Три капли для оживления физики

( Декабрь 2019, idb )

Занятное и совершенно случайное, казалось бы, совпадение по времени двух не самых заметных событий в науке – как повод обратить внимание на Процесс. Важный процесс очень больших перемен, тихо и неприметно идущих в фундаментальной науке.

Два одновременных события, послуживших поводом для этого текста, хотя и имеют вполне отчетливую тематическую взаимосвязь, произошли в совершенно разных странах и абсолютно независимо друг от друга. Иначе говоря, их совпадение по времени тут чисто случайное – согласно всем общепринятым критериям для того, что вообще трактуется наукой как случайности.

С другой стороны, есть известная околонаучная теория Карла Густава Юнга – о так называемых синхрониях. Где синхрониями именуются события нашей жизни, внешне никак не связанные на уровне причинно-следственных связей, однако демонстрирующие не только отчетливую когерентность, то есть взаимную согласованность друг с другом, но и более того, способные вполне ощутимо структурировать общий ход событий на более крупном, глобальном – или иначе нелокальном – масштабе.

История, рассказываемая здесь, как раз и будет посвящена именно такого вот рода вещам. Тому, как «случайно синхронные» и очевидно независимо происходящие события науки глобально структурируют и взаимно согласовывают всякие локальные процессы, происходящие на существенно разных направлениях научных исследований.

Событие первое – конкурс научных фотографий, ежегодно устраиваемый британским Королевским обществом (или национальной Академией наук, в более привычной для всех терминологии). В декабре были подведены итоги конкурса-2019 и выбран, соответственно, победитель – та самая фотография трех капель, что помещена в заголовке статьи. О том, что она изображает в научном смысле, сопутствующий комментарий рассказывает так:

Читать «Три капли для оживления физики» далее

Большие пустоты египтологии

( Декабрь 2019, idb )

На междисциплинарном рубеже двух серьезных наук – физики частиц и археологии – сделано большое и надежно подтвержденное открытие. Особая же важность достижения в том, что оно может стать первой ступенью к подлинно научному пониманию истории Древнего Египта. И к отысканию внятных ответов на очень непростые вопросы, эту историю окружающие.

У большой истории этой имеется несколько существенно разных аспектов – один чисто научный, другой грязновато политический, а третий – и вообще туманно-мистический. Дабы привести все эти аспекты к самому привлекательному и чисто-прозрачному виду действительно качественной науки, очевидно требуется освободить египтологию как от грязных политических интриг и манипуляций, так и от невнятного мистического тумана.

Никакой статье сделать это не по силам, ясное дело. Но даже если просто как можно отчетливее обозначать большие Проблемы Египтологии, то уже будет хорошо. А если удастся разобраться еще и с путями, следуя по которым важная наука определенно должна стать определенно здоровее и честнее, перестав обманывать себя и других, то и вообще было бы замечательно.

Очень же важна и неожиданно актуальна наука египтология сегодня вот по какой причине. В поучительной истории Древнего Египта можно выявить те же самые силы и механизмы, что в свое время почти бесследно уничтожили наиболее передовую науку и технику древних греков. А в последние века нашей истории постоянно и эффективно тормозят развитие наиболее продвинутых из современных наук человечества. Вроде фундаментальной физики, к примеру. Но чтобы это увидеть, разбираться с проблемами египтологии надо обстоятельно и не торопясь…

Великая Пирамида и её Большая Пустота

В последних числах ноября 2019 года в СМИ прошло объявление от уже известного научного проекта, именуемого Scan Pyramids (www.scanpyramids.org) и занимающегося разнообразными продвинутыми «просвечиваниями» наиболее знаменитых сооружений Древнего Египта. Несколько лет назад этот коллектив уже объявлял о двух интересных открытиях внутри Великой пирамиды – относительно небольшой полости или коридора за блоками кладки около входа и намного большей полости в глубине пирамиды. Дабы суть и важность нынешнего объявления ученых стали понятнее, имеет смысл начать рассказ с их же резонансной статьи, опубликованной ровно два года назад, в декабре 2017 журналом Nature.

