То, что не удается описать теоретически, не удастся и обсчитать теоретически.
Разумеется. Расчёт -- это и есть применении теории к конкретной системе. В тех случаях, где теории действительно нет, ничего особенно не посчитаешь. Но такие системы как раз-таки и самые интересные, и, как правило, являются предметом исследований. И таковых, к сожалению, мало на фоне большинства материалов, которые довольно скучны, потому что почти все их свойства можно посчитать (используя только химсостав и структуру) с приемлимой точностью, используя готовые программы.
Мне реально интересно, с какими именно системами с относительно несложной структурой Вы сталкивались, которые нельзя численно промоделировать.
Чтобы догадаться, что замена атома свинца (длина связи Pb2+-O > 2.6 Aнгстрем) на атом меди (длина связи Cu2+-O ~ 2.1 Aнгстрем) приведёт к сжатию скристалла, не надо даже ничего моделировать. Но если этого недостаточно, то вот, человек уже подсуетился, сделал DFT расчёт и получил, в том числе, эффект сжатия: https://arxiv.org/abs/2307.16892
Да, точные числовые значения получить бывает довольно сложно (хотя иногда это связано с тем, что в эксперименте система далека от идеальной). Но если эффект/свойство есть, то качественно он воспроизводится почти всегда (хоть и требует иногда тяжёлых методов). Я именно про это говорил.
Мне кажется, в данном вопросе, нет смысла спорить абстрактно. Мы можем совершенно разные вещи иметь в виду. Приведите пример кристаллического и не слишком сложного по структуре материала и его свойство, которое нельзя промоделировать. Можно будет подискутировать на конкретном примере.
Примеры, если что есть, и один такой я могу привести: любой легированый купрат, свойство -- температура перехода в сверхпроводящее состояние. Это пока не удаётся теоретически описать из первых принципов (при этом феноменологических моделей разных -- полно). Но со сверхпроводимостью, действительно, есть проблемы, которые я уже упомянул.
Апатит свинца -- это исходный материал, который авторы данной работы модифицировали, легируя его медью. Без легирования он, вообще говоря, является изолятором, так что там не то, что сверхпроводимости, там даже обычной проводимости бы не увидели.
нельзя не то что "придумать" идеальный диамагнетик, а даже в общем виде симулировать свойства вещества, зная его состав и структуру
Это слишком смелое заявление. Когда кристаллическая структура и химсостав известны, можно числено промоделировать почти любое свойство. Исключениями являются всякие хитрые системы, где несколько разных эффектов конкурируют (такие системы являются предметом научных исследований), или просто очень сложные системы, например, кристалл с кучей дефектов или песпорядком в заселённости подрешёток (такие системы не очень интересны учёным, но бывают полезны на практике, поэтому их тоже обсчитывают, но приближённо).
Проблема с теоретическими предсказаниями, что сначала нужно "угадать" химический состав и стабильную кристаллическую структуру, которую вещество примет, а после этого ещё долго и нудно проверять, обладает ли материал нужными свойствами.
P. S. Хотя, я подозреваю, что Вы имели в виду не просто какие-то свойства, а сверхпроводимость (факт её наличия и температуру перехода). С этим да -- всё непросто именно из-за того, что она часто соперничает с (или сопровождается) другими эффектами. Трудно делать предсказательные расчёты.
Даже в древние времена математика была не только про числа. Потому что была геометрия.
А математику вообще можно определить, как символьное выражение логики, поэтому непонятно, как формальная (т.е., опять-таки, просто записанная в символах) логика может повредить самой себе.
Этим занимаются, но до сих пор никаких впечатляющих результатов видно не было (по крайней мере, в области твёрдых материалов). В особенности, проблематично пытаться предсказывать сложные свойства, такие как, например, свехрпроводимость, потому что для этого нужно полноценное и весьма ресурсоёмкое первопринципное моделирование.
В случае с лекарствами, насколько я понимаю, задача чуть проще, потому что меньше область поиска и потому что обычно всё сводится к структуре молекулы, которую проще предсказать, чем сложные свойства. И даже при всём при этом, AI там часто используется лишь для того, чтобы генерировать аналоги запатентованых веществ. Как правило, в этом случае область поиска очень узкая.
