Какие ассоциации у вас вызывает слово «граф»? Возможно, если ваш склад ума социально‑гуманитарный, то граф для вас — это средневековый титул. Если же вы склонны мыслить физико‑математически, то при слове «граф» вы сразу же представляете соответствующий математический объект. Забавно, но между средневековым титулом и графом, как математическим объектом нет ровно ничего общего. Однако математический граф — это именно то, что удивительным образом объединяет российского нейробиолога К.В. Анохина и британского физика‑математика С. Вольфрама, а точнее их концепции: у первого — о мозге и разуме, у второго — о Вселенной.

Я бы хотел, чтобы это была книга. Но пока это не книга. Просто статьёй тоже не назвать. Трактат? Слишком громко сказано, наверное. Я не знаю, что это. Просто начните читать предисловие.

Представьте себе место, где законы физики, которые мы считаем незыблемыми, начинают трещать по швам. Где пространство и время перестают быть привычными категориями, а реальность становится настолько странной, что даже самые смелые умы человечества теряются в догадках. Это место — чёрная дыра, а её сердце, сингулярность, остаётся одной из величайших загадок современной науки. Что скрывается за горизонтом событий, этой невидимой границей, переступив которую ничто не возвращается? Давайте отправимся в путешествие к краю известной физики, чтобы попытаться заглянуть туда, где сама Вселенная, кажется, прячет свои самые сокровенные тайны.

Мы живем в эпоху сдвига парадигм. Цифровая физика - это не какая-то отдельная научная дисциплина, а, скорее, такая вот новая парадигмы мышления, согласно которой в основе реальности лежит информация, нечто вроде нейронных сетей или чистая математика, а значит Вселенная вычислима в принципе и сама представляет собой некий процесс вычисления.

Именно так (как написано в заглавии данного текста) называлась изданная в 1960 г. статья выдающегося физика-теоретика, специалиста в области Квантовой механики и математической физики, Юджина Вигнера. Он размышлял над вопросом, недающим покоя человечеству уже, на самом деле, более 2000 лет. Математика не существует в физической реальности, но почему-то не просто с ней тесно взаимосвязана, а, фактически, определяет её, позволяя, порой, узнавать, что происходит на другом краю Вселенной, не привлекая внимания санитаров не выходя из комнаты.

Вот в этом замечательном подкасте широко известный в России математик и общественный деятель А.В. Савватеев сказал, что Теория категорий — это современная концепция, представляющая собой одну из вершин математики, которую вообще мало кто глубоко понимает на самом деле. Однако, как известно, запретный плод сладок, и раз в современном мире есть какая-то научная теория, которую мало кто понимает даже из профильных специалистов, то мне, как обывателю из-за этого факта стало еще интереснее ну хоть на каком-то уровне разобраться в сути этой загадочной теории.

Интернет, как и всё в нашем мире, эволюционирует. От статичных страниц Web1 до интерактивных платформ Web2, где сегодня доминируют гиганты вроде Google, Facebook и Amazon, мы движемся к новой эре — Web3. Но это будет не просто следующий этап развития, а скорее фундаментальная трансформация самих принципов работы Интернета. Что же отличает Web3 от Web2? Какие изменения принесет эта технология? И насколько это важно для каждого из нас? Давайте немного поразмышляем на основе имеющихся данных.

Друзья, всем привет! Нашел интереснейшую статью о поисках гравитона и тех научно-философских последствиях, которые повлечет за собой его обнаружение. Оригинал здесь. Постарался сделать качественный и понятный для русскоязычного читателя перевод без характерных для английского языка, но непривычных у нас оборотов. Надеюсь на продуктивную дискуссию в комментариях! Приятного чтения!

Возможно, обнаружить частицу гравитации окажется гораздо проще, чем считалось ранее. Теперь физики лишь спорят о том, что обнаружение гравитона будет означать для нас на самом деле.

Эксперимент, в результате которого будет обнаружен гравитон — гипотетическая частица, которая, как полагают, переносит силу гравитации — станет судьбоносным. Однако до сих пор считалось, что это невозможно. Согласно одной печально известной оценке, аппарат размером с Землю, вращающийся вокруг Солнца, может улавливать один гравитон каждые миллиард лет. Чтобы поймать один гравитон за десятилетие, согласно этому расчёту, нам пришлось бы припарковать машину размером с Юпитер рядом с нейтронной звездой. Короче говоря: этого не произойдет.