Работа эта, подготовленная большим – свыше 30 участников – коллективом исследователей из Японии и Франции, носила название «Открытие большой пустоты в пирамиде Хуфу посредством наблюдения за мюонами космического излучения». И поскольку для чистоты науки – как будет показано чуть далее – принципиально важно подчеркнуть, что именно там было открыто в 2017, полезно процитировать вводную части той работы практически дословно. Итак, начало цитаты:

Читать «Большие пустоты египтологии» далее

Первый универсальный ключ

( Ноябрь 2019, idb )

Почти все уже в курсе, что физика переживает ныне глубочайший кризис на уровне фундаментальных основ науки. Но почти никто не видит при этом, что ценнейшие ключи для выхода физики из кризиса может предложить наука биология. Причем эти же ключи, что интересно, уже через физику дают новые подходы и к гранд-загадкам биологии.

Смятение, замешательство и отчаянные поиски смысла

Если судить о состоянии фундаментальной физической науки по публикациям СМИ, то в головах у мудрейших светил-теоретиков наблюдается сейчас воистину удивительная каша и смятение. Чтобы это заметить, достаточно лишь чуть-чуть повнимательнее вникнуть в смысл того, о чем тут, собственно, оповещается почтенная публика, интересующаяся делами научного прогресса…

Вот, например, как выглядят три очевидно взаимосвязанных события за последнюю пару месяцев.

Читать «Первый универсальный ключ» далее

Как бы «новый закон природы»

(Ноябрь 2019, idb)

Почему в мире так отчетливо, тревожно и быстро нарастает имущественное неравенство? Пытливые исследователи самых точных из наших наук – физики и математики – как следует проанализировали эту проблему. И нашли неожиданный ответ у природы. Или так им показалось, формулируя аккуратнее…

Недавно опубликованный здесь же материал «Климат и догмы, диссиденты и ереси» охватывает вроде бы множество разных тем, однако на самом деле посвящен теме всего лишь одной. Только одной, но чрезвычайно важной для всей нашей жизни.

О том, что наука в нынешние времена очень сильно рискует превратиться в очередную официальную религию, обслуживающую кучку олигархов. Группу людей – а также и не совсем людей – бесконтрольно манипулирующих государствами и народами ради своих собственных выгод и интересов. Таких интересов, которые не имеют практически никакого отношения к счастью и благополучию всего остального человечества .

Бесконтрольность же тут происходит по той причине, что народ всяческими мерами отвлекают от самого главного процесса – гигантского сосредоточения богатства и власти в руках олигархической верхушки. Механизмы для отвлечения внимания изобретаются разнообразные – от абсолютно примитивной, но четко отлаженной индустрии развлечений и вплоть до нескончаемых сражений с очень изощренными, искусственно сконструированными угрозами. Вроде войны с терроризмом, войны с наркотиками или борьбы с глобальным потеплением.

Что же касается той самой мудрой части народа, которая занимается научным познанием мира и общества, то здесь картина с пониманием происходящего сложилась в высшей степени неоднозначная и противоречивая. С одной стороны, практически всем из ученых очень хотелось бы работать не на олигархов, а на благо человечества в целом, ясное дело. Но со стороны другой, однако, и ученые – такие же люди, как и все остальные. Кому хочется в жизни и успешной карьеры, и материального благополучия. Но именно это, к великому сожалению, с благом для всего человечества пока что у нас сочетается очень туго. Поэтому и приходится подстраиваться под реалии жизни…

Таковы законы природы?

В самом свежем, ноябрьском выпуске журнала Scientific American (или «Научный американец» по-русски), заслуженно имеющем репутацию одного из лучших на планете изданий о жизни современной науки, опубликована большая статья как раз именно об этом. О том, как физики и математики, то есть ученые из области наиболее строгих и точных исследований природы, не только ищут, но и успешно находят решения для одной из наиболее насущных проблем человечества – для проблемы быстро растущего имущественного неравенства.