Если же говорить про материал из статьи, то подобные соединения предсказывать вдвойне сложно, потому что базовый материал тут самый обычный изолятор, открытый уже больше 20-ти лет назад. Но, если верить авторам, после легирования медью у него слегка искажается кристаллическая структура, из-за чего он становится проводником (и сверхпроводником ниже определённой температуры). Подобные искажения часто являются результатом тонких эффектов, которые требуют детального моделирования. Подобные "неожиданные" явления невозможно получить из интерполяции, которую производит какая-нибудь нейросетка или другой метод "чёрного ящика".
Мне кажется, что обыватели буквально понимают слово "редкоземельный", хотя это всего-лишь исторически сложившееся названия для лантаноидов и примкнувших к ним скандия и иттрия. Причём, ирония заключается в том, что большая часть из них нифига не редкая. Какого-нибудь любимого всеми меломанами неодима в земной коре больше, чем свинца. Серебро на порядок менее распространено, чем, например, самарий (которого лишь ненамного меньше свинца), но при этом не относится к "редким землям".
А в инфографике в статье ещё и титан умудрились в этот класс записать, хотя его у нас (землян), как у дурака махорки.
Пока не поулчили термояд, который отдает больше энергии чем получает, а уж какая там плазма - контролируемая или нет, никого не волнует.
Такой термояд с неконтролируемой плазмой получили ещё раньше. Водородная бомба называется. Отдаёт больше энергии, чем получает.
А если серьёзно, то вопросы генерации энергии -- это уже чисто технологическая задача. Главное, чтобы концептуально было понятно, что такое возможно, дальше -- только вопрос инвестиций.
Опять-таки, формально управляемый термояд был получен ещё на одном из первых токамаков. Чего пока не удалось достичь -- это полностью контролировать плазму неограниченное время. Но в физической возможности это когда-либо сделать уже никто не сомневается.
Реально "прорывных" открытий за последние 10 лет даже и не припомню
А они были. Тут когда-то про них @tenergy писал. Просто, он хорошие статьи делал, а не кликбэйт, поэтому мало кто уже и помнит.
В таких новостях самое ценное -- это ссылка на оригинальную статью, где можно узнать подробности. Если такой ссылки нет, то это не новость, а инфо-мусор.
За ВТСП уже начинает очередь из кандидатов на Нобелевскую премию выстраиваться. Группа Еремца из Max Planck'а , группа Диаса из Рочестера, теперь корейцы добавились.
Комнатнотемпературные сверхпроводники уже пару лет, как "открыты". Принадлежат классу гидридов. Проблема с ними в том, что они все требуют давления, при этом сама структура нестабильна при атмосфере (в отличие от, например, алмаза, который метастабилен). Но, вот, например, уже опубликованная статья этого года: (https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0). Там требуемое давление всего лишь 10 кбар.
С ВТСП уже давно было понятно, что они возможны. Теоретически, температура перехода ограничена только температурой плавления. Но теория содержит материалозависимые параметры (например, силу электрон-фононного взаимодействия), которые трудно просто так получить, потому что для этого, грубо говоря, нужно перебрать и промоделировать бесконечное количество материалов. Поэтому нельзя было чётко сказать, насколько высокой может быть реальная критическая температура. Гидриды показали, что температура запросто может быть выше комнатной, и это было важной вехой.
Теперь создание ВТСП при комнатной температуре перестаёт быть недостижимой мечтой, а превращается в гонку, кто первый сделает относительно доступный и практичный материал с высокой температурой перехода.
А с "холодным" термоядом всё и так ясно. Он даже теоретически находится за пределами возможностей (внизу дали ссылку на один возможный механизм).
P.S. Похоже, что хабровский markdown безнадёжно сломан в Firefox....
Вы здесь, наверное, правы, потому что другой препринт (см. коммент @koreec ниже) приводит название материала как зарегистрированную марку (R). Похоже, что патентуют. Хотя, такие свежеоткрытые материалы патентовать нет особого смысла.
Во всём этом чувствуется какая-то суетливая спешка...
Да, это уже похоже хотя бы на рукопись статьи. Но всё ещё в черновой стадии (даже комментарии на корейском не убраны). Хотя здесь уже видны гораздо более интересные измерения. В частности, приводится результат измерения удельного сопротивления как функция температуры (это первое, что нужно показывать, когда речь идёт о сверхпроводимости).
