Рубрика: Природа реальности

(Сентябрь 2012)

Совсем еще молодое, но уже очень горячее направление исследований в физике – «топологические изоляторы» – открывает новые захватывающие перспективы для развития электронных технологий. Попутно раскрывается и кое-что неожиданное о тайнах устройства вселенной…

Представлены к награде

Летом каждого года, строго в один и тот же день 8 августа в мировом сообществе физиков происходит очередное вручение престижной «цеховой» премии – медали Дирака.

Эта награда была учреждена в середине 1980-х годов Международным институтом теоретической физики в г. Триесте, Италия, и присуждается ученым-лауреатам на основе двух основных принципов: (а) за выдающийся теоретический вклад в развитие физической науки; (б) медали Дирака удостаиваются лишь те, кто прежде не получал других знаменитых наград, таких как Нобелевская премия, медаль Филдса, премия Вольфа.

(К счастью для медалистов, весьма почетная премия Дирака никак не препятствует получению в дальнейшем вышеперечисленных наград.)

Три последние медали, врученные 8 августа 2012 (день 110-й годовщины со дня рождения одного из главных основоположников квантовой физики П.А.М. Дирака), особо примечательны вот по какой причине.

В науке очень нечасто случается так, чтобы сугубо теоретически открытый физиками новый материал был почти сразу же обнаружен экспериментально и, более того, быстро нашел множество чрезвычайно перспективных применений в технологиях электроники и других практических приложениях.

Все нынешние лауреаты – Д. Холдейн, Ч. Кейн и Ш. Чжан (Duncan Haldane, Charles Kane, Shoucheng Zhang) – независимо друг от друга работают в разных университетах США над развитием квантовой теории конденсированного состояния вещества. А медали Дирака они удостоены как исследователи, существенно продвинувшие наше понимание весьма необычного типа материала, для которого теперь уже общепринятым стало название «топологический изолятор».

Чтобы в общих чертах дать представление о необычности топологических изоляторов, достаточно перечислить их отличительные особенности.

Как можно понять уже из названия, материалы такого типа принято относить к изоляторам или, иначе, диэлектрикам либо полупроводникам, не пропускающим, вообще говоря, через себя электрический ток. Но за одним очень важным исключением – в своем тончайшем поверхностном слое этот материал проводит ток как металл (и даже лучше).

Для наглядности можно представлять себе топологический изолятор (ТИ) чем-то вроде куска дерева, покрытого сверху медью, только в данном случае речь идет не о двух веществах, а об образце одного и того же материала. Причем материала такого, в котором особое квантовое состояние электронов в поверхностном слое делает их не просто переносчиками тока, но «топологически защищенными» переносчиками.

В более доходчивых общечеловеческих словах это означает, что данные квантовые состояния электронов чрезвычайно стабильны – в отличие от обычных состояний частиц на поверхности, здесь они не могут быть разрушены загрязнениями, неоднородностями или другими несовершенствами материала.

Почему в характеристики состояния электронов привлекают раздел геометрии, именуемый топология, пояснить удобнее чуть позже.

Здесь же важно подчеркнуть, что топологические свойства этого материала могут устойчиво сохраняться вплоть до высоких температур. А это означает богатый потенциал ТИ для применения в самых разнообразных практических приложениях микроэлектроники и компьютерной техники – от очень быстрых, энергетически экономичных межсоединений, процессоров, памяти и вплоть до топологических квантовых компьютеров. Читать «Технологии будущего: топологические изоляторы» далее

(Декабрь 2012)

«Проникновенье наше по планете особенно заметно вдалеке»… Строки известной песни Высоцкого принято вспоминать по самым разным поводам. Нынешний повод – одновременно и возвышенно-космический, и страстно-эротический, и юмористически-бытовой. Как сама жизнь.

Мы и вселенная

В эпическом сериале Cosmos, чрезвычайно популярной в свое время научно-популярной ТВ-передаче Карла Сагана о космических исследованиях, многим запомнились такие вдохновенные слова: «Какая-то наша часть знает – это то, откуда мы пришли… Мы мечтаем о возвращении. И мы можем это сделать. Потому что космос также и внутри нас. Мы все сделаны из звездного материала. Мы – это способ для космоса познать себя»…

С подачи астронома Сагана цепляющий термин Star-stuff –  «Звездный материал» – впоследствии у кого только не мелькал. Как краткий и очень поэтичный способ напомнить человеку о его космическом происхождении.