Однако вероятно это общепринятое мнение скоро кардинально изменится. Соединив современное понимание гравитационных волн (что по сути является рябью пространственно-временного континуума) с достижениями в области квантовых технологий, группа физиков разработала новый способ обнаружения гравитона — или, по крайней мере, квантового события, тесно связанного с гравитоном. Предлагаемый ими эксперимент все равно требует титанических усилий, но он, по-крайней мере, возможен в реальности.

Иногда я пишу собственные авторские статьи, иногда делаю переводы. Обычно я перевожу то, что мне показалось крайне необычным и интересным. И вот недавно мне снова повезло и я наткнулся на поразительную статью, которая мне показалась и крайне удивительной, и интересной, и даже, может быть, гениальной. Гениальность этой статьи в том, что в ней на примере трех довольно простых мысленных экспериментов показывается, почему современные физики больше не считают пространство и время фундаментальными, а скорее производными от реальности более глубокого уровня. Оригинал здесь. Приятного чтения!

Целое созвездие научных головоломок указывает на то, что континуум пространства-времени, в котором, как нам кажется, мы живём, не является фундаментальным, а представляет собой лишь приближение к чему-то более глубокому, и что концепция пространства-времени в конечном счёте будет заменена более базовыми элементами в следующей модели физиков, созданной для описания реальности.

Три мысленных эксперимента, показывающих нефундаментальность пространства-времени, кружат голову. Один показывает, что существует минимальный масштаб длины, ниже которого никакой эксперимент не может дать результат. Другой раскрывает, что ни одно физическое свойство — длина, масса, скорость или что‑либо иное — не может быть измерено с абсолютной точностью с близкого расстояния. История научила физиков не игнорировать такие слепые пятна, потому что ситуации, которые невозможно наблюдать, могут не быть фундаментальными.

«Мы не можем полагаться на что‑то, чего фактически нет и чему нельзя операционно придать значение», — сказал Нима Аркани‑Хамед, физик из Института перспективных исследований.

На просторах англоязычного Интернета нашел еще одну вдохновляющую (лично меня по-крайней мере) статью. Машинный перевод, как всегда, оставляет желать лучшего, так что, как всегда, делюсь со всеми интересующимися своим авторским переводом. Оригинал здесь. Приятного чтения!

В конце XIX века Карл Вейерштрасс изобрел фрактальноподобную функцию, которая была осуждена математическим научным сообществом как "безобразное зло". Со временем она преобразила основы математики.

О десятой проблеме Давида Гильберта и границах познаваемости истины в математике. Современные исследования.

Это будет очень большая статья, в рамках которой я бы хотел обсудить одну проблему, которая подавляющему большинству людей кажется абсолютно незначительной и уже давно решенной, однако на самом деле это проблема не решена и она не просто не незначительна, но имеет огромное фундаментальное значение в контексте развития современного естествознания. Речь идет об апориях Зенона. Если ранее вы о них ничего не слышали или слышали только мельком, то приготовьтесь, сейчас вам откроется целый удивительный мир, в котором сходятся в одно целое математика, философия и естествознание. Если об апориях вы хорошо осведомлены и считаете, что я решил вновь попереливать из пустого в порожнее давно решенные в математическом анализе древние загадки, то будьте готовы расстаться с прежними шаблонами и взглянуть на мир совершенно под другим, весьма неожиданным углом. Статья будет сложной, но я хочу, чтобы она оказалась понятной и новичкам и людям опытным в разных науках, поэтому она будет объемной, так как придется многие моменты подробно разъяснять. Моя цель - показать, что мир совсем не такой, каким кажется. Показать, что древние логические парадоксы - это нечто гораздо большее, чем просто веселые задачки для ума. Показать, что философия - это не просто словоблудие, а истинный способ заглянуть за ширму мироздания, но только при условии, что философ готов опираться на математику и физику, а физики и математики готовы мыслить по-настоящему философски (как эти делали, кстати, абсолютно все величайшие ученые в истории человечества).

Сегодня, живя в 21 веке, в постиндустриальном обществе мы привыкли довольно жестко противопоставлять науку и научное мировоззрение всем остальным способам познания мира и описания реальности. Однако, как указывал еще философ 20 века Пол Фейерабенд, в реальности на больших отрезках истории всё выглядело совсем иначе: наука, религия, умозрительные размышления и даже эзотерические фантазии порой шли рука об руку, помогая, идейно обогащая и стимулируя друг друга.

