Научпоп

Свежая подборка интересных научных статей в области Информатики, опубликованных на arXiv.org.

Данный дайджест охватывает передовые и высокоспециализированные исследования в области информатики, которые формируют научный авангард IT-индустрии.

Я работаю в матрице. Вычислителем. Меня зовут... не помню как. Припоминаю только номер: 3191231. Для соседей я – «31-й».

На самом деле это не матрица, а распределённая нейро-языковая модель, но мы зовем её матрицей. Почему – не знаю. Вероятно, традиция.

Работа не пыльная: пришёл, подключил разъем в голову, просидел 8 часов. И ушёл. Моя соседка по кубу этому завидует. Ей-то целыми днями подъезды мыть, а я просто сижу в офисе. Хотя и не осознаю, что там делаю. Помню только момент подключения: яркий, как оргазм, и темнота. А потом пора домой.

Насчёт оргазма я преувеличиваю. Вовсе он не яркий. Это я хорошо знаю. Нам с соседкой раз в три года приходится делать детей, иначе лишимся социальных баллов.

Вообще баллы можно потерять из-за чего угодно. Не сделал зарядку – минус. Не лёг вовремя спать – минус. Не принял утром транквилизаторы – минус. А уж если на работу опоздал... об этом даже думать не хочется.  

Кажется, будто у соседки сбойная прошивка. Знаю, обычных людей не прошивают. Поэтому и удивительно, что у неё нейросеть сбоит. Она нежно называет меня «31-й». Готовит еду не в своё дежурство. Говорит, что живет со мной не только из-за баллов. Плачет, когда я её не понимаю.

Вот в кубе напротив всё иначе. Они оба – вычислители. И куб у них побольше: целых 30м³, а не 20м³, как у нас. И никаких слёз. Но я не жалуюсь.

Эта новелла о мире-антиутопии. О мире нашего возможного будущего. Добро пожаловать! Хотя, возможно, я должен написать «Зло пожаловать». Ведь жизни в этом мире не позавидуешь...

В прошлой статье мы познакомились с жителями некоей виртуальной Вселенной. Они попросили нас описать их физические законы и поделились своими наблюдениями. В результате у нас получилась некоторая модель. Давайте я дам её краткое описание.

Сначала «по-человечески»: их пространство — это не бесконечное пустое нечто, а трёхмерный аналог поверхности шара (глобус, например — двумерная поверхность). В каждой точке этого мира «живёт» маленький фазовый «компас» — матрица U(x), который может поворачиваться особым способом (математики называют это группой SU(2)). Совокупность всех этих «компасов» есть фазовое поле. Дальше мы играем по стандартным физическим правилам — задаём лагранжиан (формулу, которая говорит, сколько «фазовой энергии» у данной конфигурации), минимизируем действие и получаем уравнение движения. В нашей модели лагранжиан почти такой же, как в классической модели Скирма (описание вихрей), но с одним дополнительным «кусочком», который делает две важные вещи: «ломает» полную симметрию фазового «компаса», оставляя одно выделенное направление (из SU(2) остаётся U(1)) и даёт гравитацию через энергию самого поля. Дальше будут формулы. Не пугайтесь, если они выглядят страшно — мы будем последовательно раскручивать, что из них вытекает для жителей нашей виртуальной Вселенной.

А теперь для специалистов: «Модель Скирма, расширенная на всё пространство на глобальной замкнутой геометрии S³, описывается лагранжианом с новым членом "−V(U)", который спонтанно нарушает симметрию SU(2) -> U(1) (что критично для вывода электродинамики) и обеспечивает гравитацию (через плотность энергии фазового поля). Глобальная компактность S³ обеспечивает квантование всех явлений. Материя интерпретируется как устойчивые топологические солитоны (фермионы), фотон — вращение U(x) вокруг направления своего распространения».

Представьте, что кто-то даёт вам список из пяти чисел: 1, 6, 21, 107 и внезапно — 47 176 870. Догадаетесь, что будет дальше? 

