Физика

Когда-то давно я горел игровой физикой: писал свои игровые физические движки, физику авто и самолета. И уменя была мечта - сделать физику разрушаемых объектов, в частности автомобилей. Мне не нравилось что авто в играх "ломаются" по заготовленным лекалам - мятый бампер, предзаготовленные текстуры царапин и так далее

Потом вышла игра beamNG, где было сделано все о чем я мечтал. Физика авто возведена в абсолют, тачку можно было размотать в пух и прах, и это было не предзаготовлено, ведь физика деформаций обсчитывается реалтайм

Но все же физика beamNG не идеальна. Она обладает некой "желейностью", это проявляется в излишней гибкости и резиновости кузова и деталей. А еще, физика beamNG не позволяет разрывать и разрушать материал. В нем есть разрывы, но они удаляют части геометрии, из-за чего это выглядит неестественно - целые куски кузова просто исчезают.

Недавно я подумал - "смогу ли я с ИИ реализовать свои старые идеи игровой физики?". Они как раз были про более честный рассчет и более правзоподобные повреждения.

Под катом мои эксперименты

12 февраля 2026 года мир науки потрясла новость, относящаяся к земным, слишком земным материям. Канадский Perimeter Institute, один из крупнейших мировых центров теоретической физики, объявил о бессрочной «приостановке сотрудничества» с Ли Смолиным — легендарным ученым, который 25 лет назад этот институт и со-основал.

Причиной стала публикация переписки печального известного Джеффри Эпштейна, в которой обнаружился и обмен любезностями со Смолиным — в том числе, приглашение в 2011 году на тот самый остров. Так бесславно закончилась карьера ученого, посвятившего десятилетия попыткам понять, что такое время и почему физика так плохо умеет с ним обращаться, — внезапным вторжением его собственного прошлого в профессиональное настоящее и карьерное будущее. 

Прежде чем разбираться с этой историей, давайте отправимся сначала назад во времени — к волновавшему Смолина вопросу о том, из чего сделана Вселенная, который постепенно превратился в вопрос: а почему она вообще должна быть устроена так, как мы привыкли думать?

16 июня 2023 года в 21:22:39 UTC детектор тёмной материи LZ зарегистрировал необычное событие. Учёные ещё не уверены, но вполне возможно, что это тот самый вимп (WIMP), который ищут уже несколько десятилетий. Вимп — это гипотетическая частица тёмной материи, которая практически не взаимодействует с обычным веществом и не участвует в электромагнитном взаимодействии. Считается, что тёмная материя составляет около 25% общей плотности энергии Вселенной.

13–15 октября 2026 года близ Парижа, в Версальском дворце конгрессов должно произойти историческое для человечества событие — в ходе Генеральной конференции Международного бюро мер и весов (BIPM) пройдет голосование, которое призвано наконец поставить жирную точку в давней истории поиска единого для нашей цивилизации эталона времени.

История началась еще в XX‑ом веке, в 1956 году, когда ученые публично признали, что земные сутки не являются чем‑то абсолютным, точным, как нам всегда представлялось.

Из‑за приливов и отливов, движения жидкого земного ядра, таяния ледяных масс, и прочих факторов вращение нашей Земли вокруг своей оси начало потихоньку замедляться. Не ощутимо, не фатально, и это можно определить только вычислениями, однако факт остается фактом: привычные 24 часа обращения планеты вокруг своей оси перестали быть незыблемой константой.

Когда публично признали, что все не слишком идеально, ученым пришлось искать выход. В качестве инструмента исправления решили использовать малую единицу времени — секунду. 

До того самого 1956 года обычная секунда являлась просто составной частью астрономического цикла — 24-часового оборота Земли вокруг своей оси, и ничем иным, то есть была равна 1/86400 средних суток. В сутках 24 часа, умножаем на 60 минут, и на 60 секунд, и получаем что в сутках 86 400 секунд. 

Чтобы адаптировать оказавшийся не совсем эталонным эталоном 24-часовой астрономический цикл к требованиям безупречной точности ученые предложили привязку секунды не к каким угодно астрономическим земным суткам, а к одному конкретному, фиксированному показателю — там что‑то с долями от одного оборота Земли вокруг Солнца в 1900 году.