Плёнки -- не проблема. State of the art сейчас -- это ВТСП на основе купратов. Они тоже выращиваются в виде плёнок, которые наносятся на длинные многослойные ленты, а потом всё это хозяйство скручивается разными хитрыми способами в кабеля.
Проблема здесь только в том, что статья ужансно написана (в первую очередь по структуре, но и по языку и изложению), и в ней отсутствуют важные детали. Вместо этого, большая часть статьи -- это описание каких-то ненужных технических деталей (которые обычно, вообще, куда-нибудь в Supplementary отправляют) и подробное описание кристаллической структуры, которая, сама по себе, мало что может сказать без первопринципного моделирования (которое они не далали, но это уже не претензия). Ощущение, что работу делали то ли студенты, то ли инженеры, для которых это первая в жизни научная статья.
Для сравнения: [статья](https://arxiv.org/abs/1412.0460), документирующая предыдущий прорыв в сверхпроводимости -- переход при 190 К в H3S. И дело даже не в том, что она в Nature была опубликована (её там почти год рецензенты мурыжили), а в том, какого рода измерения (и сколько) там было сделано, чтобы охарактеризовать сверхпроводимость в новом материале. И это под давлением почти в 200 ГПа, что сильно усложняет работу!
Поэтому придётся ещё подождать, прежде, чем будет подтверждение. Базовый материал (апатит) -- относительно известный. Новое здесь то, что они легировали его медью так, что он стал проводником и, согласно статье, сверхпроводником. Может быть. Пока только видно, что у него очень большая теплопроводность, да ещё и с какими-то аномалиями. Разумеется, в статье это не разбирается.
Я бы сказал, "формулировать условия задач тоже надо уметь". Необходимое количество условий может, действительно, зависеть от контекста, но в школе упрощения часто чрезмерные, и чуть более продвинутый ученик может легко эти "дыры" в формулировках замечать. Это стоит поощрать, а не наказывать.
Это не логика наоборот, а просто логика. Отсутствие логики здесь продемонстрировал учитель, который задал неоднозначный вопрос, и ожидал получить однозначный ответ.
Что касается взрослой жизни, то она разная бывает, и в какой-нибудь среде математиков Вас просто затроллят с подобными задачами. И фиг с ним, с математиками, -- попробуйте задать такой вопрос профессиональному юристу...
Разумеется. Расчёт -- это и есть применении теории к конкретной системе. В тех случаях, где теории действительно нет, ничего особенно не посчитаешь. Но такие системы как раз-таки и самые интересные, и, как правило, являются предметом исследований. И таковых, к сожалению, мало на фоне большинства материалов, которые довольно скучны, потому что почти все их свойства можно посчитать (используя только химсостав и структуру) с приемлимой точностью, используя готовые программы.
Мне реально интересно, с какими именно системами с относительно несложной структурой Вы сталкивались, которые нельзя численно промоделировать.
Чтобы догадаться, что замена атома свинца (длина связи Pb2+-O > 2.6 Aнгстрем) на атом меди (длина связи Cu2+-O ~ 2.1 Aнгстрем) приведёт к сжатию скристалла, не надо даже ничего моделировать. Но если этого недостаточно, то вот, человек уже подсуетился, сделал DFT расчёт и получил, в том числе, эффект сжатия: https://arxiv.org/abs/2307.16892
Да, точные числовые значения получить бывает довольно сложно (хотя иногда это связано с тем, что в эксперименте система далека от идеальной). Но если эффект/свойство есть, то качественно он воспроизводится почти всегда (хоть и требует иногда тяжёлых методов). Я именно про это говорил.
Мне кажется, в данном вопросе, нет смысла спорить абстрактно. Мы можем совершенно разные вещи иметь в виду. Приведите пример кристаллического и не слишком сложного по структуре материала и его свойство, которое нельзя промоделировать. Можно будет подискутировать на конкретном примере.
Примеры, если что есть, и один такой я могу привести: любой легированый купрат, свойство -- температура перехода в сверхпроводящее состояние. Это пока не удаётся теоретически описать из первых принципов (при этом феноменологических моделей разных -- полно). Но со сверхпроводимостью, действительно, есть проблемы, которые я уже упомянул.
Апатит свинца -- это исходный материал, который авторы данной работы модифицировали, легируя его медью. Без легирования он, вообще говоря, является изолятором, так что там не то, что сверхпроводимости, там даже обычной проводимости бы не увидели.