Ныне же, однако, с подачи нашего соотечественника, физика и компьютерщика Дмитрия Крюкова, появилась новая идея примерно в том же ключе. Быть может, не столь поэтичная, но в каком-то смысле даже более сильная

То, чем стал человек в результате миллионов лет эволюции – это все же несколько больше, чем просто химические элементы, из которых сделаны все планеты, звезды и галактики. Появляются свидетельства, что структура нашего мозга, а также нетривиальные вещи, которые мы с помощью этого мозга создаем – структуры типа интернета, социальных сетей и так далее – по сути своей аналогичны той структуре, что лежит в основе самой вселенной…

Именно таковы, в частности, результаты исследования, недавно опубликованные научным журналом  Nature Scientific Reports в статье под названием «Сетевая космология» (Krioukov, D. et al. «Network Cosmology», Nature Scientific Reports, v.2, p.793, 2012,  http://arxiv.org/abs/1203.2109).

Подробности о сути этой любопытной работы, проделанной интернациональным коллективом из 6 ученых, будут изложены чуть далее, а здесь – рассказ об одном из главных ее соавторов.

Выпускник Санкт-Петербургского университета, физик-теоретик по базовому образованию и старший научный сотрудник Калифорнийского университета Сан-Диего по нынешнему роду занятий,  Дмитрий Крюков живет и работает в США уже почти 20 лет. Широкая известность в стране и мире, однако, пришла к нему лишь совсем недавно. Причем при обстоятельствах столь необычных, что они заслуживают отдельной истории. Читать «Наши люди в Калифорнии» далее

(Декабрь 2004)

Сопоставление «потустороннего мира», описанного в посланиях «оттуда» в 1912 году, и современного мира, порожденного новейшими инфотехнологиями. Начало см. тут:  часть 1; часть 2; часть 3; часть 4.

КУДА ИДЕМ?

[1912 год]… Мне  нужно  сделать  добавление  к  тому,  что  я  говорил,  когда  старался  объяснить вам, что все, встречающееся здесь, существует и на земле. С тех пор я узнал, что это не совсем верно.

Здесь есть различные слои. Я это узнал только недавно. Я и до сих пор думаю, что в слое, ближайшем от земли, все, или почти все существует и на земле в плотной материи.

Но если удалиться подальше от земли (как далеко, я не могу определить земной меркой), можно достигнуть сферы образцов или — если можно так выразиться — первообразов вещей, которые возникнут на земле.

Я видел формы вещей, которые, насколько я знаю, не существовали на вашей планете, например, будущие изобретения. Я видел новые формы летательных аппаратов.

Я видел модели городов и башен со странными, похожими на крылья, проекциями, употребление которых мне совершенно непонятно. Прогресс механических изобретений, очевидно, еще только начался…

«Письма живого усопшего»

___

[Ныне, по эту сторону…]

Коль скоро вся наша история про  посюсторонний  мир  начиналась с писателей-фантастов,  пытавшихся  угадать очертания  недалекого  будущего  (нашего «сегодня»),  то  и  финал  вполне  логично выстроить в том же ключе.

А именно, поинтересоваться, что же теперь сулит нам в  обозримом  грядущем  фантастическая литература,  имевшая  достаточно  времени  для  осмысления  процессов  стремительного развития инфотехнологий.

Не факт, что это очевидно для всех, но происходящая  ныне  инфотехнологическая  революция  повергла  современную научную  фантастику  в  состояние  сильнейшего кризиса (точнее, кризиса доверия).

Вряд  ли  тому  нужны  доказательства — достаточно просто зайти в соответствующий  отдел  какого-нибудь  крупного книжного  магазина.  Наиболее  значительную долю составляет здесь фэнтези: сражения с драконами; засилье всевозможных  эльфов,  орков  и  гоблинов;  или, наконец, наши современники, попавшие куда-нибудь в средневековье либо в параллельную  реальность  с  вампирами  и прочей нечистью…

Другой значительный слой —  альтернативная  история,  вроде того, как бы выглядел наш мир, выиграй Гитлер вторую мировую войну. Ну а третий мощный  пласт  погружает  читателя  в  какие-нибудь  тягучие  волшебно-космические  оперы  о  межгалактических  цивилизациях,  отстоящих  эдак  на  10–15  тысяч лет от нашей эпохи.

Ну а где же настоящая (иногда ее называют «твердая») научная фантастика, с передовой наукой и техникой, с проблематикой  реальной  жизни?  Что  произошло со способностями фантастов заглядывать  в  наше  недалекое  грядущее?

