Пользователь
Ничто так не вызывает интерес у противоположного пола, как страстные разъяснения физики кротовых нор.
Когда речь заходит о теории относительности, частенько на ровном месте разрастаются споры, которые были занесены в почву непонимания и обильно удобрены мифами, недосказанностью и недостаточной математической подготовкой. Даже на лекциях от некоторых профессоров можно услышать, что детище гения Эйнштейна не имеет практической пользы, а на робкие попытки пролепетать что-то про спутниковые системы навигации они пренебрежительно отмахиваются, дескать, там все сложно и двояко.
Так что совершенно естественно желание попробовать провести некоторые расчеты самолично, потрогать формулы, покрутить параметры, чтобы постепенно заложить интуицию в столь горячей теме.
Катран, или морская собака (Squalus acanthias) – достаточно широко распространенная акула, относящаяся к роду колючих акул и семейству Катрановые акулы из отряда Катранообразные. Обитатель умеренных вод бассейнов всех мировых океанов, как правило, встречается на глубине не более 1460 метров. На сегодняшний день максимальной зарегистрированной является длина тела в пределах 160-180 см.
Эта рыбка будет хорошим примером для начала изучения пакета гидродинамического моделирования WaterLily.jl.
Всем известно, что классическая механика является предельным случаем квантовой с одной стороны и теории относительности – с другой. Последние две наиболее точно описывают реальность, в то время как первая считается лишь удобным частным случаем. Из квантовой физики можно получить классическую, но не наоборот.
Еще один важный момент заключается в том, что многими по умолчанию подразумевается полнота волновой функции и фундаментальность уравнения Шредингера.
Но догмы имеют обыденность рушиться: теоремы о запрете признаются несостоятельными, скрытые переменные (как локальные так и не очень) имеют место быть, энтропия замкнутой системы может уменьшаться, а убеждения касательно кривизны вселенной регулярно обламываются новыми измерениями.
Выдающиеся ученые распространяют новые версии старой идеи о том, что реальность вращается вокруг нас.
В молодости Клаус Шультен воображал, что станет танцором, и будет жить не полагаясь ни на что, кроме собственного разума и тела. "Но танцор из меня вышел никудышный, – вспоминает он. – Итак, следующим вариантом жизненного пути для меня была теоретическая физика. Только я, карандаш, бумага, ну и ластик, разумеется."
Строго говоря, эта мечта тоже сорвалась. Но сегодня Шультен полагается на самое мощное и дорогое вычислительное оборудование в мире для применения вычислительной физики к моделированию биологических систем. Его последняя работа включала молекулярное моделирование целой органеллы, которая преобразует энергию света в химическую энергию внутри фотосинтезирующей бактерии.
В 1992 году Клаус Шультен столкнулся с большой дилеммой, за которую был бы благодарен любой ученый. Как лучше потратить полмиллиона долларов на оборудование?
(Визуализатор VMD в связке с проектором и управлением жестами, 1994 г.)
С самодельным параллельным суперкомпьютером в рюкзаке Клаус Шультен терпеливо ждал в чикагском аэропорту О'Хара, надеясь, что после прибытия из Германии ему не составит труда пройти таможню. Это было летом 1988 года, и Шультен собирался начать новую работу в Университете Иллинойса. В разгар холодной войны, когда напряженность между США и Советским Союзом достигла наивысшего пика, суперкомпьютеры вызывали у администрации Рейгана большой ужас. Хотя Рейган, находясь на своем посту, усилил гонку вооружений и все сопутствующие ей технологические достижения, он хотел, чтобы бурно развивающиеся разработки суперкомпьютеров не попали в руки Советов, которые могли бы создать более совершенное оружие.
В 1944 году физик Эрвин Шредингер, один из основателей современной квантовой механики, опубликовал небольшую книгу, которая изменила ход современной биологии. "Что такое Жизнь?" – лихо вопрошает заголовок. Могут ли события внутри живого организма быть объяснены исключительно физикой и химией? – Да, могут, – отвечает Шредингер. "Неспособность современной физики и химии объяснить такие события вовсе не дает оснований сомневаться в том, что они могут быть объяснены этими науками в будущем."