В колонке редактора, традиционно открывающей публикации журнала, об этой новой работе ученых рассказано в прямом её сопоставлении с кавер-стори, главной темой номера от нобелевского лауреата Фрэнка Вильчека, знакомящего читателей с открытым им природным феноменом «кристаллов во времени»:

По случайному совпадению получилось так, что несколько научных концепций, фигурирующих в истории от Вильчека – фазовые переходы, нарушения симметрии и «исключительная» точность соответствий – также появляются далее и в более приземленном контексте. В статье математика Брюса Богосяна «Неизбежное казино», рассказывающей о происхождении экономического неравенства. Оказывается, пишет он, причины этого «были спрятаны прямо у нас перед глазами».

Аналитические модели, разработанные физиками и математиками для решения данной проблемы, демонстрируют такие особенности работы, которые характерны для физических систем природы. Откуда нам открывается, что в условиях экономики свободного рынка капитал естественным образом перетекает от бедных к богатым, приводя к формированию олигархии. Новые модели ученых, надо подчеркнуть, в точности соответствуют тому чрезвычайному сосредоточению богатств, которое мы наблюдаем сегодня в мире.

Если развернуть это краткое представление работы несколько подробнее, то суть статьи профессора Богосяна в следующем.

Экономическое неравенство, как многие наверняка наслышаны, быстро нарастает сейчас повсюду, причем наивысший уровень имущественного расслоения для развитого мира наиболее отчетливо отмечается в США. Но одновременно имущественное неравенство столь же тревожно и быстро растет и во множестве других, самых разных стран, вроде России, Индии, Бразилии и так далее. Если в 2010 году всего 388 богатейших из людей владели в совокупности таким же состоянием, как беднейшая половина всего населения планеты (а это 3 с половиной миллиарда человек), то сегодня, по оценкам Oxfam, половиной всеобщего состояния человечества владеют уже лишь 26 супербогачей. Причем статистика свидетельствует, что данный процесс стремительного перераспределения богатств и их концентрации в руках небольшой верхушки происходит почти во всех странах планеты.

Ученые, конечно же, хотят понять механизмы происходящего, для чего конструируют компьютерно-математические модели, наиболее адекватно воспроизводящие наблюдаемый феномен. И вот недавно исследователям из университета Tufts (где работает и Богосян) удалось разработать такую примечательно простую модель для механизма распределения всеобщего богатства, которая с небывалой точностью может воспроизводить наблюдаемый уровень неравенства в целом ряде стран. Поскольку разработкой моделей занимались физики и математики, вряд ли удивительно, что их модели экономики свободного рынка демонстрируют известные особенности макроскопических физических систем природы. Такие, в частности, особенности, как фазовые переходы, нарушения симметрии и дуальные соответствия.

Суть этого «большого экономического открытия» вполне можно объяснить и подоходчивее, используя простые слова и аналогии. Однако для того, чтобы эта простая суть воспринималась как можно более адекватно, полезно сначала рассказать о двух примечательных историях «большого научного успеха» – имеющих самое прямое отношение и к нынешней разработке.

Читать «Как бы «новый закон природы»» далее

На самом деле ЭТО устроено так… (финал: опыты и пояснения на пальцах)

(Октябрь 2019, idb )

Гипотеза «наш мир как компьютерная симуляция» тестируется множеством разных и – главное – общедоступных способов. Но самый большой сюрприз даже не в этом. Гораздо важнее, ЧТО мы узнаём из этих тестов про «главного программиста» вселенной.

[ Текст является непосредственным продолжением – и финалом – предыдущего материала  ]

Итак, главный и убойный – потому что вроде бы неоспоримый – аргумент «номер раз» от Сабины Хоссенфельдер:

Гипотеза о мире как компьютерной симуляции – это не наука, потому что внутри данной теории нет никаких экспериментов, способных её подтвердить.

Не будем здесь изворачиваться и уводить обсуждение в сторону, указывая на то, что следуя такой логике, аналогично, можно забраковать и отвергнуть тучу важных и несомненных достижений современной науки. Например, одно из главных свершений теоретической физики к началу XXI века – теория струн – уже широко славится тем, что не имеет никаких экспериментов в своё подтверждение.

