Научпоп

Итан Сигел (американский астрофизик‑теоретик и научный журналист, автор рубрики «Спросите Итана», один из пропагандистов современных научных знаний), простыми словами рассказывает о величайшем уравнении физики, выведенном нашим соотечественником Александром Фридманом.

@avshkol перевёл эту статью Итана, поскольку, как говорит в предисловии сам Итан, "Если вы хотите понять Вселенную в космологическом смысле, вам не обойтись без уравнения Фридмана. Поймёте его — и космос ваш!.."

Три логика заходят в «Бар логики».

Официант: Вы все хотите пива?

Первый логик: Я не знаю.

Второй логик: Я не знаю.

Третий логик: Да.

Уморительно! … Вы поняли шутку?

Объяснять шутки, конечно, редко бывает смешно, но все же позвольте мне это сделать. Вся соль шутки заключается в эпистемической логике - логике знания. Дело в том, что официант спросил, хотят ли пива все трое. Поэтому логики отвечали не только за себя, но и исходя из того, что им было известно о желании остальных выпить пива. Поскольку первый логик ответил: «Я не знаю», он, очевидно, сам хотел пива, но не знал, хотят ли его все остальные. Если бы он сам не хотел пива, то просто ответил бы «нет», поскольку тогда он знала бы, что пива хотят не все. Но ответить «да» лишь потому, что он сам хотел пива, тоже было бы неправильно: он ничего не знал о желаниях остальных, а вопрос состоял в том, хотят ли пива все.

Аналогичным образом мы можем заключить, что второй логик тоже хочет пива, поскольку в противном случае он ответил бы «нет». Однако он не знает, хочет ли пива третий логик. Наконец, третий логик, рассуждая точно так же, как только что рассуждали мы, понимает, что первые двое хотят пива. А поскольку он, очевидно, и сам хочет пива, то отвечает: «Да», ведь теперь он знает, что пива хотят все трое.

В этой главе мы рассмотрим целую серию занимательных задач по эпистемической логике, многие из которых приведут нас к более глубоким и серьезным вопросам этой области.

Умные часы и психологические чат-боты уже никого не удивляют. Гораздо интереснее лабораторные технологии, которые моделируют поведение, извлекают смысл из активности мозга и воздействуют на нейронные цепи. Разбираю четыре исследования без магии и рекламных обещаний: что именно получилось, на скольких людях это проверили и где результаты заканчиваются красивыми заголовками.

У астрономов свои холивары — и покруче, чем Linux версус Windows. Уже два с половиной столетия они спорят, существует ли закон, определяющий расстояния планет от Солнца. В 1766 году немецкий профессор естествознания Иоганн Тициус переводил с французского популярный в те годы двухтомник Шарля Бонне «Созерцание природы», и в главу о планетах и небесной гармонии вставил два абзаца от себя: без подписи, без пометки «примечание переводчика», словно они изначально принадлежали Бонне. В его врезке, если очистить её от витиеватых оборотов и неуместных в науке теологических реверансов, утверждается, что все известные тогда планеты, от Меркурия до Сатурна, располагаются на строго гармоничных промежутках друг от друга, и прирост к расстоянию каждой следующей планеты увеличивается ровно в два раза.

С тех пор научное сообщество разделилось на два непримиримых лагеря. Сторонники утверждают, что это закон природы. Планетные системы формируются именно так, говорят они, просто иногда что‑то идёт не по плану: вот между Марсом и Юпитером планета так и не сформировалась, а Нептун и вовсе не там, где должен быть. Противники отвечают: «Вы нумерологи, а не учёные. Для любых нескольких точек всегда можно подобрать какой‑нибудь полином. Можете объяснить физический смысл этого вашего ряда?» Как фундаментальный закон природы, формула Тициуса‑Боде не работает, это ясно. Но и геометрическая прогрессия большинства орбит никуда не делась вместе с отвергнутой формулой. Я хочу рассказать, почему расстояния всё‑таки растут не как попало. И насколько близко к краю устойчивости находимся мы прямо сейчас.

Это пересказ моей скопусовской статьи. Оригинал на английском, там более строгие формулировки и немного подробнее. Для прикладных целей вполне достаточно этого обзора.