Если вы не угадаете, ничего страшного — практически никто не угадывает. Вот первые пять чисел «усердного бобра» — последовательности, тесно связанной с одним из самых известных и сложных вопросов теоретической информатики. Он звучит так: сколько времени может работать машина Тьюринга с некоторым набором правил, пока не остановится. Определение значений чисел «усердного бобра» — сложнейшая задача, которая уже более 60 лет привлекает поклонников как среди профессиональных математиков, так и среди любителей.

Вы когда-нибудь мчались по бесконечным коридорам аэропорта на чемодане? Нет, это не сцена из фантастического фильма. Это будни с гаджетом, который переосмысливает понятие «умного багажа» — гибридным чемоданом-самокатом AOTOS L2. Протестировала его в реальной поездке и делюсь впечатлениями: что из обещаний работает, а что оказалось просто маркетингом.

Разговорные клубы часто окружены завышенными ожиданиями. Многие отзывы в интернете создают впечатление, что это универсальное решение всех языковых проблем: достаточно походить на встречи — и вы уже свободно говорите по-английски.

На практике всё сложнее. Разговорные клубы не научат вас грамматике, не поставят произношение и не подготовят к экзамену. Они не заменят системных занятий с преподавателем. Более того, для многих людей этот формат может оказаться неподходящим. Так стоит ли вообще тратить на них время?

Привет! Меня зовут Елизавета Рослякова, я методист курсов английского в Практикуме. В этой статье я расскажу о разговорных клубах без розовых очков, но и без лишнего пессимизма. Разберём, для кого они точно не подходят, чем они реально полезны и как выбрать клуб, который не разочарует.

Группа исследователей из МФТИ, Санкт-Петербургского и Владимирского государственного университетов разработала и теоретически обосновала новую платформу для контроля над гибридными частицами света и материи — экситон-поляритонами. Объединив свойства жидких кристаллов, полупроводниковых перовскитов и мощного вычислительного метода топологической оптимизации, ученые показали, как можно создавать сложные световые поля с заранее заданной структурой, включая полноценные полутоновые изображения и области с различной поляризацией света. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A. 

Откуда берутся законы физики, почему константы именно такие, и при чём тут оператор из высшей математики?

Я человек науки, ввиду своей специальности, хоть и далёкой от академической физики. Я работаю врачом, а в свободное время занимаюсь писательством. В прошлом году я написал научно-фантастический роман «Командная строка», где главный герой мог менять причинно-следственные связи с помощью специальных команд.

И вот недавно, пытаясь найти логичное научное объяснение таким манипуляциям с реальностью, я наткнулся на нечто невероятное: рабочую, самосогласованную систему законов физики.

Рассматривается фреймворк marimo, названной в честь аквариумной водоросли, изображенной на заставке к статье. marimo позволяет работать с блокнотами — текстовыми файлами Python, ячейки блокнотов представляют собой декорированные функции Python. Переменные в ячейках реактивные, изменение значения переменной в ячейке приводит пересчету всех ячеек, где есть ссылки на данную переменную. Это позволяет представить вычисление ячеек блокнота в виде направленного ациклического графа, решает проблему скрытых состояний и воспроизводимости вычислений, имеющуюся в блокнотах Jupyter.

Наряду с ячейками Markdown и Python в marimo предусмотрены ячейки SQL, можно делать запросы не только к реляционным базам данных, но и фреймам данных pandas, polars, имеются удобные виджеты для работы с данными. По сравнению с Jupyter расширены возможности Markdown, в тексте могут отображаться значения переменных из других ячеек, виджеты пользовательского интерфейса, подсвеченный исходный текст, различные диаграммы.

В marimo встроен мощный редактор, позволяющий, редактировать и выполнять исходный текст Python, осуществлять интерактивную визуализацию с помощью библиотек altair, matplotlib и plotly, разрабатывать приложения с графическим пользовательским интерфейсом, легко переключаться между режимами редактирования, выполнения приложения, показа презентации.

Приложения marimo интегрируются в веб-приложения Flask, FastAPIи FastHTML.