В нашем случае подобные выверты с контр-аргументацией просто не требуются по одной простой причине. На самом деле для проверки гипотезы «мир как симулятор» у науки имеется целое множество разнообразных тестов и опытов – от совсем несложных до весьма продвинутых в техническом смысле. Но только люди, регулярно и успешно такими опытами занимающиеся, вовсе не считают, будто тестируют некую сомнительную для гранд-науки гипотезу.

Они просто знают, что занимаются совсем иным серьёзным делом – и потому называют это по-другому: коммуникации с другой стороной реальности. Гигантский опыт, накопленный людьми за тысячи лет подобных занятий, не оставляет у них никаких сомнений в существовании реального мира за пределами обычных возможностей нашего восприятия. Ну а серьезная официальная наука, соответственно, в упор эти занятия не видит, про опыт не слышит и слышать категорически не желает…

А потому огромная часть физической вселенной, давно ожидающая своего изучения, для науки до сих пор как бы «не существует».

Читать «На самом деле ЭТО устроено так… (финал: опыты и пояснения на пальцах)» далее

На самом деле ЭТО устроено так… (наш мир как голографический симулятор: итог)

(Октябрь 2019, idb )

Третья – она же финальная – часть аналитического обзора. В Части 1 , можно напомнить, собраны аргументы «Против» тестирования фундаментально важной научной гипотезы. В Части 2 , соответственно, аргументы «За». Ну а здесь пора рассказать о том, как реально устроен этот мир, отчасти и впрямь похожий на компьютерную игру-симулятор. Только в действительности картина выглядит куда более удивительно. И просто очень красиво.

Великая объясняющая сила изображений-иллюстраций заключается в том, что суть их содержания можно, в принципе, ухватить буквально с одного взгляда. Но чтобы важная суть была действительно ухвачена, для начала надо подготовиться и отчетливо представлять, а что, собственно, здесь изображено-то. То есть «знать контекст», иными словами…

Уникальная ценность помещенной в заголовок иллюстрации заключается в том, что изображен здесь отец теории информации Клод Шеннон, ясно и наглядно всем демонстрирующий, сколь хитроумно устроены все люди и сколь неразрывно сцеплены-переплетены на самом деле природа нашего сознания и физика окружающей нас реальности. Тонкая ирония ситуации, однако, заключается в том, что сам Шеннон о своём очередном фундаментальном открытии даже не догадывается, судя по всему. Ибо явно уверен, что эффектно решена им тут совершенно иная, сугубо прикладная компьютерная задача.

Как известно, одни и те же факты или картинки в различных контекстах нередко могут означать и прояснять в высшей степени разные вещи. И для того, чтобы поместить на редкость полезную, но весьма древнюю – почти 70-летней давности – иллюстрацию в тот контекст, который полностью соответствует целям предпринятого здесь обзора «про нашу реальность как симуляцию», рассказ имеет смысл начать с событий совсем свежих, происходящих в буквальном смысле прямо сейчас. А уже затем постепенно и органично вернуться от них к фундаментально важным, но по сию пору недооцененным открытиям Клода Шеннона.

Читать «На самом деле ЭТО устроено так… (наш мир как голографический симулятор: итог)» далее

«Наука может и должна это доказать…» (Наш мир как голографический симулятор: Часть 2)

(Сентябрь 2019, idb)

Если предыдущая Часть 1 обзора собрала в себе аргументы за то, чтобы человечество и думать не смело о проверке удивительной научной гипотезы, то теперь, в следующей части, пойдет речь о доводах и причинах, по которым заниматься тестированием и доказательствами здесь непременно надо.

«Вы – симуляция. И физика может это доказать.»

Вряд ли требуется объяснять, почему наиболее содержательные вещи о гипотезе «наш мир как симулятор реальности» могут нам поведать ученые двух специальностей – физики и компьютерщики. Одни профессионально занимаются всесторонним изучением свойств и устройства окружающего мира, начиная с фундаментальных основ. Ну а другие, соответственно, являются главными специалистами во всем, что касается компьютерного моделирования – как нашей реальности, так и любой другой.