Конструкции типа look for, look after, depend on часто относят к фразовым глаголам, но в действительности это обычные глаголы с предлогом. Называть их фразовыми – это всё равно, что считать фразовыми глаголами русские сочетания «смотреть за» или «зависеть от».

Словари содержат фразовые глаголы (далее ФГ), состоящие из трёх компонентов. Например, close in on, put up with. Но, строго говоря, третий компонент в них – просто обычный предлог, поскольку ФГ, так же, как и обычные, имеют управление (используются с определёнными предлогами).

ФГ состоит из двух компонентов: собственно глагола (далее «базовый глагол») и образованной от предлога «частицы» (часто её называют «послелог») –  in, up, off и т.д. Частица либо передаёт буквальное пространственное перемещение (come in, walk out, spill over), либо несёт один из исторически более поздних переносных смыслов.

Рассмотрим несколько примеров, в которых обычные глаголы с предлогом путают с фразовыми.

The coin dropped out of my pocket не содержит ФГ: out of здесь – предлог, как и в Mary came out of the house. Но:

I lost the coin – it dropped out.
I am not a student anymore – I dropped out.

В этих двух предложениях drop out – полноценный ФГ с двумя самостоятельными значениями: «выпасть» [из кармана] и «вылететь» [из учебного заведения].

The stain won’t come off the surface не содержит ФГ: off the surface здесь – предложная фраза и off – предлог. Но:

The dress is ruined: the stain won’t come off содержит ФГ come off с самостоятельным значением, отражённым в словарях – «сходить» [о пятнах], а off здесь – частица-наречие.

В крупной компании на обработку клиентского заказа может тратиться до двух часов. В основном это время уходит не на сами действия, а на паузы между ними: ожидание ответа, перепроверку данных, согласования. 

Агентская оркестрация сокращает этот цикл до пары минут. Агент сам проверяет остатки, сверяется с логистикой и запускает отгрузку, а сотрудник задает правила и оценивает результат, но не участвует в каждом шаге.

Но если это так выгодно и дает такой эффект, то почему большинство компаний до сих пор не внедрили и не масштабировали агентный ИИ? И на чем тормозятся уже запущенные пилоты? Эти вопросы разбирали в подкасте McKinsey Talks Operations. Ведущие попытались понять, почему управление цепочками поставок, десятилетиями казавшееся одной из самых технологичных задач, пока буксуют с внедрением ИИ. 

Дмитрию Ивановичу Менделееву приписывается фраза «Сжигать нефть — всё равно, что топить печку ассигнациями». Действительно, нефть — это смесь разнообразных углеводородов, и нефть требуется разделять на фракции, для чего и предназначен процесс ректификации. Но наряду с основными фракциями в нефти содержатся и незначительные экзотические молекулы, об одном из классов которых пойдёт речь в этой статье. Это адамантан (а также его производные) — насыщенный трициклический углеводород с общей формулой C₁₀H₁₆, обладающий уникальными свойствами, так как атомы углерода располагаются в адамантане точно как в алмазе.

Эрвин Шрёдингер известен в том числе выражением отрицательная энтропия из книги «Что такое жизнь?». Ниже я рассмотрю появление метафоры энтропии как беспорядок; она сложилась к концу 19-го века и остается в ходу до настоящего времени. Шрёдингер отталкивается от этой метафоры и преобразует ее к виду с использованием отрицательной энтропии. Я опишу логику возникновения метафоры отрицательной энтропии в книге Шредингера, а затем покажу нерелевантность метафоры энтропии как беспорядка и предложу альтернативную метафору на базе свободной энергии.

В 2010 году исследователи из Хоккайдского университета поставили чашку Петри. На дно налили влажный агар, разложили 36 овсяных хлопьев в точках, соответствующих крупнейшим городам вокруг Токио, а кусочек слизевика поместили в центр — в точку, соответствующую Токио. Участки, соответствующие горам и водоёмам, засветили лампой — физарум избегает яркого света и сам обходил эти зоны, воспроизводя реальные географические ограничения при прокладке железных дорог.

Через 26 часов посмотрели что получилось.

Сеть из протоплазматических трубок, которую вырастил слизевик, воспроизводила топологию реальной железнодорожной сети токийской агломерации. Узел за узлом. Причём не просто воспроизводила — по трём инженерным критериям одновременно: стоимости (суммарная длина трубок), транспортной эффективности (среднее время пути между узлами) и устойчивости (сколько соединений можно убрать, прежде чем сеть развалится).

