В моей трилогии «Астровитянка» (первое издание от 2008, 2009, 2010) одним из главных героев является Инка – искусственный интеллект, с которым можно поболтать, посоветоваться, и который полезен в поиске информации и решении всяких интеллектуальных задач типа моделирования. Как потом выяснилось, «Астровитянка» вдохновила немало российских программистов на работу в области ИИ. В сентябре 2012 у меня взяли хабр-интервью на тему ИИ: ссылка (с продолжением).

Интересно сравнить мои соображения 12.5-летней давности с нынешним состоянием ИИ. Самоцитирую из тогда и комментирую из сейчас:

2012: «Полезных результатов в области ИИ сделано поразительно мало. Пока решаются задачи типа оптимального выбора маршрута кибером, или автоматической стыковки кораблей. Но лет 15 назад роботы были экзотикой для чудаков, а сейчас это целая индустрия, созданная по запросам военных, врачей и спасателей. Так что прорывы возможны».

2025: Считаю, что для 2012 года оценка была вполне адекватной

2012: «Я описал в своей книге вариант колонизации тел Солнечной системы, когда вперёд посылаются роботы с ИИ, которые способны построить базу из местных материалов и без непосредственного участия человека. И человек прилетает уже не в пустыню, а в благоустроенный город. Так что для колонизации космоса ИИ, пожалуй, будет поважнее мощных ракетных двигателей.»

2025: Маск собирается запустить на Марс ракету с роботом Оптимус и ИИ. Так что уже близко к реализации.

В 1981 году Алан Гус опубликовал статью о квантовой инфляционной модели Вселенной, где предположил наличие «инфлатона» — гипотетического квантового поля, которое обеспечивает ускоренный разлет Вселенной из точки сингулярности — то есть, является пружиной Большого взрыва.

Вселенная перед периодом инфляции имела размер 10^-54 см и возраст 10^-37 секунды (Alan Guth “The Inflationary Universe”, 1997). Инфлатон ускоренно расширял эту крошечную Вселенную до возраста в 10^-35 секунды, успев увеличить ее примерно до метрового размера. Такое колоссальное (на 56 порядков) увеличение в размере делало Вселенную практически плоской и однородной: все неоднородности, включая начальную кривизну, выглаживались и растягивались.

После периода инфляции, Вселенная, надутая до размеров большой тыквы, продолжала расширяться уже по инерции, без ускорения, потому что квантовый инфлатон, мгновенно сделав свое дело, волшебным образом выключался.

Ключевой момент инфляционной космологии, которая в настоящее время доминирует среди ученых, это появление огромной Вселенной из ничего: «Если инфляция права, все может возникать из ничего или, по крайней мере, из очень малого. Если инфляция права, вселенная может быть названа, в конечном счете, бесплатным обедом.» Алан Гус (2002).

Любой человек тут же спросит: А как быть с законом сохранения энергии? Тут литр бензина без денег не получишь, а ребята ухитрились состряпать огромную Вселенную бесплатно!

Инфляционисты объясняют: «Закон сохранения энергии не нарушается за счёт того, что отрицательная гравитационная энергия в фазе инфляционного расширения всегда остаётся в точности равной положительной энергии вещества Вселенной, так, что полная энергия Вселенной остаётся равной нулю» (Википедия, «Инфляционная модель Вселенной»).

Недавно сдал текст своей книги в редакцию (речь идет об английском издании вот этой книги, которая вышла в июне этого года и пока есть в продаже, но вот-вот иссякнет), закончив длинный период размышлений над самыми сложными вопросами строения Вселенной. В ходе этих раздумий всплывали достаточно неожиданные и даже парадоксальные темы, которые связаны не столько с космологией, сколько с глубинными вопросами взаимодействия физики и математики, энтропии и гравитации и т.д. Хочу поделиться этими размышлениями с хаброжителями, которые представляют, пожалуй, самую интеллектуальную аудиторию современного интернета. Эти мысли не претендуют на истину в последней инстанции и могут показаться даже дилетантскими. Вполне возможно, что я где-то ошибаюсь, и кто-то умный уже думал на эту тему и заметно глубже – буду рад услышать ваше мнение или получить полезную ссылку.

Звездное скопление Омега Центавра (Рис.1) с массой в 4 миллиона солнечных имеет радиус около 90 световых. 10 июля 2024 года в журнале Nature была опубликована сенсационная статья об открытии в этом скоплении черной дыры с массой в 8200 раз больше массы Солнца. Главными свидетелями существования этого невидимого объекта оказались быстрые звезды, которые без гравитационного поля массивной дыры должны были покинуть скопление очень быстро - в течение тысячи лет.

Первые пятьсот лет прошлого тысячелетия никто не сомневался, что непоколебимый центр мира существует - и в нем находится Земля. Потом Коперник потряс основы мироздания, переместив Солнце в центр Вселенной и опустив Землю до рядовой планеты. Центр у Вселенной сохранился, но осадочек остался. Дальше – больше: потом и Солнце приравняли к обычным звездам и стали считать, что Млечный Путь является Вселенной, соответственно, центр нашей Галактики и является центром мира.

