В марте 2024 года я опубликовал на Хабре неожиданно успешную статью «Локомотивы на атомном ходу», дискуссия под которой заставила меня задуматься о современном состоянии поездов-маглевов и магнитной левитации как таковой. Поезда на магнитной подушке так и не стали мейнстримом, но заняли свою нишу в области железнодорожного транспорта, в особенности, в Китае. Хорошую статью о современном состоянии маглевов «Китайский небесный поезд на красных рельсах как альтернатива метро и трамваю» написал в корпоративном блоге компании Timeweb Cloud уважаемый @TilekSamiev. Однако тема моей статьи очень далека от маглевов и какого-либо высокоскоростного транспорта. Сегодня я хочу рассмотреть проблему магнитной левитации как микроскопический, а не макроскопический феномен, вернее, как очередное интересное побочное свойство сверхпроводников. С распространением и потеплением сверхпроводимости выясняется всё больше деталей о её квантовой природе, а также о том, как удивительны могут быть перспективные технологии на основе магнитной левитации. О них мы и поговорим под катом.

В 1911 году Хейке Камерлинг-Оннес впервые наблюдал сверхпроводимость в образце ртути, охлаждённом до температуры жидкого гелия (3K). При такой температуре ртуть практически теряет электрическое сопротивление. Вслед за этим открытием развилась целая индустрия поиска высокотемпературных сверхпроводников – веществ, которые проявляли бы подобные свойства при значениях выше 77,35 K (-196°C) – такова температура жидкого азота, а жидкий азот можно получать в промышленных масштабах.

Сверхпроводимость (желательно – при как можно более высоких температурах) является и одним из наиболее выигрышных свойств графена, и эта тема также рассмотрена на Хабре. При этом, как и в случае с развитием индустрии высокотемпературных сверхпроводников, изучение свойств графена привело к поиску его более дешёвых и удобных синтетических аналогов, то есть, двумерных соединений с подходящей кристаллической решёткой и нужными физико-химическими свойствами. В марте 2023 года уважаемый @gregyku опубликовал на Хабре статью «Какая судьба у двумерных материалов в России?». Сегодня я напомню, чем кроме сверхпроводимости так интересен графен, а также расскажу об одном из наиболее перспективных соединений, похожих на графен – нитриде бора.

В облаке слов, которое могло бы описать технологии третьего десятилетия XXI века, заметные места займут беспилотные летательные аппараты и 3D-печать. На Хабре им соответствуют хабы «мультикоптеры» и «3D-принтеры». Но не так известно, что эти технологии удивительным образом сочетаются в области бионики: уже созданы аппараты, сочетающие черты 3D-принтера и небольшого дрона. Они действуют примерно по тому же принципу, по которому оса строит гнездо: подлетают к постройке и послойно покрывают её постепенно затвердевающим материалом. О современных проектах таких машин и их роёв — под катом.

Вашему вниманию предлагается очередной гостевой пост в исполнении уважаемой Анастасии Лазукиной @anastasiamrr, которая уже и ранее любезно писала некоторые посты для моего блога, чтобы я мог немного отдохнуть летом. Сегодня автор затрагивает едва рассмотренную на Хабре тему - какие существуют способы эффективно и при этом нетравматично ограничивать проникновение котиков куда не следует в пределах человеческого местообитания. Приятного вам чтения. Котам текст не показывать, не палите базу!

Среди научно‑популярных книг, которые мне доводилось переводить, особняком стоит «Мастерская памяти» от издательства «Портал» (большая часть сотрудничества с этим издательством пришлась на тревожный пандемийный период, и я могу только лишний раз поблагодарить уважаемых Веру Малышкину и Любовь Родионову за то, что тогда помогли мне от него отвлечься). Автор этой книги, Лин Келли — австралийка в возрасте за 60, которая профессионально, в спортивном режиме, выступает в своей возрастной группе в соревнованиях по «мнемонической атлетике». Книга максимально актуальна в наше время, так как помогает бороться и с дефицитом внимания, и с недостаточной концентрацией и, что вообще незаменимо — с возрастным ухудшением памяти. В этой статье я хочу подробнее рассказать об одной из самых важных рассмотренных в ней мнемонических техник, которая наиболее известна в древнегреческой трактовке и называется «чертоги разума». В английских источниках встречаются формулировки «memory palace» и «mind palace» а также «brain attic» — это вариант, в котором данную технику переосмыслил Артур Конан‑Дойл.

