жизни сами диктуют, как тут всё должно в подобных историях развиваться…

(Прочие эпизоды Sci-Myst см. через Навигатор)

В финале добавлено содержательное обновление от 5 июля 2017.

ТАКОЕ ВОТ КИНО…

Вовсе не секрет, что абсолютно все сюжеты Sci-Myst с самого начала расследования так или иначе были отчетливо привязаны к текущим событиям науки. Но в любом рассказе – пусть даже и о беспорядочно мелькающих публикациях ученых – непременно хочется обозначить структуру и логику (тем более, что и это определенно за внешним хаосом присутствует). Однако любые попытки как-то спланировать и упорядочить следствие, наметив «главные линии» продвижения, тут же сталкиваются с серьезнейшими проблемами.

Самой существенной среди них является проблема вот какого рода. Расследованию уже известно, как выглядит общий ландшафт местности, где находится и что представляет собой тот неисчерпаемый резервуар «истинных знаний», поисками которого занята наука. Более того, у следствия даже есть карта давно освоенных, но ныне скрытых троп к этой великой цели (см. «Краткий путеводитель ТЗО»). Вот только наука наша, увы, предпочитает заниматься поисками в корне иначе – одновременно осваивая все доступные траектории…

Понятно, наверное, что это куда более трудозатратный и бестолковый метод, заставляющий исследовать не только глубокие тупики, но и особо длинные, искусственно запутанные обходные маршруты. Попутно вынуждающий притормаживать или отвлекаться на дорогах кратчайших… Как бы там ни было, однако, большое дело в целом все равно продвигается, причем движется мощно и по разным направлениям.

Ощутимо влиять на эту лавину новых научных открытий и результатов, естественно, тихое расследование Sci-Myst не может никак. Но что делать тут вполне возможно, так это выявлять в широких потоках наиболее важные «струи» или фрагменты, а самое главное – показывать тесные, но пока упускаемые взаимосвязи между этими разрозненными фрагментами. Потому что только так оказывается возможным ухватить единство картины, а значит, и местоположение «драгоценного источника».

А иначе лавина просто сметет и затопит весь ландшафт науки массивами новых (и часто заранее декларируемых бесполезными) знаний, под которыми окажутся погребенными простые, но принципиально важные истины, необходимые для понимания сути… Очень полезной сути, следует подчеркнуть.

Короче говоря, дабы сохранить цель затеи, приходится в очередной раз пожертвовать стройностью и логикой детективной истории, занявшись вместо этого «структурой лавины». Ну а поскольку расследование по-прежнему остается «научно-мистическим», важнейшие ключи к пониманию этой хаотической структуры будут извлекаться из Путеводителя ТЗО – подготовленного сильно заранее, еще до начала следствия, и имеющего, напротив, конструкцию очень четкую.

Читать далее

Дежавю и Топология (майская интерлюдия)

В циклах научно-мистического расследования время от времени бывают паузы-интерлюдии, имеющие, похоже, собственную периодичность. В мае 2015 была первая, теперь вот еще одна. Снова майская и не менее занятная.

Когда процесс подготовки очередного – апрельского – эпизода в нескончаемом (как могло уже показаться) сериале Sci-Myst переходил в финальную фазу выпуска, случилась неожиданная череда важных событий. Началось все с того, что сразу в двух местах практически одновременно и независимо друг от друга появились содержательные публикации, имеющие самое непосредственное отношение к теме нового эпизода из саги «про королей, топологию и дискретную капусту».

Фактически сразу стало очевидно, что свежие статьи в этой паре – одна на английском, другая на русском – не только интересно и нетривиально дополняют друг друга, но и непременно должны быть встроены в уже почти подготовленный, считай, материал из цикла расследования Sci-Myst. Где особо примечательная фишка, можно напомнить, как раз и заключается в масштабе реального времени для событий, которые происходят буквально сейчас у всех на глазах.

Вот только быстро и легко встроить подходящие «новые вводные», увы, именно тут не получилось. Потому что как только следствие чуть-чуть углубилось в детали, то сразу же возник известный эффект дежавю…

Очень похожие вещи, имена и идеи совершенно определенно в Sci-Myst уже фигурировали, причем в самых-самых первых эпизодах сериала, свыше двух лет тому назад. С тем лишь отличием, что теперь иной фон для тех же самых фактов и окружающих их умолчаний задает модель Сачдева-Йе-Китаева. Или кратко модель SYK, понемногу открывающая для науки принципиально другой взгляд на природу и устройство вселенной.

Формулируя то же самое наблюдение чуть иначе, можно говорить, что благодаря SYK множество всех прежних линий расследования теперь начинает сходиться вместе и естественным образом укладываться в изящную взаимно-согласованную конструкцию. Которую по аналогии с SYK можно скромно именовать «квантовой моделью голографии», а можно и куда более пафосно.