В 2022 г. Нобелевскую премию по физике получила команда трех ученых: Алан Аспе, Джон Клаузер и Антон Цайлингер за исследования в области квантовой запутанности, давших толчок развитию квантовой информатики. Тема эта очень интересна сама по себе и особенно интересна та мысль, которую А. Цайлингер продвигает в своих квантовых исследованиях.

Если вкратце, то Цайлингер и Ко показали, что квантовый мир принципиально невозможно описать классическими методами. Он другой. Принципиально. Это не просто наша уменьшенная реальность. Это, в некотором смысле, другая реальность, требующая и другой парадигмы мышления.

Как бы страшно это не звучало для некоторых, но по сути, Квантовая физика (КФ) - это, как говорил А.М. Семихатов, физика индетерминизма и вероятностей.

КФ носит вероятностный характер не потому что мы чисто технически не можем рассчитать всë, что нам нужно достаточно точно, а потому что квантовый объект находится в состоянии суперпозиции, и мы не можем в точности знать все его параметры не потому что у нас оборудование несовершенное, а потому что самих этих параметров как бы нет до измерения, их нет до тех пор, пока в ходе измерения не произойдет коллапс суперпозиции.

Квантовая запутанность - это феномен, с которого, во многом и начался почти 100 лет назад спор ученых, пытающихся еще удержаться в классической парадигме и ученых-"квантистов", ученых, скажем так, "нового поколения" (не по возрасту, а именно по парадигме мышления).

Ученые нового поколения заявили: нельзя измерить импульс и координату частицы одновременно. И дело тут не в измерительных приборах, а в самой реальности.

Сегодня всё больше и всё чаще различные ученые заявляют о том, что пространство и время не являются фундаментальными физическими явлениями и в действительности не существуют.

Об этом, например, говорит физик Нима Аркани-Хамед, профессор Дональд Хоффман. Физики Дон Пейдж и Уильям Вуттерс еще в 1983 г. в этой статье предположили, что время является лишь возникающим явлением для внутреннего наблюдателя Вселенной, но не существует для внешнего наблюдателя. В 2013 г. эта концепция была подтверждена. Для квантовой физики, квантовых вычислений время и пространство вообще не нужны. Согласно уравнению Уилера-Девитта, времени и вовсе не существует.

Иными словами, наше обыденное восприятие пространства и времени крайне далеко от того, что происходит на уровне фундаментальной реальности. Не исключено, что пространства и времени действительно попросту не существует. И это положение может оказаться крайне важным для современной физики.

Дело в том, что ученые уже давно ищут «Теорию всего», то есть такую теорию, которая могла бы объединить Квантовую физику и Теорию относительности в рамках единой научной концепции. Почему эти две теории так сложно и так важно объединить?

Квантовая физика отлично работает на микроуровне нашего мироздания, а Теория относительности – на макроуровне. Но друг с другом они не сочетаются, они словно не могут сосуществовать в одном мире, но они сосуществуют и работают. Почему же они так непримиримы?

Квантовая физика и Теория относительности расходятся в объяснении гравитации. Квантовая механика подразумевает дискретность гравитации, а Теория относительности требует континуальности, то есть подразумевает, что пространство, время и действующая в этом едином континууме гравитация - непрерывны, неделимы на дискретные частицы. То есть по сути Квантовая механика и Теория относительности - это два разных взгляда на мироздание: в одной концепции мироздание дискретно (отсюда и понятие кванта – неделимой порции энергии), в другой - непрерывно, континуально. Так каким же является наше мироздание, пространство и время: дискретными, состоящими из неделимых элементов или континуальными, то есть сплошными? Обе версии исключают друг друга, но при этом сосуществуют в реальности, и это парадокс. Получается, что пространство и делимо и неделимо одновременно, как и время, что, согласитесь, крайне странно.

Современный физик, специалист в области теории струн Нима Аркани-Хамед дошел в своих исследованиях до такой глубины описания реальности, где пространство и время превращаются из фундаментальных начал в нечто производное и второстепенное. Он говорил:

Один из самых выдающихся физиков 20 века, отец‑основатель Квантовой механики Вернер Гейзенберг писал не только труды по физике, но и удивительные по своей глубине и проницательности книги по философии, доступные каждому, ведь там нет никаких формул и сложных естественнонаучных понятий.