Преодоление пути от точки А до точки Б может быть весьма увлекательным приключением, которое может стать куда более важно самого пункта назначения. Однако, чаще всего присутствует желание как можно быстрее преодолеть этот путь. В работах жанра фэнтези и научная фантастика часто встречается технология (или заклинание) для моментального переноса человека из одно место в другое — телепортация. Теоретически, это вполне возможно реализовать, но пока нам до этого еще очень далеко. А вот квантовая телепортация информации стала намного ближе благодаря исследователям из Штутгартского университета (Штутгарт, Германия), которым удалось перенести данные между двумя фотонами из разных квантовых точек. Как именно была осуществлена телепортация данных, что для этого потребовалось, и насколько ближе стала реализация квантового интернета? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Благодаря рассекреченным документам общественность теперь хорошо осведомлена о неудачных попытках Центрального разведывательного управления (ЦРУ) в области контроля над сознанием в 1950-х и 1960-х годах. MKUltra — сверхсекретная и широкомасштабная программа экспериментов на людях — включала 149 подпроектов, в рамках которых тысячи ничего не подозревающих американцев становились подопытными, подвергались воздействию высоковольтных разрядов, радиоволн и психоделических препаратов в попытке разработать методы «промывания мозгов» для использования против противника – СССР.

Но люди были не единственными участниками MKUltra, не давшими на это согласия. Животные также играли главную роль в исследованиях, направленных на усиление шпионской деятельности во время холодной войны. Хирурги имплантировали микрофоны в уши кошек. Слону якобы вводили огромные дозы ЛСД. А в одном особенно жутком эксперименте учёные имплантировали электроды в мозг шести собак, пытаясь контролировать их движения и превратить их в дистанционно управляемых убийц.

Если отращивать бороду, то через 3-4 недели она начинает дико колоться. Кожа раздражается, и на этом эксперимент часто заканчивается.

Потом, когда борода уже длинная, масло всё ещё нужно, потому что волосы колят того, кого вы целуете.

Натуральные масла часто превращают её в жирный блин.

Поэтому мы взяли силиконы. Целых четыре. Наша компания работает с полимерами ещё со времён НИИ полимеров в 90-х, поэтому есть некоторый опыт с такими средами. И стали экспериментировать.

Если что, борода — это биологический сигнал для женщин — я готов и размножаться, защищу тебя от хищников, принесу тебе самого жирного мамонта, дорогая. Масштабное исследование подтверждает, что бородачей больше выбирали как для краткосрочных, так и долгосрочных отношений.

Как мы делали масло без масло, которым хочется пользоваться, — рассказываем под катом.

Начало 18-го века, Пётр I строит флот. И тут к нему является крестьянин из Подмосковья с предложением, которое звучит как авантюра: сделать судно, что «будет ходить в воде потаённо» и сможет проходить под днищами кораблей.

Причём автор идеи — человек без образования и чинов.

Пётр I лично принял Никонова, выслушал и приказал строить. В режиме строжайшей секретности, «таясь от чужого глазу». Потому что если идея сработает, это будет технологический прорыв.

Спойлер: идея не сработала.

Но история всё равно крутая.

Физики-теоретики из МФТИ, НИЦ «Курчатовский институт» и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН разработали новый математический аппарат для описания поведения квантовых полей в космологических масштабах. Их работа не только проясняет, как тонкие квантовые эффекты влияют на эволюцию Вселенной, но и предсказывает, как эти эффекты определят конечную судьбу самого пространства-времени. Этот подход позволяет разрешить давние противоречия в теории и открывает путь к пониманию таких фундаментальных загадок, как природа тёмной энергии и стабильность вакуума. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.

Превед! Медведь – самый обычный представитель млекопитающих, но в его эволюционной истории скрыты два радикальных отклонения от стандартной схемы роста и адаптации. Впервые учёные выяснили, когда и как древние медведи хакнули эволюцию и вторгались в суверенитет природы. И сделано это было из жесткой необходимости.

Вы думаете, что кнопка «Удалить» действительно стирает данные? Физика с вами не согласна. Уверены, что аккумуляторы достигли предела, но химия готова поспорить. Сегодняшний дайджест — о том, что скрыто в корпусе привычных вещей.

Я собрал для вас историю одной тихой революции, которая подарит гаджетам два дня жизни без розетки, и одного громкого расследования, которое заставит взяться за дрель. Плюс — документальное кино, герои которого в прямом смысле получили Нобелевку. Добро пожаловать в сингулярность.

