Архив-Шнархив

(Июнь 2010)

Программы-генераторы, случайным образом конструирующие реалистичного вида «научные» статьи из области философии или информатики, известны уже достаточно давно. Теперь пришел черед теоретической физики.

snarxiv

В нескольких популярных блогах ученых-физиков последние недели живо обсуждалась  новая и весьма занятная онлайновая забава научных работников под названием «Шнархив» или snarXiv.org.

Внешне этот сайт построен как полный и бесстыжий клон общеизвестной научной библиотеки arXiv, где исследователи со всего мира выкладывают препринты своих статей по физике и математике. Принципиальная же разница двух библиотек-близнецов заключается в том, что сайт snarXiv генерирует все свои статьи сам.

Посетителям достаточно лишь кликнуть кнопку «Обновить», и лично для них программа тут же выпекает — автоматически и случайным образом — совершенно новую статью по физике высоких энергий, нередко за подписями таких светил, как Виттен, Фейнман или Гейзенберг. Точнее, пока не полноценную работу, а карточку библиоучета типа «заголовок, автор и краткое резюме».

Удовольствие же заключается в том, что выдаваемые программой заголовки и резюме генерируемых статей выглядят на редкость реалистично — даже по мнению развлекающихся физиков, не говоря уже об их восприятии всеми остальными.

Ну а чтобы в итоге стало совсем уж смешно, здесь же на сайте посетителям предлагается сыграть в простенькую, на первый взгляд, игру под названием «arXiv против snArxiv«. Суть забавы — по заголовку очередной статьи определить, откуда она взята, из реального архива препринтов или же с выхода программы-генератора.

Несмотря на кажущуюся простоту, задача отделения «смысла» от «бреда» в условиях относительно короткой фразы заголовка оказывается делом нетривиальным даже для профессионалов. Тем более, что и в абсолютно настоящих научных работах заглавие порой умышленно формулируется авторами вызывающе парадоксально (типа «Новая старая теория инфляции»)…  По этой причине среднестатистический игрок-физик дает правильные ответы лишь где-то в 60-70% попыток.

Автором всей этой провокационной затеи является Дэвид Симмонс-Даффин (David Simmons-Duffin), аспирант-третьекурсник  Гарвардского университета, специализирующийся на  теоретической физике высоких энергий с особым интересом к областям пересечения струнной теории, дополнительных измерений и эффективных теорий поля. Устройство своего побочного детища и историю его появления на свет автор описывает примерно так. Читать «Архив-Шнархив» далее

Игры, в которые играет Пенроуз

(Февраль 2002)

Работа в форме забавы под названием: «А потом прихожу я и говорю вот что…»

Roger-Penrose

Года два тому назад, когда газета «Нью-Йорк Таймс» брала у знаменитого британского ученого Роджера Пенроуза интервью в его рабочем кабинете в Оксфорде, журналистка не могла не обратить внимание на игрушки, тут и там рассованные по комнате. «Зачем это вам здесь?» — последовал вопрос. В ответ на него Пенроуз рассмеялся и обронил: «Наука и забава — вещи неразделимые»…

Довольно сложно пройти мимо того факта, что смысл этого диалога практически точно был воспроизведен тогда же, в 2000 году, и опять же в оксфордских декорациях, но только совсем другими людьми — профессором Дэвидом Дойчем и бравшим у него интервью Леонидом Левковичем-Маслюком.

Дойч сообщил, что работает почти исключительно дома. И тут же уточнил,что «работаю» — это не очень удачное слово для его занятий. Он скорее просто «делает то, что хочется». Решает задачи, смотрит телевизор, программирует, снимает анимационные фильмы, играет в компьютерные игры. Все эти занятия для него, собственно говоря, являются одним и тем же…

Когда слышишь такие признания, невольно всплывает слово «Лила». В индуистской философии этим термином обозначают разворачивающийся процесс познания Абсолютом самого себя. «Лила» с санскрита переводится как «забава» или «игра».

Наверное, не случайность, что эту «божественную игру» постижения себя и природы столь естественным образом осваивают наиболее яркие мыслители человечества. Один из них, безусловно, и «рыцарь науки» сэр Роджер Пенроуз — математик и физик, автор книг и преподаватель. Ученый, отмечающий в этом (2002) году свой 70-летний юбилей и считающийся одним из наиболее видных среди ныне живущих последователей Альберта Эйнштейна.

В 1960-е годы Пенроузом в совместных со Стивеном Хокингом работах были заложены основы современной теории «черных дыр». На рубеже 60-70-х им начата огромная, продолжающаяся и поныне работа по созданию «теории твисторов», в конечном счете призванная свести в единую стройную систему гравитацию и квантовую механику.

Penrose_tiling2

В 1970-е ученый сделал удивительное открытие совсем в иной области, подарив миру «мозаику Пенроуза» (как стала она в итоге называться), позволяющую с помощью пары плиток весьма простой формы мостить бесконечную плоскость никогда не повторяющимся узором.

В 80-90-е годы Пенроуз всерьез взялся за проблемы человеческого сознания и искусственного интеллекта, написав две весьма необычные книги — «Новый разум императора» и «Тени разума», — без преувеличения всколыхнувшие не только научное сообщество, но и широкую публику.