История квантовых компьютеров насчитывает примерно 26 лет. В статье уважаемого @dionisdimetor на Хабре доступно изложена не только хронология развития этих устройств, но и объяснены и проиллюстрированы принципы квантовых вычислений, суть суперпозиции и её распада. В настоящее время область квантовых вычислений уверенно коммерциализируется: платформы для квантовых вычислений выносятся в облако, и к ним открывается доступ с обычных компьютеров. Среди заметных примеров — процессор Osprey с 433 кубитами от компании IBM, представленный в конце 2022 года и компьютер Borealis на 216 кубитов от канадской компании Xanadu Quantum Technologies, который в середине 2022 года был подключён к Интернету. Но в третьем десятилетии XXI века квантовые вычисления вплотную подошли к трудноразрешимой проблеме: как защитить кубиты от спонтанной декогеренции, возникающей под действием любого электромагнитного излучения, в частности, космических лучей и естественного радиационного фона. Об этом поговорим под катом.

Как известно, наше Солнце, будучи типичной звездой Главной Последовательности, через несколько миллиардов лет превратится из жёлтого карлика в красный гигант. В результате оно станет более разреженным, зато поглотит Меркурий, Венеру и Землю, а через некоторое время — и Марс. Дальше нужны иллюстрации, поэтому остальную часть статьи прячу под кат.

Некоторое время назад я задумывался о том, возможно ли мышление без языка, только на уровне визуальных образов. В отличие от естественного языка, пиктографическая или геометрическая знаковая система в гораздо меньшей степени подвержена полисемии и ошибкам, связанным с неверной интерпретацией последовательности или контекста. Может ли быть, что визуальный язык окажется для некоторых машин/роботов более понятным, чем лингвистический? Размышляя об этом, я нашёл на Хабре статью уважаемого @FirstJohn в блоге компании FirstVDS «Семь дощечек мастерства на службе ML» от февраля 2023 года, рассказывающую об алгоритмическом применении танграма. Ниже я подробнее расскажу об этой игре, а также о том, как её сегодня пытаются применять в распознавании образов и при решении других задач, связанных с комбинаторикой. 

Ранее я уже затрагивал на Хабре различные гипотезы о природе тёмной материи и тёмной энергии. Поскольку тёмная материя не взаимодействует ни с одним известным типом «нетёмной» (барионной) материи, а также со светом, её с тем же успехом можно назвать «прозрачной» материей. Феномен тёмной материи «на кончике пера» впервые предложил в начале 1930-х немецкий физик Фриц Цвикки.  В настоящее время известно, что никакие известные частицы-барионы тёмную материю не образуют. Таким образом, тёмная материя обнаружима только по гравитационному воздействию на окружающую барионную материю, в особенности на галактики. Предполагается, что именно в центрах галактик тёмной материи почти нет, а на периферии галактик она образует целые облака или «гало». На Хабре неоднократно публиковались материалы как о возможных составляющих тёмной материи, так и обоснования, что никакой тёмной материи не существует, и мы продолжаем «дорисовывать» её, поскольку до сих пор не вполне понимаем природу гравитации.

В этой статье я подробнее изложу идеи, ранее сформулированные в данной новости от уважаемого @SLY_G В основу статьи легли исследования Ричарда Лью, астронома из Хантсвиллского университета, штата Алабама.

Арабские цифры являются одной из наиболее долгоживущих и универсальных знаковых систем, распространённых во всём современном мире. Они до сих пор сосуществуют с римскими, конкуренцию у которых окончательно выиграли в Европе к XIV веку, поскольку римские цифры исключительно неудобны для арифметики и алгебры. Принципиально арифметика на римских цифрах возможна, она даже была однажды рассмотрена в статье из журнала «Наука и жизнь» за 1970 год. Именно в XIII-XIV веках римские цифры перестали удовлетворять потребностям бурно растущей европейской цивилизации (в римских цифрах даже отсутствовал феномен «0»). Им на смену пришли заимствованные индо-арабские цифры. Также как раз в период XIII-XIV века в Европе пытались изобрести систему цифр, которая либо устраняла бы недостатки римской, либо сочетала достоинства арабской и римской. Один из наиболее причудливых опытов такого рода — это цистерцианские цифры, о которых будет рассказано под катом   

Некоторое время назад мне очень понравилась шутка «Беспилотный автомобиль отказался везти пассажира в фастфуд, сославшись на первый закон робототехники». Речь об одном из «законов робототехники», которые сформулировал в 1942 году американский фантаст Айзек Азимов, он формулируется так: «Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред». Притом, что законы робототехники – это строго литературный, но не технологический феномен, мне захотелось разобрать на Хабре, как в настоящее время беспилотные автомобили подстраиваются под человеческие поступки, сосуществуют с потоками пешеходов, могут ли учиться без подкрепления и проявлять эвристику, а также какие разработки ведутся в этой области.