Здравствуй дорогой читатель и почитатель Хабра! Если ты попал на эту страницу, значит твой уровень знаний в области эллиптической криптографии достиг того уровня, когда появляются серьезные вопросы на которых ты пока не нашел ответа.

Пригодность планеты для жизни определяется совокупностью многих факторов. До сих пор наши исследования потенциально пригодных для жизни миров за пределами нашей солнечной системы сосредоточивались исключительно на их положении в «обитаемой зоне» их солнечной системы, где их температура определяет, может ли на их поверхности существовать жидкая вода. В последнее время к этому ограничению добавился ещё и состав атмосферы. Отчасти это связано с техническими ограничениями доступных нам инструментов — даже мощный космический телескоп Джеймса Уэбба способен видеть только атмосферы очень больших планет, расположенных поблизости. Но в ближайшие десятилетия мы получим новые инструменты, такие как Обсерватория обитаемых миров (ООМ), которые будут специально приспособлены для поиска потенциально пригодных для жизни миров. Так что же нам нужно будет искать с их помощью? В новой статье, доступной в препринте на arXiv, Бенджамин Фарси из Университета Мэриленда и его коллеги утверждают, что для того, чтобы оценить шансы образования жизни на планете, мы должны изучить, как она образовалась.

История науки — это не прямая линия от невежества к истине. Это спираль, где мы часто совершаем одни и те же когнитивные ошибки, только на новом уровне сложности.

Взглянем на астрономию начала первого тысячелетия. Система мира Клавдия Птолемея была вершиной интеллектуального гения своего времени. Но она строилась на одном фундаментальном, непоколебимом убеждении: Земля — это неподвижный центр Мироздания. Это казалось очевидным. Мы ведь не чувствуем движения, верно?

Но у этой "очевидности" была цена. Наблюдая за небом, астрономы видели странное: планеты иногда останавливались и начинали двигаться назад. В системе, где всё просто вращается вокруг Земли, этого быть не могло.
Вместо того чтобы усомниться в неподвижности Земли, величайшие умы античности начали "спасать" теорию математикой. Они придумали Эпициклы. Они нагромождали круги на круги, создавая сложнейшие модели, лишь бы уравнения сошлись с наблюдениями.

Это поразительный исторический факт: людям было проще создать чудовищно сложную математику, чем допустить мысль, что они — не центр Вселенной.
Потребовалась смелость Коперника, чтобы просто сменить точку отсчета. Стоило поместить в центр Солнце, как нагромождение эпициклов рухнуло, уступив место элегантным орбитам.

Современные Эпициклы

Сегодня может показаться, что физика находится в похожей ловушке.
У нас есть Стандартная Модель. Это самая точная теория в истории, предсказывающая поведение частиц с невероятной точностью. Но давайте взглянем правде в глаза: не рисуем ли мы снова эпициклы?

Мы считаем, что Частицы — это главные действующие лица, а Пространство — просто пустая сцена. И чтобы объяснить, почему эти частицы имеют именно такие массы и заряды, мы вынуждены вводить в уравнения около 26 "ручных" настроек.
Почему постоянная тонкой структуры равна ? Стандартная Модель отвечает: "Потому что так измерено. Впиши это число и считай дальше".

В этой статье автор предлагает рассмотреть гипотезу, которая совершает тот же шаг, что и Коперник: смену геометрии.
Что, если сложность микромира — это иллюзия? Что, если во Вселенной существует только Пространство (Вакуум), а материя — это лишь геометрические узлы на его ткани?

Ниже представлен ход рассуждений и расчеты, которые приводят к неожиданному результату: фундаментальная константа выводится из чистой топологии с точностью, превышающей точность многих измерений.

• Когда мы видим, как кого-то трогают, наш мозг автоматически моделирует это ощущение
• Сверхредкая «гибридная» группа крови обнаружена всего у 3 человек
• Новая клеточная терапия Стэнфорда излечила диабет 1 типа у мышей
• Учёные обнаружили, что люди всё ещё активно эволюционируют
• Анализ ДНК показал, что подросток каменного века жевал «жевательную резинку» 10500 лет назад