Мы построили систему, которая умеет честно останавливаться, когда не может довести гипотезу до конца.

Слепой отбор координаты в пространстве представлений SU(3)×SU(2)×U(1), группа гейтов на аномалии/унитарность/UV-завершение, и правило «нельзя ранжировать меньше пяти механистически разных гипотез». По пути — не только результаты, но и честные признания: семь «исследовательских кандидатов» оказались вручную закодированы, а не выбраны вслепую (поймали аудитом кода); клетка с представлением размерности 1518 упёрлась в UV-стену и получила BLOCKED вместо выдуманного числа; найден баг, который ложно добавлял канал распада по совпадению подстроки.

Два кандидата дошли до настоящих d=7 операторов и первой условной зоны исключения по данным CMS. Для одного из них не хватает ровно одной вещи — специалиста, который умеет собирать UFO-модели для цветовых секстетов.

Архитектура при этом не заточена под физику частиц — на ней же стоят глобальный фит нейтринных экспериментов (DayaBay, KATRIN, T2K) и модуль аэроупругости с реальными данными DLR.

Подробности, формулы и вся цепочка проверок — в статье.

Раскопал на Medium интересное эссе про Elixir от разработчика Krzyś. Написано так захватывающе и самобытно, что я не смог пройти мимо. Хотел чуть-чуть подсократить, но каждый раздел важен, а терять стиль автора не хочется. Вот тут первая часть, а это — вторая.

В 1950-х годах в кафетерии Лос‑Аламосской лаборатории собрались ученые — отцы‑основатели атомного проекта, который уже успел в прямом смысле прогреметь на весь мир.

Среди собравшихся, особое внимание привлекает проводящий быстрые расчеты на салфетках Энрико Ферми. Он очень увлечен этим делом, на которое его побудила безобидная карикатура из журнала «The New Yorker», — на ней изображены инопланетные летающие тарелки, выгружающие мусорные баки в Нью‑Йорке.

Он заканчивает напряженный подсчет странной фразой: «But where is everybody?» («Но где же все?»)

У таксистов и водителей скорой помощи вероятность смерти от болезни Альцгеймера ниже, чем у представителей практически любой другой профессии. Таков был неожиданный результат исследования 2024 года, в ходе которого были проанализированы свидетельства о смерти почти 9 миллионов человек в США.

Эти выводы заставили меня задуматься, ведь эти две профессии, как и моя собственная работа, опираются на одно и то же: карты.

Я более двух десятилетий провожу, вглядываясь в карты. Не в бумажные карты на стене, а в цифровые с множеством слоёв: границы зон затопления, наложенные на кварталы переписи, зоны повышенной аварийности, нанесённые на геометрию дорог, и спутниковые данные об осадках, сшитые по речным бассейнам. Большая часть моей работы в качестве инженера‑строителя и инженера‑эколога выполняется с помощью ГИС — то есть геоинформационных систем. Инженеры, такие как я, одновременно удерживают в голове несколько пространственных взаимосвязей, анализируя расположение объектов относительно друг друга в масштабах от городского квартала до целого водосборного бассейна.

Я всегда считал, что пространственное мышление, основанное на работе со слоями карт, носит исключительно профессиональный характер. Но то исследование, посвящённое водителям такси и машины скорой помощи, заставило меня задуматься: а не приносит ли вся эта умственная работа пользу мозгу?

Отчужденность — это чувство внутреннего разрыва человека с миром, людьми, трудом.

В разговоре с другими людьми вы чувствуете себя отдельно от них. Ваш труд перестает отражать вас, в нём больше не видно вашего следа. Вокруг всё меняется быстрее, чем вы успеваете подстроиться — мир становится немым.

Обратное чувство  — назовём его отзвучностью: человек слышит мир, и он ему откликается. Немецкий социолог Хартмут Роза называет такое отношение резонансом.

Под катом — попытка разобрать эту метафору как механизм: камертоны, метрономы и смерть осциллятора; нейросеть, где вместо нейронов — осцилляторы; мозг как химера ритмов и внимание, которое оказывается не лучом, а стробоскопом; живые нейроны, выучившие Pong ради предсказуемого мира; семь признаков, отличающих отчужденность от одиночества, фрустрации и апатии. И вывод, который спорит с самим Розой: отчужденность — не противоположность резонанса.