Один из известных западных фантастов, Чарльз  Стросс,  комментирует  нынешний кризис жанра следующим образом: «Мы вглядываемся в полный туман… И мы в буквальном  смысле  понятия  не  имеем, куда  направляемся,  а  знаем  лишь,  что движемся  туда  очень  быстро». Читать «ПОСЮСТОРОННИЙ МИР (ч.5)» далее

(Декабрь 2004)

Сопоставление «потустороннего мира», описанного в посланиях «оттуда» в 1912 году, и современного мира, порожденного новейшими инфотехнологиями. Начало см. тут:  часть 1; часть 2.

VR-ПСИХОТЕРАПИЯ

(1912 год)… Очень странно; а между тем я видел здесь людей, которые воображают себя в обстановке настоящего ортодоксального рая, они поют в белых одеяниях с венцами на голове и с арфами в руках. Не принадлежащие к ним называют эту область «небесной страной».

Я взял мальчика, которого, кстати сказать, зовут Ляйонель, вчерашний день с собой и отправился с ним в «небесную страну». [Увидев ее] он сказал: «Это, должно быть, то самое место, про которое мне рассказывала бабушка. Но где же бог?»

Этого я не мог сказать; но тут мы увидели, что все смотрят в одном направлении. Мы тоже стали смотреть вместе с другими и увидели большой свет, подобный солнцу, только свет был мягче и не так ослепителен, как у материального солнца.

Пока мы смотрели на этот свет, между ним и нами начала медленно образовываться фигура, какую мы на земле привыкли называть Христом. Он смотрел с нежностью на людей и протянул к ним свои руки. Затем его образ изменился, и в его правой руке оказался ягненок; а затем — он стоял как бы преображенный на горе…

Когда я впервые перешел сюда, я был так заинтересован всем виденным, что не расспрашивал, как следует относиться к видимому; но позднее я начал замечать разницу между предметами, которые на поверхностный взгляд кажутся из одной и той же субстанции.

Так, я начинаю видеть разницу между тем, что несомненно существовало на земле, как, например, форма мужчин, женщин и детей, и между другими вещами, которые, хотя и видимы и кажутся осязаемыми, но, тем не менее, должны быть, вероятнее всего, мыслеобразами. Эта мысль пришла ко мне, когда я смотрел на драмы, разыгрываемые в «небесной стране»…

[Поначалу,] Появляясь сюда с теми же верованиями, с какими они были на земле, и получив возможность лицезреть свои идеалы и реально переживать свои чаяния, люди различных верований становятся здесь еще нетерпимей, чем на земле. Каждый убежден, что именно он прав, а другой ошибается. Особенно часто это встречается у вновь пришедших сюда.

Через некоторое время они становятся гораздо терпимее, сосредотачиваясь внутри своей собственной жизни и наслаждаясь теми доказательствами и осуществлениями, которые каждая душа строит для себя.

«Письма живого усопшего»

___

(Ныне, по эту сторону…)

Компьютерные системы виртуальной реальности (VR) пока что не стали — подобно сотовым телефонам, плеерам или ПК — неотъемлемым атрибутом нашей повседневной жизни.

Тем не менее, область их применения неуклонно растет, и уже очевидно, что помимо игр и всевозможных систем обучения у VR большое будущее в психиатрии, психотерапии, а быть может и вообще в медицине в самом широком смысле.

Когда врачи имеют дело с людьми, страдающими психическими заболеваниями, нередко возникают ситуации, в которых врачу (особенно молодому и не очень опытному) трудно выявить причину галлюцинаций пациентов, от чего во многом зависит успех лечения.

Чтобы решить данную проблему, группа австралийских исследователей-разработчиков из Университета Квинсленда прибегла к возможностям компьютерной техники, с помощью которой создала специальный программно-аппаратный комплекс для конструирования психотических галлюцинаций в виртуальной реальности.

Симулятор галлюцинаций представляет собой виртуальную трехмерную среду наподобие игры Quake. Базовая программная библиотека образов составлена на основе интервью с пациентами, подробно описавшими свои наиболее частые галлюцинации.

Чтобы обеспечить максимально естественную обстановку в процессе лечения, виртуальная реальность воссоздает типичный кабинет врача-психиатра. В его интерьерах начинают формироваться аудиовизуальные галлюцинации — разверзшаяся бездна и частые случайные вспышки света, зеркальные отображения пациента, ангелы, превращающиеся в демонов и т. д., — так что через эти картины можно путешествовать либо с помощью мыши и клавиатуры, либо в автономном режиме, когда галлюцинации возникают сами при приближении к тем или иным объектам.