Сегодня мы поговорим о древнем мысленном эксперименте, который совсем недавно стал выходить в практическую плоскость, теряя статус отвлечённого философского парадокса. Речь о «корабле Тесея». Я решил затронуть эту тему на Хабре, поскольку она интереснейшим образом связана с теорией коннектомики и переносом сознания на цифровой носитель.    

Второе начало термодинамики – это один из фундаментальных физических законов, который никогда не нарушается в закрытых системах (по крайней мере, в макромире). Замечательную статью, описывающую современные представления о втором начале термодинамики, написал на Хабре уважаемый @dionisdimetor но в целом второе начало термодинамики сводится к трём аспектам:

1)      Энтропия в закрытой системе не может убывать

2)      Любую энергию невозможно на 100% преобразовать в работу – часть энергии теряется виде теплоты

3)      Тепло не может самопроизвольно перетекать от более холодного тела к более тёплому; иными словами, если вы дотронетесь рукой до горячего чайника, то обожжётесь, а не поднимете температуру чайника, «подогрев» его теплом вашей ладони.  

В середине XIX века в индустриальной Англии подробно изучалась связь теплоты и работы, а также передача теплоты в жидкостях и газах. На фоне этих событий в 1860-е годы знаменитый физик Джеймс Клерк Максвелл заинтересовался, существуют ли лазейки, позволяющие обойти второе начало термодинамики, и придумал знаменитый парадокс под названием «демон Максвелла».  

В 2013 году сотрудники одной немецкой строительной компании заметили кое-какую странность в работе корпоративного аппарата Xerox. Всякий раз, когда копировалась планировка этажа в стоящемся здании, копия отличалась от оригинала в одном тонком, но в очень важном аспекте. В оригинальной версии планировки в доме различались три комнаты, и у каждой из них в прямоугольнике была подписана площадь этой комнаты: 14,13, 21,11 и 17,42 квадратных метра соответственно. Но на ксерокопии было написано, что все три комнаты имеют площадь по 14,13 квадратных метра. Компания обратилась к информатику Давиду Кризелю с просьбой, почему получается такой, казалось бы, немыслимый результат. Здесь требовалась именно консультация информатика, так как в современных аппаратах не применяется физический ксерографический процесс, впервые популяризованный в 1960-е. Вместо этого аппарат создаёт цифровую копию документа, а затем распечатывает полученный файл (изображение). При этом учтём, что для экономии дискового пространства почти все цифровые файлы изображений подвергаются сжатию — и разгадка этого таинственного случая начинает напрашиваться сама собой.

Привет, Хабр.

Напомню, что время от времени я обращаюсь к истории естественнонаучных идей, в том числе, заведомо тупиковых и развенчанных. Три ярких примера исходно неверных допущений, которые привели к великим научным открытиям, я привёл в моей последней февральской публикации «Случай является на помощь тому, кто неустанно ищет». Ещё несколько публикаций такого рода, которые приятно вспомнить — это «Из чего состоит мировой эфир. Последняя теория Менделеева» (+65, 46k просмотров), «Тяжёлое золото Сиборга и алхимические отголоски ядерных реакций» (+25, 4,8k просмотров) и «Не надувайте варп-пузырей, работая на оборонку» (+89, 80k просмотров). В последней из упомянутых публикаций я слегка затрагивал теоретические проблемы (не)существования отрицательной массы и отрицательной энергии. Получение этих субстанций открыло бы нам путь к мгновенным перемещениям в пространстве (пресловутый варп-двигатель и искусственные червоточины) и к антигравитации. В настоящее время существование материи с отрицательной массой считается практически невозможным, так как не согласуется с физикой Эйнштейна, хотя, и здесь есть место для построения моделей и планирования экспериментов. В сегодняшней публикации я хочу рассмотреть новейшую историю поисков отрицательной массы.

Привет всем, в особенности тем, кто по мне соскучился.

Время от времени я собирался публиковать на Хабре обзоры заинтересовавших меня книг, однако это сложно делать без прямой рекламы и без того, чтобы явственно транслировать точку зрения автора. В блоге найдётся пара публикаций, непосредственно вдохновлённых книгами, которые мне довелось переводить. В частности, такова публикация «Ещё одна хронология будущего в картинках с комментариями», которую я написал, занимаясь переводом книги «Пять Сил» (издательство «Портал»). Другой пример — статья «Тише едешь — дальше будешь. Гены тихоходок и ключи к звёздам», которую я написал под впечатлением от весьма небесспорной книги Кристофера Мейсона «The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds». Она выйдет в издательстве «Альпина-Паблишер» под руководством уважаемой Лидии Разживайкиной.