Две независимые группы исследователей в Вене и Пекине одновременно создали первые ядерные часы, которые отсчитывают время по «сжатию и разжатию» атомных ядер тория, тяжёлого радиоактивного элемента. Эти ядерные часы настолько точны, что потеряли бы одну секунду лишь за несколько миллионов лет. Результаты были опубликованы в журнале Nature.

Первые ядерные часы пока не вытеснят всемирную сеть атомных часов, на стабильный ход которых мы полагаемся в GPS и при определении секунды. Не стали они и самым точным хронометром: лучшие атомные часы примерно в 10 000 раз надёжнее и потеряли бы одну секунду лишь более чем за 100 миллиардов лет.

Я создал сайт, в котором указаны удивительные факты о разных произведениях искусства. artatlas.site. Сайт идеально подходит для того, чтобы втянуть человека со стороны в мир искусства.

Вот одна из удивительных историй человека, который был не признан, но хотел доказать всему миру, что он чего-то стоит. Движимый больше обидой он создавал и продавал поддельные картины. Таким образом и разбогател. Никто не верил, что он сам смог создать такие качественные подделки, но он доказал всему миру и превратился в народного героя.

Привет всем любителям физики и физического эксперимента! Как работает цепная передача в велосипеде и какие силы участвуют при этом? Может ли сила трения покоя разгонять велосипед? Для чего в разных условиях надо использовать разные передачи (с точки зрения физики)? И наконец, какой возникает парадокс, когда мы описываем движение велосипеда в разных системах отсчета? Будем, так сказать, изобретать велосипед. Приятного чтения!

Anthropic сообщила о девятипетлевом расчёте Claude — поднявшем ранее опубликованный результат для этой амплитуды с восьми до девяти петель.

Разбираясь в новости, я восстановил с ИИ вычисления из своего диплома о графене и обнаружил ошибку, оставшуюся после защиты. Здесь показываю процессную декомпозицию как один из способов контролировать научный код от ИИ: входы, выходы, контракты, независимые проверки, проверки проверок и намеренные дефекты для контроля качества.

Материал изложен постепенно, от простого к сложному, от основ к научным результатам. От уравнения Шрёдингера и одной петли постепенно доходим до bootstrap и символов.

В статье 95 иллюстраций, включая анимации, полный Python-код, семь воспроизводимых опытов вычислений с помощью Python и квантовый пикторализм, как одна из возможных концепций в качестве основы научного кода будущего для квантовой теории.

Более полувека назад была опубликована небольшая статья Стивена Хокинга, где был выдвинут контринтуитивный тезис: чёрные дыры излучают, а значит, испаряются, теряют массу, и иногда (при малых массах) это происходит с резким ускорением темпов излучения и исчезновением самой чёрной дыры (отсюда и интригующее название о «взрывах» чёрных дыр). Это одна из первых (и, пожалуй, пока одна из немногих удачных за все 52 года!) попыток применить квантовые методы к объекту, описываемому ОТО Эйнштейна.

До сих пор не было доступного широкой аудитории перевода этой статьи на русский язык, профессиональные физики‑теоретики использовали англоязычный аналог. @avshkol взялся не только исправить ситуацию с переводом, но и добавить к работе Хокинга разъясняющие комментарии, которые сделали бы её текст доступным для более широкой аудитории, интересующейся физикой.

Стрела времени — все различия между прошлым и будущим — увлекательная тема, потому что она связывает повседневные явления (память, старение, причинно‑следственные связи) с глубокими вопросами физики и философии. В её основе лежит тот факт, что энтропия со временем возрастает, а это, в свою очередь, можно проследить до особых условий в ранней Вселенной. Дэвид Уоллес — один из ведущих мировых философов, занимающихся основаниями физики, включая пространство и время, а также квантовую механику. Мы обсуждаем, как возрастание энтропии порождает стрелу времени и какие особенности ранней Вселенной делают это возможным. Затем мы неизбежно связываем эту историю с чертами многомировой (эвереттовской) интерпретации квантовой механики.