Уже подтверждено, что когда эту систему демонстрируют опрошенным пациентам, им удается с помощью VR воссоздать те же самые эмоции и ощущения, что и при настоящих галлюцинациях. А значит, появляется эффективный инструмент для проработки и овладения ситуацией. Читать «ПОСЮСТОРОННИЙ МИР (ч.3)» далее

(Декабрь 2004)

Сопоставление «потустороннего мира», описанного в посланиях «оттуда» в 1912 году, и современного мира, порожденного новейшими инфотехнологиями. Начало см. тут.

ИГРЫ НАВСЕГДА

(1912 год)… Я слышал однажды, как один известный мне человек назвал этот наш мир «миром игр», ибо, сказал он, «мы все здесь дети, и мы создаем ту среду, которая для нас желательна». Как дитя во время игры превращает стул в башню или в скачущего коня, точно так же можем и мы в этом мире осуществлять все, что создает наше воображение.

Но это вовсе не означает, что все вещи в  этом  мире —  одно  воображение;  вовсе нет.  Здешние  объекты  из  тонкой  материи так же реальны и сравнительно так же вещественны,  как  и  у  вас;  но  кроме  того, здесь есть еще возможность творить, и притом из материи еще более тонкой — из той, которая составляет субстанцию мыслей.

Но  вы  можете  подумать,  если  мое  настроение  отражается  в  вас,  что  я  впал  во второе детство? Так оно и есть — мое второе  детство  в  так  называемой  невидимой области.  («Письма живого усопшего»)

___

Уже давно не новость, что персональные  компьютеры,  Интернет и видеоигры очень серьезно  теснят  позиции  телевидения  как  основного  средства  развлечений современного человека. Однако то, насколько быстро и радикально меняется здесь ситуация в настоящее время — пока еще  осознано  далеко  не  всеми.

Например, опубликованный в первой половине 2004 года отчет известной исследовательской  компании  Nielsen  Media  Research, проанализировавшей  динамику  перемен в  данной  области,  был  воспринят  ТВ-индустрией США словно взрыв бомбы.

Социологические  опросы  Nielsen  продемонстрировали, что всего лишь за один год  просмотры  ТВ-программ  среди  молодых  мужчин-американцев  в  возрасте  от 18  до  34  лет —  а  это  один  из  наиболее важных  слоев  аудитории  для  рекламодателей — упали на 12 (!) %. Причем в самой молодой подгруппе мужчин — от 18 до 24 лет — этот показатель составляет 20%.

Понятно, что эти крайне неприятные для ТВ-компаний  цифры  вызвали  несогласие, сомнения  в  методике  исследований,  попытки нового пересчета данных и тому подобную суету. Однако все свидетельствует о том, что ни сами молодые мужчины, ни фирмы,  занимающиеся  социологическими  исследованиями, особо этим цифрам не удивились.

Скорее наоборот — они были восприняты  как  нечто  естественное,  если учесть, что по последним данным компании comScore Media  Metrix  около  75%  американских мужчин в возрасте 18–34 лет имеют сегодня регулярный доступ в Интернет. Для сравнения, та же цифра в возрастной группе от 35 до 44 лет составляет уже 57%.

Кроме  того,  молодые  мужчины —  это одновременно и активнейшие пользователи компьютерных игр, DVD-плееров, и любители обмена аудио- и видеофайлами, ну и, конечно же, наиболее активные посетители  порносайтов.

Короче  говоря,  хотя каждый  из  этих  факторов  по  отдельности не способен оказать существенного влияния на падение интереса к ТВ, их суммарное,  кумулятивное  воздействие  оказывается очень серьезным для оттока из лагеря постоянной телевизионной аудитории.

Причем,  указывают  аналитики,  проявившаяся тенденция свидетельствует даже  о  большем:  все  эти  «отсутствующие (у телеэкранов) мужчины» выросли, образно выражаясь, с компьютерным джойстиком в руках. Тем фанатам-геймерам, кому на заре домашних ПК  было по 12–17 лет,  сегодня  уже по 25–30,  причем  по  мере  их  взросления столь же заметно взрослеет и содержание компьютерных игр. Читать «ПОСЮСТОРОННИЙ МИР (ч.2)» далее

(Декабрь 2004)

Я  расскажу  вам  о  жизни,  которую  ведут здесь. И я расскажу вам о вещах, которые не были высказаны еще никогда.
«Письма живого усопшего», 1912 г.