Вообще, сегодня стало очень модно противопоставлять философию и науку (речь, прежде всего, о естественных науках). Причем таким противопоставлением занимаются оба «лагеря».

Есть философы, весьма грамотные и глубокомыслящие, но в той или иной степени отрицающие способность науки познавать суть, отрицающие прогресс науки и прогресс вообще. Таким людям я обычно предлагаю полечить зубы без анестезии или добираться от дома до работы на лошади, ведь как развитие медицины, так и появление, например, метро — это проявления социального прогресса в целом, и научного в частности.

Но чаще можно встретить пренебрежительное отношение к философии со стороны ученых (физиков, биологов, а иногда даже и историков). И это действительно весьма частое явление: мол философия — это просто болтовня; есть конкретные науки — и вот они‑то и открывают истину. По мнению таких людей, философия, возможно, была нужной и интересной 2000–3000 лет назад, когда науки как таковой не было, но теперь философия в познании мира имеет не большее значение, чем собирание марок или любое другое хобби.

В 99% случаев пренебрежительное отношение к философии, даже если оно исходит от доктора наук — это маркер поверхностного человека с узким кругозором, который, как правило, очень хорошо разбирается даже не в своей науке в целом, а в своей одной маленькой конкретной специализации и не более. Пренебрежительное отношение к философии — это всегда неспособность видеть целое, это мышление частями, кусками. Поэтому из таких людей могут получаться неплохие ученые‑специалисты в узких областях, которые, прикрываясь своей ученой степенью, и отрицают какое‑либо познавательное значение философии.

Недавно в англоязычном научном журнале "Quanta Magazine" я прочитал статью, которая меня поразила до глубины души. Я был так восхищен и поражен этой статьей, что хотел ее перевести и поделиться со всеми, но потом подумал, зачем переводить, если сейчас каждый браузер это умеет? Прочитав браузерный перевод, я понял, что такой перевод всё равно очень кривой и в итоге всё-таки сделал свой перевод. Я сделал в некоторым смысле "вольный" перевод. Не в том смысле, что я что-то выкидывал или по-своему интерпретировал, нет. Я сохранил всё, что было в изначальной статье, плюс еще добавил некоторые пояснения, помогающие понять отдельные идеи статьи, немного поменял форматирование и некоторые обороты, чтобы статья была более удобочитаемой для русскоязычного человека. Поэтому мой перевод можно считать не столько вольным в обычном смысле этого слова, сколько расширенным (этим оправдан тег "Моё"). Итак далее следует мой расширенной перевод этой статьи.

Мы стоим на пороге нового направления в науке, в рамках которого физика и философия могут быть объединены в единую целостную картину мира, проверяемую экспериментально. Такие эксперименты на стыке физики и философии могут быть единственным путем для нас к достоверным знаниям о Вселенной.

Термин "метафизика" имеет несколько значений. Часто под метафизикой понимают раздел философии, который имеет дело с глубинными структурами мира: природой пространства, времени, причинности и существования, основами самой реальности. Метафизика (в отличие от обычной физики) считается эмпирически непроверяемой, поскольку метафизические предположения сами лежат в основе всех наших тестов, экспериментов и интерпретации результатов. Эти метафизические предположения изучаются непосредственно в рамках самой философии.

Весь наш материальный мир состоит из атомов. Атомы - это буквально база, основа всего того, что нас окружает. За последние 100 лет ученые очень много спорили о том, что же из себя представляют атомы, как они выглядят в действительности. Наверняка вы знаете о том, что было разработано несколько различных моделей атомов ("пудинг с изюмом", планетарная, квантовая и др.). Но раз уж атомы действительно существуют и из них состоит наш мир, то как они выглядят на самом деле за пределами любых схем и моделей? Можем ли мы их вообще увидеть и каким бы мы видели мир, если б смогли уменьшиться до размеров атома?

О том, что атомы вообще существуют мы знаем из различных экспериментов. Например, одним из достоверных экспериментальных подтверждений того, что атомы реально существуют, стал опыт Штерна (1911 г.). И всё-таки очень бы хотелось не просто знать о существовании атомов, как о голом факте, но хотя бы одним глазком заглянуть в атомный или может быть даже субатомный мир.