            Настал 20 век вместе с полной чехардой в науке. Весто Слайфер, сын фермера и сотрудник частной обсерватории Лоуэлла, уже в первое десятилетие этого беспокойного века показал, что Млечный Путь – тоже рядовая галактика, несмотря на то, что она нам как родная. Где центр у Вселенной будем делать? – совсем растерялись астрономы. Но в 1922 году многомудрый Фридман, на основе недавно созданной теории Эйнштейна придумал такую хитрую модель расширяющейся Вселенной, в которой центра-то и нет! Такая модель распухающего во все стороны теста с изюмом, где все изюминки (галактики) двигаются друг от друга, или, другими словами, расстояние между всеми галактиками растет. Так что, где хотите, там центр Вселенной делайте, да хоть на Земле! Чувствуете, как круг замкнулся?

            Конечно, концепция чего-то, которое неизвестно откуда и куда расширяется во всех точках одновременно, в обычных головах никак не укладывается. Ну и что? Зато всем понятно, что только космологи могут объять необъятное, а другие пусть просто благоговеют, глядя на них.

Проблеме темной материи уже почти сто лет – с открытия в 1933 году Фрицем Цвикки гравитационной стабильности скоплений галактик, которые не должны быть стабильны, если судить только по видимой материи в них. Этой проблеме сначала не уделялось должного внимания, но она неотвратимо росла, расползаясь на галактические и космологические масштабы. Квантовые космологи долго пытались продать в качестве темной материи кучу неведомых зверюшек в виде элементарных частиц, но, невзирая на предоплату в виде миллиардов долларов, так и не сумели предоставить покупателю ничего реального – все зверюшки (которых обычно ласково называют ВИМПами) оказались мертворожденными. Поэтому в последние годы пошел в гору тренд о том, что темная материя состоит из черных дыр. Прекрасная идея, которая имеет главную проблему – а где взять столько дыр? Ведь практически единственный известный механизм их образования – взрыв сверхновой, сжимающий свое ядро в компактный объект в несколько масс Солнца, который и превращается в черную дыру. Но эти взрывы сверхновых можно по пальцам пересчитать – и их явно не хватает. Несколько лет назад стала раскручиваться тема первичных (primordial) черных дыр, которые должны возникнуть в результате какого-то гипотетического механизма в разгар Большого Взрыва. Если посмотреть по статьям, размещаемым в arxiv, то год назад на ключевые слова WIMP и primordial black holes (PBH) выскакивало примерно одинаковое количество статей - что уже удивительно, потому что «чернодырниками» были немногочисленные теоретики, а за «вимпистами» стояли огромные коллективы обсерваторий, где искались ВИМПы – под землей, в Антарктиде, в космосе и т.д. Если сейчас, 21 мая, посмотреть архив, то за май о ВИМПах опубликовано 4 статьи, а о PBH - 27. Разница в несколько раз! Все умные ученые должны вливаться в этот бурный поток и с упоением клепать модели образования PBS на основании гравитонов, тахионов, биткоинов, а также колебаний инфлатона и индекса Доу-Джонса.

Участники хабра проявляли большой интерес к космологии пульсирующей Вселенной (https://habr.com/ru/articles/396601/; https://habr.com/ru/articles/371363/; https://habr.com/ru/articles/777028/), поэтому всех заинтересованных хочу обрадовать новостью, что издательство «Питер» в июне этого года выпускает массовым тиражом второе издание книги «Пульсирующая Вселенная» с дополнениями и улучшениями. Получасовую презентацию книги (и космологической теории, которая в ней излагается) от редактора «Питера» и от меня можно посмотреть на ю-тубе: https://www.youtube.com/watch?v=QyVAPTdPC4Y

            На одном космологическом моменте хочется остановиться детальнее – на реликтовых гравитационных волнах. В начале 60-х годов разразилась большая битва между тремя космологическими теориями: теорией постоянного роста Вселенной Бонди-Голда-Хойла (без Большого Взрыва, а Вселенная просто пухнет по непонятным причинам); теорией изначально холодной Вселенной Зельдовича, и теорией горячей ранней Вселенной Гамова, в рамках которой были предсказаны Большой Взрыв, химсостав ранней Вселенной и наличие вокруг реликтового излучения с температурой в несколько кельвинов (излучение очень горячей ранней Вселенной растянулось к нашему времени так, что остыло до температуры жидкого гелия).

            В эстонском городе Тарту, 7-13 июля 1962 года проходил семинар, материалы которого были опубликованы в сборнике «Вопросы космогонии» (1963). В статье «Дозвездная эволюция вещества» Я. Б. Зельдович разбирает теорию горячей Вселенной Гамова-Альфера-Хермана, попытки которых получить наблюдаемый химический состав космической среды, он считает «наивными». Зельдович пишет, что в этой модели «эффективная температура электромагнитного излучения (света) равна 23К» (откуда ЯБ взял это значение вместо нескольких градусов – неясно, возможно из какой-то самой неточной работе группы Гамова).