Об ученых-компьютерщиках речь пойдет чуть далее, а среди знаменитых и авторитетных ученых-физиков, активно выступающих в поддержку гипотезы симуляции, одним из наиболее заметных является, несомненно, Джордж Смут. Астрофизик и космолог, лауреат Нобелевской премии по физике 2006 года и просто широчайшей эрудиции человек, питающий слабость к масс-медиа и саморекламе. Охотно выступающий не только с научно-популярными лекциями, но и участвующий «в роли самого себя» то в ТВ-сериале «Теория Большоого Взрыва», то в любимой у зрителей телевикторине «Умнее ли вы пятиклассника»…

Особо оттенить вот эту – популистскую, так сказать – сторону большого ученого необходимо по нескольким причинам. Во-первых, для науки это вовсе не всегда плохо (тот же Эйнштейн отличался подобной слабостью к эпатажным заявлениям и частому появлению в заголовках новостей, однако мало кто сделал столько же для подъема престижа науки в умах народных масс). А во-вторых, гипотезу о нашей реальности как симуляторе втайне разделяет, быть может, и гораздо больше ученых, но только далеко не все решаются говорить об этом открыто, заботясь о карьере и опасаясь насмешек со стороны коллег из мейнстрима «серьезной науки».

Астрофизик же Джордж Смут имеет в науке не только очень серьезный авторитет, подкрепленный множеством самых престижных наград, но и несколько весьма солидных постов-должностей в разных университетах Америки, Европы и Азии. Иначе говоря, ученый абсолютно не ощущает себя скованным условностями научного сообщества и высказывается публично обо всём, что считает правильным. В том числе, и о нашем мире как виртуальной реальности, созданной неведомо кем.

Пять лет тому назад, в 2014, Смут сделал, в частности, на данную тему целый доклад, предназначенный для широкой публики и озаглавленный следующим откровенно провокационным образом: «Вы симуляция, и физика может это доказать» (George Smoot, «You are a Simulation and Physics Can Prove It». Lectures at TEDxSalford Conference, 11 February 2014 ). Как видеозапись, так и полный текст этой лекции несложно найти в интернете, здесь же достаточно воспроизвести лишь суть доводов ученого.

Прежде всего, как и практически все остальные сторонники данной гипотезы, Смут настоятельно рекомендует начинать размышления на эту тему с таких позиций. Просто представьте себе простейшую компьютерную видеоигру типа пинг-понга и оцените темпы прогресса. Всего три десятка лет назад, в 1980-е годы эта игра выглядела на ТВ-экране для как два плоских подвижных прямоугольника, управляемых игроками и изображающих «ракетки», а между ними прыгал кружок «шарика». И сравните это с нынешними шлемами и манипуляторами виртуальной 3D-реальности – где игроки уже «почти реально» играют в настольный теннис, физически двигаясь вокруг виртуального стола, ощущая в руке виртуальную ракетку и даже тактильно чувствуя отдачу при ударе по виртуальному шарику…

Поскольку отрицать гигантский и быстрый прогресс человечества на данном направлении просто невозможно, далее Смут предлагает на этой основе поразмышлять вот о чем. Игрушки – это лишь тривиальный пример, серьезный же вопрос ставится о возможностях реалистичного моделирования мира в целом. И вот тут для дальнейшего развития цивилизации обнаруживаются три существенно разных возможности или выбора, причем один из этих путей с необходимостью должен быть истинным.

Три этих варианта можно представлять как своего рода двери – пронумерованные как номер 1, номер 2 и номер 3. Что же находится за этими дверями, если каждую из них приоткрыть и заглянуть?

Первая дверь такая. Человеческая цивилизация в обозримом будущем навряд ли сумеет достичь такого уровня технологической зрелости, который позволял бы порождать симулированные реальности. Или, формулируя то же самое чуть иначе, этот вариант невозможен просто по техническим причинам (здесь же сразу полезно припомнить, сколь впечатляющий прогресс уже совершен нами в этой области всего за 30 лет).