Дэвид Уоллес получил в Оксфордском университете степени доктора философии по физике и по философии. В настоящее время он занимает должность профессора философии науки имени У. А. Меллона, работая одновременно на кафедре философии и на кафедре истории и философии науки Питтсбургского университета. Он автор книги «Возникающий мультивёрс: квантовая теория согласно эвереттовской интерпретации» (The Emergent Multiverse: Quantum Theory According to the Everett Interpretation). Среди его наград — премия Лакатоса за выдающийся вклад в философию науки. Его последняя книга — «Философия физики: очень краткое введение» (Philosophy of Physics: A Very Short Introduction).

В прошлой статье мы начали разбирать спецэффекты в кино до появления компьютерной графики. И узнали, что уже в те годы вполне свободно совмещали между собой несколько слоев изображения иди могли впихнуть в кадр двух персонажей, сыгранных одним актером. Теперь переходим к вещам посложнее.

25 марта 1938 года Этторе Майорана собирался сесть на паром из Неаполя в Палермо. По крайней мере, он купил на него билет. В тот же вечер 31-летний итальянский физик отправил письмо Антонио Каррелли, директору Института физики в Неаполе, извиняясь за неудобства, которые вызовет его «внезапное исчезновение». Формулировка звучала как нечто окончательное и потому зловещее. Однако Майорана, по-видимому, почти сразу же передумал. Он отправил ещё одно сообщение, в котором давал понять, что от прежнего решения отказался. Но в итоге всё равно исчез. Никаких его подтверждённых следов так никто и не нашёл.

Одного этого уже было бы достаточно, чтобы сделать Майорану одной из самых загадочных фигур в истории физики. Но этой тайне становится ещё труднее сопротивляться из-за того, над чем он работал незадолго до исчезновения.

Энрико Ферми, который не славился раздачей щедрых комплиментов, по некоторым данным, отнёс Майорану к той же категории людей, что и Галилей с Ньютоном. Не просто выдающийся учёный. Не просто физик, способный на важные открытия. Гений.

В 1937 году, за год до своего исчезновения, Майорана опубликовал необычную статью, в которой исследовал возможность, казавшуюся почти абсурдной. Что, если частица может быть одновременно и своей собственной античастицей?

На протяжении десятилетий это оставалось одной из тех удивительных и одновременно тревожных теоретических идей, которыми так богата физика: математически обоснованных, концептуально причудливых, экспериментально нерешённых.

И тут в историю вступили нейтрино. Почему-то всякий раз, когда физики создают достаточно изящную картину того, как устроена реальность, нейтрино имеют привычку проникать через боковую дверь и разбрасывать мебель. Они практически не взаимодействуют с материей. Они пролетают сквозь целые планеты. Они меняют свою «идентичность», летя через космос. В течение многих лет мы думали, что у них нет массы, а потом природа сообщила нам, что, на самом деле, нет — у них всё-таки есть масса. Они повсюду, но для их обнаружения требуются героические запасы терпения, денег и подземных пород. И теперь они могут заставить нас переосмыслить нечто ещё более фундаментальное: что именно мы имеем в виду, когда говорим «частица»?

Ультрафинитизм — философию, которая отвергает бесконечность, — долго считали математической ересью. Но он же помогает делать открытия в математике и за её пределами. 

Дорон Цайльбергер — математик, который уверен: у всего есть конец. Как ограничены мы сами, так ограничена и природа, а значит, и числа. Выгляните в окно: там, где другие видят непрерывный мир, который неумолимо течёт от мгновения к мгновению, Цайльбергер видит Вселенную, которая тикает, как часы. 

В прошлой статье я выдвинул интересную идею, которую никогда до этого не встречал в интернете — гашение вибраций и гашение звука на домашних компактных фрезерных станках, например, известного и широко распространённого типа 3018.

Как я рассказывал, одним из, пожалуй, основных проблемных моментов для использования ЧПУ-станков на дому является шум, причём не шум двигателей (с этим-то как раз можно жить, он довольно щадящий), а шум режущего инструмента, в основном фрез, которые издают довольно противный визг на больших оборотах во время обработки материала.