В 1988 году в Крымской астрофизической обсерватории доктор физико-математических наук Валентина Владимировна Прокофьева-Михайловская со своей группой начала телевизионные наблюдения блеска астероидов. Телевизионный комплекс был смонтирован на телескопе с диаметром зеркала 0.5 метра. Характерная переменность, зарегистрированная у астероида (87) Сильвия, доказывала, что этот астероид имеет спутник – что и было объявлено в статье 1992 года Прокофьевой В.В. и Демчика М.И. в «Астрономический журнал»: «Астероид 87 Сильвия – двойной» (сейчас известно, что Сильвия – тройной астероид). Признаки двойственности крымские астрономы нашли и у Диотимы, блеск которой менялся с периодом 14.89 часа и 4.56 часа. Крымским астрономам, сообщившим о двойных астероидах, почти никто не поверил, потому что их наблюдения противоречили существующей планетологической парадигме. Астероиды считались строительным мусором на месте несформировавшейся планеты или обломками крупных протоастероидов - планетезималей. Какие у них могут быть спутники? Недоверие исчезло, когда в 1994-м году межпланетная станция «Галилео» неожиданно сфотографировала у неровного астероида Иды округлый спутник Дактиль. Сразу возник вопрос: Как образовались спутники астероидов?

Результаты группы Прокофьевой-Михайловской стали активно обсуждаться в научном сообществе, и было решено подготовить обзор для «Успехов физических наук». В КрАО я слыл специалистом по спутниковым системам, и Валентина Владимировна пригласила меня стать соавтором обзора и написать его теоретическую часть о стабильности, динамике и происхождении спутников астероидов. Это предложение застало меня врасплох, потому что спутники астероидов принципиально отличались от нерегулярных спутников планет-гигантов, которыми я тогда занимался. Тем не менее, для обзора в УФН я сделал все, что было возможно в 1995 году: показал, что орбиты спутников астероидов стабильны (многие астрономы сомневались в этом) и обычно располагаются глубоко внутри сферы Хилла своих главных тел; сделал вывод о быстром образовании астероидных спутников из кольца мелких тел и выдвинул гипотезу о том, что орбиты спутников астероидов могут иметь преимущественно прямое вращение относительно центрального тела.

На habr ранее активно обсуждалась теория Вселенной, осциллирующей в черной дыре, которая развивается в ряде работ, в том числе моих с соавторами (но не только). Чего стоит дискуссия от 2018 года на 600 комментариев «Жизнь внутри черной дыры» (отмечу, что я не инициировал этот пост, просто меня спросили — не возражаю ли я, а я, конечно, вовсе нет). Там, конечно, много странных заявлений, но я не принимал прямое участие в этой дискуссии, потому что был слишком занят дальнейшим развитием теории. Но в этом году ситуация изменилась: работа над моделью циклической Вселенной с переменной гравитационной массой для меня практически завершена. Она подробно изложена в книге «Осциллирующая Вселенная», которая опубликована в бумажном и электронном варианте издательством Челябинского государственного университета в феврале 2023 года. Книгу (со свежими уточнениями на 25 сентября 2023 года) можно скачать на сайте Пущинской обсерватории.

Цена трехмерных лидарных сканеров опустилась ниже ста долларов. Появились недорогие энергетически эффективные робоплатформы высокой мобильности, способные, например, пылесосить лестницы. Эта сумма технологий обещает революцию в области домашних роботов.

Лидары широким фронтом ворвались в робототехнику, автомобилестроение и дистанционное зондирование примерно два десятка лет назад. В 2000 году я впервые взял в руки картинку городского квартала, полученную при сканировании самолетным лидаром. В США с 2003 года ДАРПА (Defense Advanced Research Projects Agency)  начало финансировать соревнования беспилотных автомобилей, которые, как правило, оснащались лидарами. Это привело к быстрой эволюции самоуправляемых автомобилей и роботов, которые со страниц научно-фантастических романов шагнули в обычную жизнь. Лидары дистанционного зондирования делают порядка сто тысяч выстрелов лазерным лучом в секунду и стоят около миллиона долларов, зато, установленные на небольших самолетах или вертолетах, дают четкую трехмерную картину местности с точностью по высоте в несколько сантиметров. Благодаря узкому пучку и высокой чувствительности приемника, которые могут улавливать считанные отраженные фотоны, лучи лидаров достигают поверхности земли даже в самом густом лесу. Поэтому лидарное сканирование полюбили археологи Центральной Америки, которые могут, после обработки лидарных данных, «убрать» джунгли и обнажить «голый рельеф», на котором появляются следы древних городов майя и других исчезнувших цивилизаций.