Типа научно выводимой картины Unus Mundus, или «мира единого», всегда существующего как цельное материальное тело и мыслящего как единый космический разум…

Поскольку кое-кому ужасно не хочется, чтобы данная картина перед людьми ныне раскрывалась, процесс постижения идет в науке необычайно трудно и регулярно натыкается на разного рода препятствия. Можно считать эти барьеры загадочно мистическими, а можно и рационально объяснимыми. Дело вкуса, что называется. Но как на дело ни смотри, двигать его вперед надо по-любому.

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

Про пары туфель и сургуч (Sci-Myst #11.3c)

Продолжение рассказа про SYK или «модель Сачдева-Йе-Китаева» – выдающееся открытие теоретической физики, о котором в мировой прессе и сетевой медиа-среде не пишут вообще ничего… Ни единого слова за два года исследований весьма заметными в науке людьми. Что само по себе заслуживает внимания. И более пристального рассмотрения в общем историческом контексте.

(Прочие эпизоды Sci-Myst см. через Навигатор.)

Поскольку материал данного эпизода представляется особо важным, в текст по необходимости пришлось включать множество фактов, ранее уже неоднократно освещавшихся на страницах сайта kniganews. Для тех читателей, кого сильно утомляют длинные тексты с повтором уже известных им вещей, имеется сокращенная версия эпизода.

Для всех остальных читателей, кто уже понял, что даже хорошо знакомые им вещи, часто упоминаемые в «книге новостей», подавляющему большинству людей просто неизвестны, повторение не только не помешает, но и поможет закрепить базовые знания. Но это чтение будет существенно более длинным…

Читать далее

SYK: картинки с выставки (Sci-Myst #11.3b)

В эпосе «Время как Разум» наступает пора для особо драматичных перемен. Поскольку одновременных событий много, рассказ посвящен лишь наиболее существенным.

(Прочие эпизоды Sci-Myst см. через Навигатор)

0-pictures-atИтак, звезда нынешнего эпизода из жизни самой передовой теоретической физики – это так называемая «модель SYK». Дабы стало понятнее, о чем идет речь, можно уточнить, что первоначальное, более содержательное наименование той же самой конструкции звучало от её автора – Алексея Ю. Китаева – как «простая модель квантовой голографии».

Если и такое пояснение мало что читателям говорит, то суть достижения сводится вот к чему. С некоторых пор давняя надежда теоретиков на объединение нестыкующихся областей физики – теории гравитации для космоса и квантовой теории для микромира – оказалась сфокусированной на голографическом принципе. Ибо математика свидетельствует, что через концепцию голографии, наглядно демонстрирующей эквивалентность существенно разных физических систем, удается смотреть на квантовую физику частиц и на классическую физику гравитации как на разные стороны одной и той же цельной конструкции.

Но есть, однако, у этого явно перспективного подхода и несколько трудных в преодолении проблем. Одна из самых главных заключается в том, что наука никак не может постичь, каким образом в удачно найденную конструкцию встраивается именно та реальность, которую все мы наблюдаем вокруг себя. Потому что и мир абстрактных квантовых частиц, и столь же абстрактный мир классической гравитации, красиво сочетающиеся своей математикой в единой голографической структуре, из-за целого ряда особенностей решительно не соответствуют конкретной физике мира нашего.

Ну а модель квантовой голографии Китаева – или кратко SYK – как раз и дает ученым не только «мосты к реальности», но и новую надежду. Надежду на то, что данный путь таки действительно способен привести науку к великому объединению базовых теорий физики и наконец-то к цельной, непротиворечивой картине устройства природы.

ПРО ПАРЫ ТУФЕЛЬ

Рассказ о модели SYK и её многочисленных достоинствах, как обычно, удобно выстроить таким образом, словно мы смотрим на эту историю из будущего. То есть как бы заранее зная, какие из аспектов открытия окажутся самыми важными, и куда они в итоге науку приведут…

Читать далее

Наши люди есть везде…

soc-connПроцесс подготовки очередного эпизода Sci-Myst вывел следствие на пару занятных материалов сугубо национальной российской специфики. Для продвижения по научно-детективной линии они никакой роли в общем-то не играют, но вот для внесения интриги, космического юмора и напряженности действия – сюжеты как на заказ.

#

Замысловатые в своей логике траектории расследования – со стороны похожие на рассеянные блуждания где придется – в поисках дополнительной информации о модели SYK привели в подмосковный городок Черноголовка. Где находится, как известно, один из важнейших мозговых центров российской академической науки – Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау.

Когда-то давно – в прошлом веке – здесь работал главный автор SYK, Алексей Ю. Китаев. Ну а летом прошедшего года, как удалось выяснить, он не только приезжал из США на историческую родину, но и выступал в черноголовском ИТФ на «Международном научном семинаре» Localization, Interactions and Superconductivity.

chernogol Читать далее