Как стать автором
Обновить
199.02

Физика

Наука об окружающем нас мире

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Квантовая случайность против детерминизма и супердетерминизма. Изгоняем демона Лапласа

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 33 мин
Количество просмотров 6K

Миром правит детерминизм или случайность? Будущее предопределено или многовариантно? Можно ли в точности предсказать будущее состояние системы по начальным условиям, или её динамика в принципе непредсказуема? Всё происходит согласно необходимости и провидению, или наша судьба создаётся на ходу? Может ли Бог быть генератором случайных чисел? Или он всё-таки не играет в кости? Только не говорите, что вы никогда не задумывались над этими вопросами и не хотели бы узнать, как оно есть на самом деле. Даже проблема свободы воли на их фоне вторична, поскольку целиком зависит от проблемы причинности и детерминизма.

Разумеется, ответы следует искать в квантовой механике, ведь в основе всех физических явлений лежат законы движения и взаимодействия элементарных частиц. На сегодняшний день это самая фундаментальная и самая экспериментально подтверждённая теория из всех, которые у нас есть. У неё сложный математический аппарат, но он работает безотказно и даёт предсказания, сбывающиеся с точностью до тысячных знаков после запятой. Тем не менее, именно квантовая механика даёт понять, что будущее принципиально непредсказуемо, и никакая сила не может заранее предопределить ход событий. Как же так? Нет ли здесь противоречия? Может, учёные сами не знают, детерминированы физические процессы или случайны? Нет, на этот счёт наука даёт чёткий и недвусмысленный ответ. Всё, что вы прочитаете в данной статье – только конкретика, никакой философской неоднозначности.

Читать далее
Всего голосов 10: ↑9 и ↓1 +8
Комментарии 45

Новости

МРЭМ – 200. Электронный микроскоп родом из СССР. Цифровизация захвата изображения

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 4.1K

В 2020 году я опубликовал  здесь статью, в которой описал свой советский растровый микроскоп МРЭМ-200  1987 года выпуска. Мне было приятно, что статья вызвала большой интерес и помогла мне познакомиться с  людьми со схожими увлечениями.

Хочу рассказать о дальнейшей судьбе микроскопа и его усовершенствованиях. В статье хочу рассказать о внедрении системы прямого ввода изображения с микроскопа в компьютер и его последующей обработкой программными средствами.

За прошедшие годы микроскоп подвергся нескольким модернизациям, об одной из которых хочется рассказать. В 80-е годы  изображения с  мониторов микроскопа фиксировались для дальнейшего изучения и сохранения с помощью пленочного фотоаппарата. Для этого в комплекте с микроскопом шла специальная тубусная приставка, фиксирующаяся на мониторе. В третьем тысячелетии  мне хотелось, конечно, уже иметь компьютерный захват картинки, как в современных растровых микроскопах. В начале я пошел по самому простому пути: стал использовать цифровой фотоаппарат Canon вместо пленочного  фотоаппарата. Поскольку построение изображения в максимальном разрешении длится 41 секунду, мне пришлось перепрошить  фотоаппарат на такую длительную выдержку. Работа  с микроскопом  сразу стала комфортней, но  я понимал, что  есть еще  к чему стремиться.

В декабре 2022 года в Телеграмме я познакомился  с еще одним владельцем микроскопа МРЭМ-200. В  этой статье я буду, называть этого человека, по его просьбе, «Владелец МРЭМ-200 из Москвы, пожелавший остаться анонимным».  Он  решил проблему прямого компьютерного захвата, использовав  видео с youtube (https://www.youtube.com/watch?v=ruuxn2u3yao) известного  американского популяризатора науки Бена Краснова (Ben Krasnow). «Владелец МРЭМ-200 из Москвы, пожелавший остаться анонимным» творчески переработал информацию Бена Краснова, адаптировал софт под технические особенности  своего микроскопа  и  любезно поделился со мной этим софтом. У меня появилась программа, которая замечательно строила и сохраняла изображение на экране компьютера синхронно с изображением на родных мониторах микроскопа. Между компьютером и микроскопом добавился отдельный модуль согласования, в котором помещался АЦП с выходом USB и операционные усилители с регулировкой коэффициента усиления:

Читать далее
Всего голосов 33: ↑37.5 и ↓-4.5 +42
Комментарии 12

Территория Большого Взрыва. От трёх китов к изначальной сингулярности

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 11 мин
Количество просмотров 2K

Представляю вниманию уважаемого сообщества вторую статью из серии «Территория Большого взрыва». От современного устройства Вселенной, описанного в первой части, перейдём к эволюции представлений человечества о её устройстве от древности до теории Большого взрыва. Взглянем на эту теорию в её классическом виде и обозначим её основные проблемы и противоречия

Читать далее
Всего голосов 10: ↑11 и ↓-1 +12
Комментарии 19

Решает ли задачу оптимизации биологическая нейросеть?

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 592

В предыдущей статье Метрика в машинном обучении сложных систем, алгоритм и программный код предложена формула для отношения сигнала к шуму в сложных нелинейных системах с тенденцией к самоорганизации. С опытом применения в обработке данных электрокардиограмм, землетрясения. Сложной системой является и биологическая нейросеть.

Искусственные нейронные сети возникли в качестве попытки моделировать организацию и функционирование биологических нейронных сетей – сетей нервных клеток живого организма. В существующих алгоритмах искусственного интеллекта ключевым звеном является решение задачи оптимизации и при этом остаётся вопрос - решает ли биологическая нейронная сеть задачу оптимизации? Задача оптимизация - это нахождение экстремумов целевой функции в процессе проектирования параметров системы. Под задачу оптимизации сформировался функциональный подход, который предполагает рассмотрение объекта как комплекса выполняемых им функций, а не как набора элементов и их взаимосвязей.

Ключевым условием в постановке задачи оптимизации является наличие управляющих факторов или заданных внешних правил. Например, выбор оптимального хода по правилам игры в шахматы или в чайнике вода превращается в пар и управляющим фактором выступает температура, где применимы постановки задач оптимизации. При детонации взрывчатых веществ жидкость превращается в газы при отсутствии управляющих факторов. Отсутствуют внешние управляющие факторы в лавинообразных процессах.

Отсутствие управляющих факторов и масштабная инвариантность процессов самоорганизованной критичности (SOC) не являются интуитивно понятными и привычными. Будет очевидной реакция некоторых читателей – «ничего не понимаю», хотя речь идёт об активности нашего собственного мозга.

Читать далее
Всего голосов 3: ↑0 и ↓3 -3
Комментарии 0

Метрика в машинном обучении сложных систем, алгоритм и программный код

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 1.7K

Для решения задач машинного обучения предлагается метрика, основанная на формуле отношения сигнала к шуму, SNR:

Читать далее
Всего голосов 1: ↑0 и ↓1 -1
Комментарии 7

Питер Хиггс, лауреат Нобелевской премии, предсказавший существование «частицы Бога», умер в 94 года

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 2.3K

Питер Хиггс, предсказавший существование новой частицы, названной в его честь (а также в честь Бога), умер в понедельник у себя дома в Эдинбурге, Шотландия. Ему было 94 года. Он положил начало полувековому поиску этой частицы по всему миру, на которые были потрачены миллиарды долларов, завершившемуся шампанским в 2012 году и Нобелевской премией годом позже.

Причиной смерти стало заболевание крови, сообщил Алан Уокер, его близкий друг и коллега-физик из Эдинбургского университета, где доктор Хиггс был почётным профессором.

Доктор Хиггс был 35-летним доцентом университета в 1964 году, когда он предположил существование новой частицы, которая могла бы объяснить, как другие частицы приобретают массу. Бозон Хиггса, также известный как "частица Бога", стал краеугольным камнем набора теорий, известных как Стандартная модель, в которой собраны все знания человека об элементарных частицах и силах, с помощью которых они формируют природу и Вселенную.