Эта мысль привлекла поколения ученых-физиков к биологии и стала поводом создания таких коллабораций как Theoretical and Computational Biophysics Group под шефством Клауса Шультена. Это объединение экспериментальных биологов и кафедр физики, химии, биохимии, клеточной и молекулярной биологии из Иллинойского университета в Урбана-Шампейне с лабораториями по всему миру. Особую роль в группе занимают профессиональные программисты – ПО разработанное группой используется научными сотрудниками по всему миру.
Это история об исследователях, которые пытаются понять таинства жизни, воспроизводя их силами компьютерного моделирования и о становлении вычислительной биологии как таковой.
Конец 18-го и 19-й век были временем колоссального прогресса в математике. Величайшие умы тысячелетия вводили все новые математические системы и языки, такие как алгебры Клиффорда и Грассмана. Хотя эти алгебры вызвали значительный интерес, в то время они воспринимались как подспорье более прямолинейной и более общеприменимой векторной алгебры Гиббса. Это было фактически концом поисков объединяющего математического языка и началом распространения новых алгебраических систем, создаваемых по мере необходимости; например, спинорная алгебра, матричная и тензорная алгебры, дифференциальные формы и т. д.
В этой статье мы реализуем возрождение алгебр Клифорда и Грассмана в виде структуры, известной как геометрическая алгебра (ГА). Это понятие было впервые введено в середине 1960-х годов американским физиком и математиком Дэвидом Хестенсом. Прошло 40 лет, но есть признаки того, что его утверждение о том, что ГА является универсальным языком для физики и математики, теперь начинает принимать все более явственные очертания. Во всем мире растет число групп, которые применяют ГА к целому ряду проблем из многих научных областей, обеспечивая чрезвычайно мощную математическую структуру, в которой могут быть выражены самые передовые концепции квантовой механики, теории относительности, электромагнетизма и т. д. При этом, утверждается, что ГА также достаточно проста для преподавания школьникам! В этой статье мы рассмотрим развитие и недавний прогресс ГА и обсудим, действительно ли она является объединяющим языком для физики и математики 21-го века. Примеры, которые мы будем использовать для иллюстрации, будут взяты из ряда областей физики и техники.
На "Постнауке" недавно вышел объемистый и красочный гид по квантовой механике. Наверное, самый замечательный момент заключается в том, что интервью брались у разноплановых специалистов, а вопросы частично пересекались, что дает возможность посмотреть на тему с разных позиций.
Как всегда, во время исторического экскурса упоминался кризис классической физики начала двадцатого века, и одним из примеров была модель атома Эрнеста Резерфорда. Планетарная модель, так легко понимаемая и принимаемая в школьные годы, оказывается содержит в себе фатальный изъян. Оценим, как долго протянет планета-электрон в атоме водорода и попробуем его спасти аппаратом теории волны-пилота, касательно которой в последнее время наблюдается взрывной рост количества публикаций.
Bremsstrahlung ("тормозное излучение") — ударная волна света, которая генерируется, когда заряженные частицы "застревают" в твердом теле (классический процесс генерации излучения в рентгеновских вакуумных трубках).
Для многих вполне естественно ассоциировать электрическое и магнитное поля с векторами и силовыми линиями. Но как этими математическими объектами описать волны? Когда они возникают? Ответы на эти вопросы можно получить с помощью школьных формул с щепоткой специальной теории относительности.
Перевод эссе профессора Фримана Дж. Дайсона, в котором он пытается объяснить причину контринтуитивности таких понятий как "поле".
Прошло уже достаточно времени с релиза Javis v0.2, что обсуждалось в соответствующем посте. Там я дал представление о потенциальном будущем этого графического пакета. Мы наконец-то выпустили v0.3, и будущее стало стандартом по умолчанию.
Просто перечислять все изменения, которые мы ввели, вероятно, было бы довольно скучно, так что лучше я создам аккуратную анимацию, а по пути буду объяснить некоторые удивительные штуки про ряды Фурье.