Отчасти «однокнижной» получится и сегодняшняя статья, в которой я расскажу об одном из видов потенциальных техносигнатур, а именно, о том, как может (должен?) выглядеть информационный след высокоразвитой цивилизации.

Романтическая научная фантастика XX века, а тем более космооперы, по-видимому, почти не учитывали фактор существенного отличия гравитации у разных планет, на которые приходится эпизодически высаживаться или колонизировать их. Как я уже писал в некоторых публикациях, в особенности, «Суперземля как иллюзия» и «Гикеаны, потомки нептунов», мы в настоящее время настолько одержимы идеей, что среди экзопланет найдётся множество жизнепригодных или даже обитаемых, что на месте мининептуна всегда готовы увидеть суперземлю. Впрочем, такое заблуждение характерно не только для нашего времени. Ещё в начале XX века Венера считалась «юной сестрой» Земли (так как предполагалось, что, чем ближе планета к Солнцу, тем позже она сформировалась), что там может царить тропическая эра, подобная мезозою, шуметь экзотические леса, а обширные океаны из-за сильной минерализации могут быть наполнены «зельтерской водой». Климат Венеры и её парниковый эффект – тема для отдельной публикации, и пока ограничусь ссылкой на это исследование 2019 года, в котором выдвигается гипотеза, что бесконтрольный парниковый эффект на Венере существует лишь чуть более 700 миллионов лет, а до этого там могли существовать вполне комфортные для жизни условия. А в этой статье попробуем обсудить феномен гравитационных колодцев и их опасность при сближении с суперземлями. Отдельно поблагодарю уважаемого @ilmarinen за его интереснейшие публикации о гравитационных манёврах в ныне закрытом корпоративном блоге «Маклауд», под впечатлением от которых я взялся писать эту статью.     

Привет, Хабр.

Выдался вечер, в который я всё-таки дозрел поделиться с вами небольшой рефлексией. Я на Хабре уже три года и три месяца, почти всё это время мне удаётся публиковать примерно по 4 лонгрида в месяц, а с некоторого времени — и по паре переводов в месяц (в этом блоге встречаются научно-популярные переводы, а под технические переводы у меня существует второй блог @Sivchenko_translate большинство из публикаций в котором сделаны по заказу редакции Хабра, а именно — уважаемого @atomlib Тематика у моих лонгридов разнообразная, но в основном это Geektimes, а не чистый Habr — то есть естественнонаучные сюжеты, попадающие в хаб «Научно-популярное», ещё минимум один другой хаб, никак не относящиеся к хабам по языкам
программирования, менеджмент-хабам и практически не попадающие в хабы «Научная фантастика» и «Читальный зал».

Одними из самых жутких и одновременно эффективных изобретений нашей цивилизации являются кассетные боеприпасы и химиотерапия. На английском языке кассетные боеприпасы называются «cluster munition» или «cluster bomb». Именно с кассетными боеприпасами сравнивается удивительный класс противораковых препаратов, которые разрабатываются с начала XXI века. Это капсулы, которые собирают нанотехнологическим методом, начиняют активным веществом, доставляют к опухоли и дистанционно подрывают (например, при помощи ультразвука). Этот терапевтический подход практически не рассмотрен на Хабре (не считая одной новости, опубликованной уважаемым @SLY_G а в настоящее время всё более причудливо сочетает нанотехнологии с биотехнологией и генной инженерией. Рассмотрим его подробнее.

В конце декабря 2023 года я написал текст «Несвоевременная технология подземных лодок и геоходов», весьма положительно воспринятый Хабром. В той статье было рассказано, как в начале и середине XX века проектировались циклопические подземные машины, напоминающие гибрид метростроевского проходческого щита и подводной лодки. Подобные концепты возникали не только по причине обычной инерции мышления, но и из‑за всеобщего воодушевления атомной энергией. Атомная электростанция по состоянию на середину XX века оставалась самым «зелёным» источником энергии, но при этом уверенно выигрывает как у солнечных, так и у ветряных электростанций по стабильности генерирования электричества. На атомный ход удалось перевести и многие виды транспорта. Первая атомная подводная лодка USS «Nautilus» была спущена на воду в США в начале 1954 года, первый атомный ледокол «Ленин» создан в СССР в 1959 году, а в середине 1950-х в СССР началась разработка атомного самолёта. Этот проект завершить не удалось, а в США уже в 1955 году совершил первый полёт военный атомный самолёт Convair NB 36-H. Менее известны проекты локомотивов на атомном ходу, притом, что такие машины логично вписываются в эволюционную цепочку «паровоз‑тепловоз‑электровоз». Именно о таких атомных локомотивах будет рассказано под катом.