Читать далее
Всего голосов 10: ↑9 и ↓1 +8
Комментарии 3

Материалы будущего: текучие метазерна

Время на прочтение 10 мин
Количество просмотров 1.2K


Одной из важнейших задач современной науки является создание материалов, химические и/или физические свойства которых будут легко поддаваться настройке в зависимости от выбранных для них целей применения. Особый интерес вызывают гранулированные материалы, такие как песок. В зависимости от различных факторов гранулированные материалы обладают множеством интересных свойств. Ученые из Амстердамского университета (Нидерланды) разработали новый тип гранулированных материалов, свойства текучести и сжимаемости которых легко поддаются настройке. Из чего сделаны эти гранулы, какими именно свойствами они обладают, и где могут быть применены на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Читать дальше →
Всего голосов 9: ↑13 и ↓-4 +17
Комментарии 1

Экзокосмонавтика и точки Лагранжа или держитесь подальше от суперземель

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 14K

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.     

Читать далее
Всего голосов 90: ↑101 и ↓-11 +112
Комментарии 97

Существует ли частотная область в реальности?

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 9.7K

Частотная область — волшебное математическое пространство, которое трансформирует комплексные сигналы в амплитуды и фазы синусоид. Она открывает нам возможность применять разнообразные методы обработки сигналов, казавшиеся почти недостижимыми при их анализе в наиболее очевидной форме, а именно — во временной области.

Однако насколько материально частотное пространство? Дискретное преобразование Фурье (DFT) имеет ключевое значение в сферах связи и анализа сигналов, но не раскрывает ли оно более глубокие, скрытые аспекты реальности? Рассмотрим, к примеру, квадратные волны. Действительно ли они существуют, если преобразование Фурье разлагает их на ряд нечетных гармоник синусоид, которые, в свою очередь, эффективно предсказывают поведение электронных схем в реальном мире?

Сегодня я хочу немного уменьшить роль преобразования Фурье, сняв его с постамента. Несомненно, синусоидальные волны являются повсеместными в природе и служат мощным аналитическим инструментом для множества задач. Однако возможно создание иных частотных областей с хорошими свойствами, которые подчиняются другим принципам. К таким областям можно отнести ту, где реальностью являются исключительно квадратные волны, а все остальное представляет собой лишь гармонические составляющие.

Читать далее
Всего голосов 23: ↑25 и ↓-2 +27
Комментарии 30

Начата разработка нового настольного эксперимента по поиску тёмной материи

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 5.8K

Что такое тёмная материя? Мы не знаем. На данном этапе игры учёные заняты тем, что пытаются обнаружить её и составить карту её присутствия и распределения во Вселенной. Обычно для этого используются высокотехнологичные и сложные телескопы. Но новый подход предполагает использование настолько маленького устройства, что его можно разместить на кухонном столе.

Сотрудничество Чикагского университета и Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми привело к созданию настольного устройства под названием Broadband Reflector Experiment for Axion Detection или BREAD. BREAD создан для обнаружения тёмной материи, и его первые результаты уже представлены в новой статье.

Читать далее
Всего голосов 17: ↑15 и ↓2 +13
Комментарии 64

Компас и глюкоза: анализ крови с помощью смартфона

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 1.4K


Одной из отличительных черт современного мира являются мобильные или носимые устройства. Смартфоны, в отличие от своих предшественников, выполняют множество функций помимо голосовой или текстовой связи. Использование смартфонов и носимой электроники в диагностических целях также стало более распространенным благодаря технологическому прогрессу, а также благодаря труду ученых и инженеров. Многие диагностические приложения основаны на оптике и, как следствие, используют камеру телефона в качестве сенсорного интерфейса. Куда меньше внимания уделяется компасу телефона (магнитомеру), хотя потенциал этого устройства в диагностике велик. Ученые из Национального института стандартов и технологий (США) разработали методику диагностики уровня глюкозы, которая задействует магнитомер смартфона. Как именно был использован магнитомер, и насколько точна такая диагностика? Ответы на эти вопросы мы узнаем в докладе ученых.
Читать дальше →
Всего голосов 22: ↑21 и ↓1 +20
Комментарии 0