Это слишком смелое заявление. Когда кристаллическая структура и химсостав известны, можно числено промоделировать почти любое свойство. Исключениями являются всякие хитрые системы, где несколько разных эффектов конкурируют (такие системы являются предметом научных исследований), или просто очень сложные системы, например, кристалл с кучей дефектов или песпорядком в заселённости подрешёток (такие системы не очень интересны учёным, но бывают полезны на практике, поэтому их тоже обсчитывают, но приближённо).
Проблема с теоретическими предсказаниями, что сначала нужно "угадать" химический состав и стабильную кристаллическую структуру, которую вещество примет, а после этого ещё долго и нудно проверять, обладает ли материал нужными свойствами.
P. S. Хотя, я подозреваю, что Вы имели в виду не просто какие-то свойства, а сверхпроводимость (факт её наличия и температуру перехода). С этим да -- всё непросто именно из-за того, что она часто соперничает с (или сопровождается) другими эффектами. Трудно делать предсказательные расчёты.
Даже в древние времена математика была не только про числа. Потому что была геометрия.
А математику вообще можно определить, как символьное выражение логики, поэтому непонятно, как формальная (т.е., опять-таки, просто записанная в символах) логика может повредить самой себе.
Этим занимаются, но до сих пор никаких впечатляющих результатов видно не было (по крайней мере, в области твёрдых материалов). В особенности, проблематично пытаться предсказывать сложные свойства, такие как, например, свехрпроводимость, потому что для этого нужно полноценное и весьма ресурсоёмкое первопринципное моделирование.
В случае с лекарствами, насколько я понимаю, задача чуть проще, потому что меньше область поиска и потому что обычно всё сводится к структуре молекулы, которую проще предсказать, чем сложные свойства. И даже при всём при этом, AI там часто используется лишь для того, чтобы генерировать аналоги запатентованых веществ. Как правило, в этом случае область поиска очень узкая.
Если же говорить про материал из статьи, то подобные соединения предсказывать вдвойне сложно, потому что базовый материал тут самый обычный изолятор, открытый уже больше 20-ти лет назад. Но, если верить авторам, после легирования медью у него слегка искажается кристаллическая структура, из-за чего он становится проводником (и сверхпроводником ниже определённой температуры). Подобные искажения часто являются результатом тонких эффектов, которые требуют детального моделирования. Подобные "неожиданные" явления невозможно получить из интерполяции, которую производит какая-нибудь нейросетка или другой метод "чёрного ящика".
Мне кажется, что обыватели буквально понимают слово "редкоземельный", хотя это всего-лишь исторически сложившееся названия для лантаноидов и примкнувших к ним скандия и иттрия. Причём, ирония заключается в том, что большая часть из них нифига не редкая. Какого-нибудь любимого всеми меломанами неодима в земной коре больше, чем свинца. Серебро на порядок менее распространено, чем, например, самарий (которого лишь ненамного меньше свинца), но при этом не относится к "редким землям".
А в инфографике в статье ещё и титан умудрились в этот класс записать, хотя его у нас (землян), как у дурака махорки.
del
Они уже новую статью с другим материалом (ещё более лучшим) выпустили. Чуть выше я давал ссылку (или лучше на арХиве поискать, ибо paywall).
Такой термояд с неконтролируемой плазмой получили ещё раньше. Водородная бомба называется. Отдаёт больше энергии, чем получает.
А если серьёзно, то вопросы генерации энергии -- это уже чисто технологическая задача. Главное, чтобы концептуально было понятно, что такое возможно, дальше -- только вопрос инвестиций.
Опять-таки, формально управляемый термояд был получен ещё на одном из первых токамаков. Чего пока не удалось достичь -- это полностью контролировать плазму неограниченное время. Но в физической возможности это когда-либо сделать уже никто не сомневается.
А они были. Тут когда-то про них @tenergy писал. Просто, он хорошие статьи делал, а не кликбэйт, поэтому мало кто уже и помнит.
В таких новостях самое ценное -- это ссылка на оригинальную статью, где можно узнать подробности. Если такой ссылки нет, то это не новость, а инфо-мусор.
За ВТСП уже начинает очередь из кандидатов на Нобелевскую премию выстраиваться. Группа Еремца из Max Planck'а , группа Диаса из Рочестера, теперь корейцы добавились.