Проблема особенно усугубляется на относительно жёстких материалах: фрезеровка печатных плат (вырезание по контуру), а также обработка металлов.

В ходе размышления над этой проблемой мне пришла в голову довольно интересная мысль: «А что, если обработку производить под толстым слоем жидкости, в частности воды или жидкого, гелеобразного мыла?!»

Как я писал в прошлой статье, я весьма плотно искал хоть какой-нибудь прецедент, чтобы пытались гасить звук таким образом, и не нашёл!

Да, льют СОЖ (смазывающе-охлаждающую жидкость) в зону резания относительно тонким слоем — но в основном только для постоянного вымывания продуктов обработки (проще говоря, стружки и пыли) и смазки/охлаждения инструмента во время работы.

Но покрывать деталь толстым слоем жидкости именно для гашения вибраций и звука (грубо говоря, залить её толстым слоем жидкости и вести обработку прямо под ней) — похоже, что не додумался вообще никто (не факт, но есть такое подозрение ;-) )!

Ввиду того, что у меня уже есть цельнометаллический ЧПУ-станок серии 3018, про который я писал вот тут, мне показалось совершенно непростительным, если бы эта интереснейшая мысль по поводу глушения жидкостью осталась в виде непроверенной теории!

Я никак не мог этого допустить, и работа закипела… :-)

Итан Сигел (американский астрофизик‑теоретик и научный журналист, автор рубрики «Спросите Итана», один из пропагандистов современных научных знаний), спешит рассказать подробнее, за что дали Нобелевскую премию по физике 2026 года, причем одному-единственному человеку, Фрэнсису Халцену.

@avshkol , в свою очередь, оперативно перевел эту статью, поскольку мы наблюдаем действительно редкий случай: один лауреат, и не за научное открытие, а за постановку очень сложного эксперимента, да ещё он был далеко не единственным (есть ещё русские на Байкале, с 1980-х строящие не меньших размеров телескоп и японцы, впервые поймавшие нейтрино от сверхновой)...

Итан Сигел (американский астрофизик‑теоретик и научный журналист, автор рубрики «Спросите Итана», один из пропагандистов современных научных знаний), пытается разобрать в одной из ключевых проблем современной физики: Что не так с бозоном Хиггса?

@avshkol сделал перевод статьи, ведь его тоже волнует вот это: Когда в далёком уже 2012 году (14 лет прошло!) был обнаружен предсказанный ещё в 1960-х бозон, казалось, что будет решена загадка массы, а значит, и гравитации, а значит, искривления пространства-времени, а там кротовые норы, всякие-разные гипердвигатели... Но воз и ныне там, и как будто мы всё ещё застряли в тех 60-х, когда открыли бозон, и... что дальше?..

Так что не так с бозоном Хиггса?.. или с нашей физикой?.. или с нашими ожиданиями от этого бозона?

Если вы думаете, что два персонажа, сыгранные одним актером, могли оказаться в одном кадре и даже взаимодействовать лишь после появления компьютерной графики, то глубоко ошибаетесь. Кинематографисты научились создавать совершенно невозможные сцены задолго до того, как цифровые спецэффекты стали нормой. Маски, многократная экспозиция, оптические принтеры, рирпроекция, дорисовки на стекле и еще десятка два технологий, на которых почти сто лет зиждилось кинопроизводство.

Как вообще вырезать актера из фона без компьютера? Почему фон за актерами сначала был синим, а потом вдруг стал зеленым? Что такое оптический принтер и что на нем можно сделать помимо совмещения кадров? И чем на самом деле занимались первые компьютеры на съемках? Давайте узнаем обо всем этом.

Камера, мотор, поехали!