3D игра на ленте Мёбиуса, основы механики

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 2.1K

Любопытная и в то же время незамысловатая пространственная загогулина, лента Мёбиуса, кажется, могла бы быть интересной формой для «террейна» в компьютерной игре. Так за чем же дело встало?

Идем гулять по ленте Мёбиуса!
Всего голосов 11: ↑11 и ↓0 +11
Комментарии 9

8 вопросов про CAE: точность, скорость, железо и импортозамещение

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 1.9K

Последние лет десять я так или иначе участвую в процессе продажи программного обеспечения для инженерных расчётов. Общаюсь с менеджерами по продажам и непосредственно с клиентами, и у меня накопился список вопросов, которые задают чаще всего и на которые зачастую не так легко ответить. А ещё, поскольку направление инженерных расчётов в АСКОН довольно молодое, в этот список я включил вопросы, касающиеся особенностей программного обеспечения, которое мы считаем в АСКОН частью комплексного PLM-решения консорциума «Развитие». Итак, поехали!

Читать далее
Всего голосов 5: ↑5 и ↓0 +5
Комментарии 9

Ближайшие события

PG Bootcamp 2024
Дата 16 апреля
Время 09:30 – 21:00
Место
Минск Онлайн
EvaConf 2024
Дата 16 апреля
Время 11:00 – 16:00
Место
Москва Онлайн
Weekend Offer в AliExpress
Дата 20 – 21 апреля
Время 10:00 – 20:00
Место
Онлайн

Как работает радио?

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 15K

Радиокоммуникации играют ключевую роль в современной электронике, но их теорию сложно понять начинающему любителю. Да, у нас есть общее представление: мы знаем о частотах и, вероятно, можем объяснить разницу между амплитудной и частотной модуляциями. Однако большинству из нас сложно сформулировать, как создать качественную антенну или как приёмник может настраиваться на конкретную частоту, игнорируя все остальные.

В этой статье я постараюсь изложить введение в радио без использования жаргона радиолюбителей и сложной математики. Для этого я воспользуюсь концепциями, рассмотренными в четырёх предыдущих статьях моего блога:


Если вы подзабыли какие-то из этих тем, то рекомендую сначала освежить память.
Читать дальше →
Всего голосов 63: ↑63 и ↓0 +63
Комментарии 51

Случай является на помощь тому, кто неустанно ищет

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 4.2K

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».

Читать далее
Всего голосов 60: ↑52 и ↓8 +44
Комментарии 11

Крепко накрученная катушка — залог здорового намагничивателя

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 5.5K

В прошлый раз здорово пообсуждали тему намагничивания неодима вот тут. Но нерассказанной осталась история одной катушки. Не той, которую скрутило всмятку на первых этапах испытаний, а той, которая была задизайнена после такого эпичного фейла. В принципе, изделие должно было получиться простым: 20 витков эмальпровода, сложенного вчетверо, в два слоя, на каркасе диаметром 50мм и такой же примерно высоты. Но был нюанс — при прохождении тока 10кА (кило‑Ампер, значит), первое решение «по‑простому» быстро схлопывается из‑за возникающих в проводниках Амперовых сил. Так что надо было придумать что‑то покрепче и намотанное поплотнее, дабы не дать возможности проводникам перемещаться по катушке во время рабочего импульса.

Читать далее
Всего голосов 42: ↑42 и ↓0 +42
Комментарии 17

Стрела времени, демон Лошмидта и квантовая термодинамика. Почему время необратимо?