Поздравляю всех, кто ещё жив и в состоянии меня читать – с момента публикации моей предыдущей статьи прошло больше месяца, а законы физики за это время так и не изменились! Если вы не удивлены, то зря, ведь в условиях Гиперхаоса им следовало бы меняться намного чаще. Конечно, всегда можно прибегнуть к дежурной фразе «если угодно будет Господу и живы будем», но в наши дни она уже мало кого удовлетворяет. Так что нам придётся искать объяснение, почему законы физики стабильны. Мы возьмём за основу спекулятивный материализм Мейясу, проведём его критическую деконструкцию, рассмотрим альтернативные представления о контингентности (возможности всего быть другим) и поможем Мейясу доказать способность математики обеспечивать доступ не только к Абсолюту, но и к частным свойствам контингентного мира, объективным по отношению к наблюдателю.

Как же сохранить рассудок в мире, где всё может радикально измениться в любой момент? Сможем ли мы доказать, что логическая аргументация и критическое мышление имеют преимущество над слепой верой, а учебники, научные статьи и диссертации являются более надёжным источником знаний, чем религиозные откровения или бред сумасшедших? Математика – объективное знание об отношениях между абстрактными объектами или социальный конструкт? Даёт ли она возможность, по выражению Гегеля, «зайти сзади», чтобы «застигнуть врасплох» пресловутую кантовскую «вещь» и узнать, какова она «в себе», а не «для нас»? Применима ли теория вероятности к такому событию, как изменение законов физики? Почему мир кажется таким устойчивым, если у него нет достаточного основания не быть другим? Давайте попробуем ответить на эти вопросы и понять хоть что-то, прежде чем исчезнуть в пучине Гиперхаоса.

Этот материал посвящён исследованию невидимой космической загадки с помощью DIY-радиотелескопа.

Если вы хотите узнать, что такое тёмная материя, учтите, что вы не одиноки. Астрономов занимает тот же вопрос. Однако им уже кое-что известно: масса этой невидимой субстанции значительно превосходит массу наблюдаемых ими звёзд и туманностей. К такому выводу их привели наблюдения за гравитационным воздействием этого загадочного вещества на другие космические структуры. Это положило начало исследованиям длиной в несколько десятилетий, цель которых — понять природу тёмной материи.

Управлять марсоходами с Земли начали еще с первых миссий, но расстояние до Марса сильно ограничивает возможности операторов. Проблема в том, что сигналу нужно порой более 20 минут, чтобы преодолеть путь в одну сторону, в зависимости от взаимного расположения планет. Поэтому со временем инженеры начали передавать часть навигационных задач самому аппарату.

Первые системы автономного движения были не слишком функциональными. Все, что они могли — обнаруживать препятствия непосредственно перед колесами. Шло время, марсоходы «учились» строить карту окружающей местности, выбирать безопасный путь, отслеживать проскальзывание колес, а затем и планировать маршрут прямо во время движения. Сейчас прогресс весьма заметный. Разберем, как развивались эти технологии от Sojourner до Perseverance.

В прошлой части статьи мы с удивлением прочитали, как каких-то сорок лет назад отношение к информационной безопасности даже близко не было таким, как сегодня. В этой части придет расплата и осознание за те годы. Сейчас мы посмотрим, как потихоньку рождались первые уже не исследовательские вирусы. Впрочем нет, сначала это все же были исследования.

17 июня 2025 года компания Honda провела успешный тестовый запуск и посадку прототипа многоразовой ракеты. В 2029 году японская компания планирует присоединиться к Blue Origin, SpaceX, Rocket Lab и другим производителям многоразовых ракет.

Постепенно такой формат ракетостроения становится мейнстримом. Массовый вывод грузов на орбиту по очень низкой цене перестаёт быть монополией SpaceX.

Мы уже рассказывали историю первого успешного паромобиля Гёрни, который ушел в серию и даже возил пассажиров. В России паровой транспорт, не нуждавшийся в рельсовой дороге внезапно тоже был. И он даже помогал побеждать на войне.