Комнатнотемпературные сверхпроводники уже пару лет, как "открыты". Принадлежат классу гидридов. Проблема с ними в том, что они все требуют давления, при этом сама структура нестабильна при атмосфере (в отличие от, например, алмаза, который метастабилен). Но, вот, например, уже опубликованная статья этого года: (https://www.nature.com/articles/s41586-023-05742-0). Там требуемое давление всего лишь 10 кбар.
С ВТСП уже давно было понятно, что они возможны. Теоретически, температура перехода ограничена только температурой плавления. Но теория содержит материалозависимые параметры (например, силу электрон-фононного взаимодействия), которые трудно просто так получить, потому что для этого, грубо говоря, нужно перебрать и промоделировать бесконечное количество материалов. Поэтому нельзя было чётко сказать, насколько высокой может быть реальная критическая температура. Гидриды показали, что температура запросто может быть выше комнатной, и это было важной вехой.
Теперь создание ВТСП при комнатной температуре перестаёт быть недостижимой мечтой, а превращается в гонку, кто первый сделает относительно доступный и практичный материал с высокой температурой перехода.
А с "холодным" термоядом всё и так ясно. Он даже теоретически находится за пределами возможностей (внизу дали ссылку на один возможный механизм).
P.S. Похоже, что хабровский markdown безнадёжно сломан в Firefox....
Вы здесь, наверное, правы, потому что другой препринт (см. коммент @koreec ниже) приводит название материала как зарегистрированную марку (R). Похоже, что патентуют. Хотя, такие свежеоткрытые материалы патентовать нет особого смысла.
Во всём этом чувствуется какая-то суетливая спешка...
Да, это уже похоже хотя бы на рукопись статьи. Но всё ещё в черновой стадии (даже комментарии на корейском не убраны). Хотя здесь уже видны гораздо более интересные измерения. В частности, приводится результат измерения удельного сопротивления как функция температуры (это первое, что нужно показывать, когда речь идёт о сверхпроводимости).
Плёнки -- не проблема. State of the art сейчас -- это ВТСП на основе купратов. Они тоже выращиваются в виде плёнок, которые наносятся на длинные многослойные ленты, а потом всё это хозяйство скручивается разными хитрыми способами в кабеля.
Проблема здесь только в том, что статья ужансно написана (в первую очередь по структуре, но и по языку и изложению), и в ней отсутствуют важные детали. Вместо этого, большая часть статьи -- это описание каких-то ненужных технических деталей (которые обычно, вообще, куда-нибудь в Supplementary отправляют) и подробное описание кристаллической структуры, которая, сама по себе, мало что может сказать без первопринципного моделирования (которое они не далали, но это уже не претензия). Ощущение, что работу делали то ли студенты, то ли инженеры, для которых это первая в жизни научная статья.
Для сравнения: [статья](https://arxiv.org/abs/1412.0460), документирующая предыдущий прорыв в сверхпроводимости -- переход при 190 К в H3S. И дело даже не в том, что она в Nature была опубликована (её там почти год рецензенты мурыжили), а в том, какого рода измерения (и сколько) там было сделано, чтобы охарактеризовать сверхпроводимость в новом материале. И это под давлением почти в 200 ГПа, что сильно усложняет работу!
Поэтому придётся ещё подождать, прежде, чем будет подтверждение. Базовый материал (апатит) -- относительно известный. Новое здесь то, что они легировали его медью так, что он стал проводником и, согласно статье, сверхпроводником. Может быть. Пока только видно, что у него очень большая теплопроводность, да ещё и с какими-то аномалиями. Разумеется, в статье это не разбирается.
Я бы сказал, "формулировать условия задач тоже надо уметь". Необходимое количество условий может, действительно, зависеть от контекста, но в школе упрощения часто чрезмерные, и чуть более продвинутый ученик может легко эти "дыры" в формулировках замечать. Это стоит поощрать, а не наказывать.
Это не логика наоборот, а просто логика. Отсутствие логики здесь продемонстрировал учитель, который задал неоднозначный вопрос, и ожидал получить однозначный ответ.
Что касается взрослой жизни, то она разная бывает, и в какой-нибудь среде математиков Вас просто затроллят с подобными задачами. И фиг с ним, с математиками, -- попробуйте задать такой вопрос профессиональному юристу...