Уровень сложности Средний
Время на прочтение 36 мин
Количество просмотров 18K

Когда всё вокруг стремится к хаосу и жизнь с каждым днём становится только хуже, невольно возникает желание обратить время вспять. Но почему-то реальность всячески противится попыткам развернуть стрелу времени на 180°. Что же заставляет время идти только вперёд и не даёт повернуть его назад? Чем прошлое отличается от будущего? И почему мы помним прошлое, а не будущее? Почему разрушать, рассеивать и смешивать легко, а строить, концентрировать и сортировать – сложно? Как вывести асимметричные во времени законы термодинамики из симметричных во времени законов механики? Является ли второй закон термодинамики единственной причиной необратимости времени? Связана ли необратимость времени с расширением Вселенной? Поискам ответов на эти и другие связанные со временем вопросы посвящён весь мой блог, поэтому объяснений в двух словах не будет. В данной статье я лишь задам направление мысли и разберу самую проработанную на сегодняшний день теорию, позволяющую описать время на языке квантовой физики. Также мы выясним, насколько правдоподобен фильм «Довод» и можно ли инвертировать энтропию человека, чтобы он жил назад во времени.

Читать далее
Всего голосов 45: ↑41 и ↓4 +37
Комментарии 55

Как компьютер узнаёт точное время и чем здесь интересен 2038 год

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 14K

Ваш браузер узнаёт актуальное время от компьютера. А как узнаёт время компьютер? Через батарейку в материнской плате. А откуда берётся время там? А кто отвечает за то, чтобы время у всех было точное? В этом посте мы проследим, как отсчитывается время, на которое ориентируется современная техника, и рассмотрим, какие потенциальные проблемы сулит такой расклад.

Читать далее
Всего голосов 35: ↑28 и ↓7 +21
Комментарии 19

Территория Большого Взрыва. Как устроена Вселенная и что с ней не так?

Уровень сложности Простой
Время на прочтение 15 мин
Количество просмотров 43K

Привет, Хабр!

Рад поделиться с уважаемым сообществом своей любовью к популярной науке, в первую очередь, к космологии. Эта статья открывает небольшую серию, основанную на моём курсе лекций, который я читаю школьникам в летней школе Химера.
И который до сих пор был кипой листов А4, исписанных от руки буквально в лесу под деревом.

В ней предлагаю в общих чертах обсудить устройство Вселенной, её размеры, форму и состав, и сформулировать давно известную проблему, которая мне кажется самой интригующей в космологии, да и в физике она не на последнем месте.

Читать далее
Всего голосов 145: ↑141.5 и ↓3.5 +138
Комментарии 149

Отопление мегаполиса от ТЭЦ — успешная реализация коммунистической утопии «общества всеобщего равенства»

Время на прочтение 19 мин
Количество просмотров 14K

Отопление мегаполиса Москва от ТЭЦ. Массовая застройка «спальных районов» - как успешная реализация коммунистической утопии «общества всеобщего равенства».

 

В предыдущей статье были рассмотрены вопросы  генерации и распределения электричества в большой стране.

https://habr.com/ru/articles/800317/

Теперь же рассмотрим вопрос теплоснабжения мегаполиса Москва в увязке с электрогенерацией на ТЭЦ.

Россия – это единственная страна в мире, где присутствует стабильное отопление в жилье, причём централизованное на весь город.

Центральное отопление в мегаполисе- это весьма яркое и важное достижение социализма в СССР, обеспечившее высокий стандарт качества  жизни широким слоям населения.

В тоже время  в капиталистических страна тепло в домах зимой  является предметом неслыханной роскоши. Так в Великобритании центрального  отопления в домах вообще практически нет.

 

Как устроена городская система теплоснабжения в мегаполисе Москва.

В качестве основного источника тепла на отопление и нагрев ГВС в Москве используются городские ТЭЦ и в дополнение к ним отдельные районные или индивидуальные котельные.(см.рис.1)

 

Читать далее
Всего голосов 52: ↑43 и ↓9 +34
Комментарии 186