Вторая дверь, где технически это возможно, ведет вот куда. По всей-всей вселенной сравнимые с нами цивилизации, уже достигшие соответствующего уровня технологического развития, решают НЕ создавать компьютерные симуляции столь крупных масштабов, когда вероятность оказаться симулированным существом оказывается намного выше, чем вероятность быть существом реальным. Так что здесь, в данных условиях, именно таким же должен быть и наш выбор. Да, конечно, другие варианты выбора тоже возможны, но все они в высшей степени маловероятны, так что мы с уверенностью можем их все исключить.

И, наконец, вариант или дверь номер три. Во вселенной необозримое число продвинутых цивилизаций и очень-очень многие из них технически способны на крупномасштабное моделирование виртуальных реальностей. В этих условиях практически любое разумное существо – с таким же как у нас общим опытом – почти наверняка окажется живущим внутри симуляции. И это, среди всех прочих, будем и мы с вами. Просто из элементарных соображений теории вероятностей и статистики…

И вот теперь подумайте хорошенько, предлагает Смут, какой из этих трех вариантов наиболее вероятен?

Поскольку ответ для лектора вполне очевиден, далее естественно перейти к следующему вопросу. Насколько проработанными в деталях и насколько точными в механизмах движка будут такого рода симуляции реальности?

Из собственного большого опыта ученых в моделировании физики, наука уже хорошо знает, что ответы на данные вопросы упираются, прежде всего, в вычислительную мощь наших компьютеров. Для того, чтобы создать симулятор реальности действительно хорошего качества, необходимо иметь чрезвычайно мощную вычислительную систему и очень хорошее программное обеспечение, способное гладко и достоверно воспроизводить физику моделируемого мира.

Всё это ученым ясно и понимается очень хорошо. Но столь же ясно и то, сколь большой и впечатляющий прогресс имеется у компьютерной науки именно на данном направлении (достаточно просто взглянуть на уровень нынешних 3D-симуляторов и массово-распределенных ролевых игр с миллионами участников – не говоря о том, что мы еще увидим завтра)…

А что, интересно, может сказать нам наука относительно симуляций, устраиваемых другими цивилизациями? И здесь ученые знают ныне намного больше, нежели 30 лет тому назад. В частности, гигантский прогресс сделан нашей физикой в области наблюдений и исследований космоса. Мы обнаружили свыше 2 000 звезд, имеющих вокруг себя планетные системы. И теперь мы знаем, что лишь в одной нашей галактике существует по меньше мере порядка миллиарда или более того планет, пригодных для обитания. В целом же вселенная имеет примерно 100 миллиардов галактик, предоставляющих от 10^20 до 10^22 таких мест, которые пригодны для жизни – в зависимости от того, что вы считаете приемлемыми условиями для зарождения жизни, а затем и для появления развитой цивилизации.

И в таких вот условиях задумайтесь, предлагает Джордж Смут, каковы шансы того, что именно наша Земля – это наиболее продвинутая и развитая цивилизация, обладающая наибольшей вычислительной мощью во всей вселенной? Шансы на это, по скромному мнению лектора, примерно такие же, как и на то, что мы абсолютно исключительные и вообще впереди вселенной всей…

Но коль скоро вариант такой представляется Смуту в наивысшей степени маловероятным, то тогда и главный вопрос начинает звучать так. Так что же это могут быть за симуляции, которые запускаются сильно продвинутыми в своих возможностях существами? Причем вопрос этот следует формулировать даже еще интереснее: а станут ли симулируемые существа сами запускать, фактически, и свои собственные симуляции? И если уж мы симулированные персонажи, то не запущены ли и нами самими симуляции внутри наших симуляций, когда симуляции уходят все глубже и глубже?

Если анализировать, как устроены подобные вещи, то может оказаться, что даже те люди, которые играют с нашей симуляцией, не знают наверняка, а не являются ли и они сами чьей-то симуляцией еще. И это весьма интересный тут момент, потому что он порождает и этику, и массу других вещей. Ибо может существовать кто-то свыше, кто постоянно за вами наблюдает…

Читать ««Наука может и должна это доказать…» (Наш мир как голографический симулятор: Часть 2)» далее