Возможно, вы слышали об этом в новостях. Мы здесь, в Mindscape, обычно не следим за новостями. Мы не бросаемся за каждой срочной новостью, пытаясь рассказать вам о последнем повороте в научных или иных интеллектуальных открытиях. Но иногда стоит слегка изменить правила и сделать что-то немного иначе. Итак, возможно, вы слышали о пресс-релизе эксперимента LUX-ZEPLIN, или просто LZ. Это эксперимент глубоко под землей, где ищут темную материю, ожидая, что изредка частица темной материи попадет в их детектор, столкнется с ядром и оставит сигнал. И вот новый результат: множество экспериментов уже довольно давно занимаются этим, и теперь они увидели событие, которое не могут объяснить. Мы разберемся с этим по двум причинам. Во-первых, это может быть темная материя, а это было бы очень захватывающе. Сейчас результат совсем не обладает высокой статистической значимостью. Это лишь слабый намек. Совершенно точно не стоит из-за него слишком волноваться. Но к нему все же стоит отнестись серьезно, верно? В конце концов, это люди, которые знают свое дело. Они приложили все усилия, чтобы опровергнуть интерпретацию этого события как возможного сигнала темной материи. Именно так поступают хорошие экспериментаторы, когда получают странный сигнал, чего-то не ожидавшегося или потенциально очень захватывающего.

Я отчётливо помню, как около пятнадцати лет назад вёл коллоквиум с приглашённым докладчиком, который рассказывал о гравитационно-волновой обсерватории LIGO, только начавшей собирать данные. Сопоставив достигнутую чувствительность с той, которую ещё предстояло получить, слушатели после доклада вполголоса пришли к ясному выводу: "У них ничего не выйдет". Разумеется, теперь мы знаем, что всё вышло, и объявление об обнаружении гравитационных волн в 2016 году принесло в 2017-м Нобелевскую премию Райнеру Вайссу, Кипу Торну и Барри Бэришу. Поэтому мне особенно приятно пригласить в подкаст самого Кипа Торна. Кип немного рассказывает об истории LIGO и высказывает несколько решительных суждений о Нобелевской премии. Но его долгая и яркая карьера этим не ограничивается, так что мы также поговорим о том, возможно ли отправиться через червоточину в прошлое, и о его будущих планах в кино после успеха "Интерстеллара".

Кип Торн получил докторскую степень по физике в Принстонском университете и сейчас является почётным профессором теоретической физики имени Ричарда Фейнмана в Калифорнийском технологическом институте. Его признают одним из ведущих в мире исследователей общей теории относительности; он внёс важный вклад в изучение гравитационных волн, чёрных дыр, червоточин и релятивистских звёзд. Его роль в основании эксперимента LIGO и руководстве им была отмечена Нобелевской премией 2017 года. Он написал и стал соавтором множества книг, среди которых знаменитый своей увесистостью учебник "Гравитация" (Gravitation). Торн был исполнительным продюсером фильма 2014 года "Интерстеллар", основанного на первоначальной идее, которую он разработал вместе с Линдой Обст. Он получил слишком много премий, чтобы перечислить их здесь, а также участвовал в нескольких знаменитых пари.

Disclaimer: в преддверии ожидания публикации от OpenAI новых решенных задач (которые не вошли в DevDay, как хотелось бы) делюсь обзором на понимание, зачем человечеству открытые задачи науки и как они улучшают нам жизнь.

Наука у меня обычно ассоциируется со знанием: законы, уравнения и теоремы с доказательствами. Но передовые открытия устроены наоборот, и главную часть составляют открытые задачи, то есть гипотезы, истинность которых пока не известна. Такие задачи показывают границы не только наших знаний, но и наших методов мышления.

А вот попытка решить фундаментальную задачу часто оказывается важнее самого ответа.

Описание движения планет потребовало от Ньютона и Лейбница создать математический анализ, без которого не обходится современная инженерия. Уравнения Максвелла предсказали электромагнитные волны и через несколько десятилетий дали нам радио. Теория чисел столетиями считалась образцом бесполезной математики, а теперь на ней держится криптография. Триста лет попыток доказать Великую теорему Ферма породили огромную инфраструктуру теории чисел и алгебраической геометрии, вершиной которой стало доказательство Уайлса. 

Поэтому вопрос о практической пользе нерешённой задачи поставлен неправильно, ведь мы заранее не знаем, какие инструменты придётся изобрести.

Иногда задача показывает, что неверна сама исходная картина мира. Аномалию орбиты Меркурия не удалось исправить поправкой к механике Ньютона, для неё понадобилась общая теория относительности.