АНТИНАУЧНО, НО ФАКТ

Писатели-фантасты  давно  и вполне  по  праву  заслужили честь именоваться пророками  и  визионерами  современной эпохи. Вряд ли кто станет оспаривать, что именно благодаря их книгам широкая публика познакомилась с технологическими чудесами — летательными аппаратами тяжелее  воздуха,  подводными путешествиями,  электромеханическими роботами, космическими полетами к другим планетам, лучевым оружием и т. д. — задолго до того, как подобные вещи стали появляться в реальной жизни.

Список всех изобретений и технологий, весьма  точно  предсказанных  в  научно-фантастической литературе, велик и впечатляющ. Но очевидно и то, что практически все мало-мальски известные писатели-фантасты XIX–XX веков по какой-то удивительной  причине  совершенно  не  смогли предсказать ту революцию в информационных технологиях, что происходит на наших глазах последние лет 30.

Конечно, в избытке  имелось  описаний  таких  вещей, как  беспроводная  дальняя  видеосвязь, мощные  супер-ЭВМ  или  гигантские  компьютерные центры-библиотеки с терминалами доступа по всей планете. Но это все, как  ни  крути,  вполне  логичное  развитие технологий, уже в ту пору освоенных человеком.

А вот подлинно новаторские идеи вроде постоянно доступной всем мобильной связи, путешествий и обитания в виртуальных мирах, да и вообще сама концепция Интернета (как глобальной сети из гигантского  количества  равнозначных,  грубо говоря, компьютеров) — все это стало осваиваться  и  развиваться  фантастами  по сути дела лишь после того, как проявилось в реальности, пускай и в крайне несовершенных поначалу формах.

Было бы нечестно и несправедливо говорить, что этого не предсказывал совсем никто. Еще в конце 1930 годов в печати мелькала идея о носимых персональных радиотелефонах —  вот только  у  человечества  в  ту пору были совсем другие заботы.

Концепция  огромной  компьютерной  сети,  объединяющей квартиры людей общим виртуальным пространством, в котором происходят  театрализованные  представления будущего — это основная идея сюжета записанной в 1970 году, но так и не реализованной  на  экране  и  сцене  рок-оперы Lifehouse от гитариста Пита Тауншенда и его группы  The  Who.  Небезынтересно  также, что  одна  из  песен  этой  оперы —  Going Mobile  («Становлюсь  мобильным») —  сегодня мощно растиражирована в рекламе сотовой телефонной связи…

Но эти и подобные  эпизоды  недавнего  прошлого — всего  лишь  малоизвестные  фрагменты, никак, строго говоря, не предвосхитившие грядущую ИТ-революцию.

Однако имеется все же в истории очень любопытная штука. Если  копнуть  литературное наследие чуть внимательнее, то множество  весьма  характерных  черт  как  современной,  так  и  вполне вероятной будущей  ИТ-жизни  все-таки можно отыскать!

Но не в фантастических книгах, а — забавная неожиданность — в литературе совсем иного рода: эзотерической  и  мистической, содержащей разнообразные послания из «потустороннего мира».

Причем  люди,  которые эти тексты записывали и издавали, в большинстве своем вовсе не считали, что занимаются  чем-то абсолютно  сверхъестественным, пытаясь наладить коммуникации с обитателями  невидимых  сфер тонкого мира.

Ведь это была эпоха великих научных открытий. Более того, знаменитые в ту пору ученые  и  отцы-основатели  современной радиосвязи —  американец  сербского происхождения  Никола  Тесла  и  англичанин Оливер Лодж — были уверены, что им вполне  удалось  такую  связь  установить.

Но,  как  известно,  дорога  научных  представлений  о  мироустройстве  пошла  тем временем  своим  путем. Серьезные физики  категорично  объявили,  что  никаких таких тонких  миров науке неизвестно и фактически устранились  от  экспериментов в этой области. Оставив заботу о контактах  с  потусторонними  силами на всяких «мракобесов-спиритистов» и чудаков из разного рода «обществ психологических исследований».

Для нас — в контексте избранной темы —  особый интерес здесь  представляют  любопытные и порой весьма подробные описания необычных особенностей потустороннего мира. Эта информация в избытке предоставлена исследователями, многие десятилетия «общавшимися»  с  обитателями  тонких миров через медиумов. Или, если угодно, полагавших, что они с кем-то там общаются.

Для  нашего  повествования,  грубо говоря, абсолютно неважно, верит читатель во все эти дела или не верит. А важно лишь то, что сто лет назад были написаны и изданы книги, в которых удивительно точно переданы  многие  характерные  черты современного инфотехнологического общества — но при этом в условиях полного отсутствия каких бы то ни было технологий. Читать «ПОСЮСТОРОННИЙ МИР» далее