Однако все это, в конечном счете, проявления одной и той же забавы ученого под общим названием «А тут прихожу я и говорю…» Читать «Игры, в которые играет Пенроуз» далее

Квантовый биокомпьютер

(Впервые опубликовано – июнь 2012)

Прогресс компьютерной индустрии, последние полвека обеспечиваемый постоянной миниатюризацией элементов микросхем, неотвратимо приближается к пределу возможностей кремниевых технологий. Иначе говоря, явно пора подыскивать альтернативные модели вычислителей.

QuantumBiology

На смену кремниевым чипам

По давно уже сложившейся традиции (и вследствие естественных технических причин), активность в области высокопроизводительных вычислений – или кратко суперкомпьютеров – всегда сфокусирована на самых передовых компьютерных технологиях человечества.

Промежуток времени, разделяющий те моменты, когда производительность наиболее мощных суперкомпьютеров планеты становится доступна вполне обычному настольному или мобильному электронному устройству, может быть длиннее или короче. Но общее правило остается неоспоримым: то, что вчера считалось пределом вычислительных возможностей, завтра становится общедоступной технологией.

Формулируя чуть иначе, тенденции, доминирующие ныне в узкоспециальной области суперкомпьютерных монстров, занимающих собой здоровенные помещения, на самом деле важны и интересны абсолютно для всех, кто уже не мыслит свою жизнь без компьютерной техники. И именно поэтому особого внимания заслуживают прогнозы экспертов относительно недалекого будущего суперкомпьютеров.

На проходивший в июне в Гамбурге, Германия, очередной Международной суперкомпьютерной конференции ISC ’12 (www.isc-events.com/isc12/) в качестве одного из основных докладчиков выступал американский ученый Томас Стерлинг. Среди специалистов он широко известен как «отец» популярной кластерной архитектуры Beowulf и как один из создателей самой быстрой на сегодня вычислительной техники петафлопсного масштаба (1 петафлопс = 1015 FLOPS, т. е. квадриллион или миллион миллиардов операций с плавающей запятой в секунду).

Доклад Стерлинга на конференции был посвящен общему обзору текущих достижений и тенденций в отрасли, однако для данной статьи особый интерес представляет авторитетное мнение специалиста относительно грядущих перспектив суперкомпьютинга. Непосредственно перед ISC ’12 в компьютерной прессе появилось обширное интервью Томаса Стерлинга, в котором он аргументированно обрисовал неблестящее, мягко говоря, будущее суперкомпьютеров на основе кремниевых чипов.

Суть прогноза сводится к тому, что технологии полупроводниковых микросхем, стабильно развивающие компьютерную индустрию вот уже около полувека, ныне быстро приближаются к своим физическим, идеологическим и конструктивным пределам.

Согласно выводам Стерлинга, порогом производительности для кремниевых чипов станет следующий, экзафлопсный рубеж (порядка квинтиллионов или 1018 операций в секунду). А для того, чтобы двигаться дальше, ученым и инженерам придется создавать нечто в корне иное: «Возможно, это будет что-то типа квантового компьютинга, метафорического компьютинга, или биологического компьютинга. Но что бы там ни было, это будет не то, чем мы занимались последние семь десятилетий»…

Все, кто интересуется новыми компьютерными технологиями, наверняка слышали или читали о некоторых из упомянутых Стерлингом направлениях исследований в области высокопроизводительных вычислений.

Больше всего говорят о «квантовых компьютерах», оперирующих регистрами кубитов на основе законов квантовой физики. Заметно меньше – о «классических» биологических вычислителях, построенных на основе манипуляций сложными биомолекулами вроде ДНК. Практически ничего не публикуется, правда, об интригующей технологии «метафорический компьютинг» на базе эффектов нелинейной оптики, но это тема совсем другого разговора (подробности см тут:  kiwiarxiv.wordpress.com/2013/04/28/201206/).

Здесь же будет рассказано про еще одно – любопытное и перспективное – направление научных исследований под названием «квантовая биология». Важная роль, которую, как выясняется, играют эффекты квантовой физики в жизни биологических систем, ныне расценивается как одно из наиболее неожиданных и волнующих открытий последних лет в области биологии.

Пока что это открытие плохо стыкуется с доминирующими в физике взглядами на мир, однако стабильно растущее число экспериментальных свидетельств и теоретических исследований понемногу укрепляют фундамент квантовой биологии. Новой области, сулящей не только лучшее понимание природы, но и, среди прочего, существенный прогресс в сферах компьютеров, связи и передачи энергии. Читать «Квантовый биокомпьютер» далее

Освоение реальности

(Впервые опубликовано – апрель 2001)

Голография как базовый принцип для нового научного взгляда на мир, человека и сознание

holouniv

Психолог Джек Корнфилд описывал следующим диалогом свое первое знакомство с Калу Ринпоче, покойным ныне учителем тибетского буддизма: «Не могли бы вы мне изложить в нескольких фразах самую суть буддийских учений?» — «Я бы мог это сделать, но вы не поверите мне, и, чтоб понять о чем я говорю, вам потребуется много лет.» — «Но вы все равно, объясните пожалуйста, так хочется знать»… Ответ Ринпоче был предельно краток: «Вас реально не существует».

Физики против философов

В апрельском номере журнала Physics World опубликована исследовательская статья американского философа науки Роберта Криси (Robert P Crease) с анализом воззрений ученых-физиков на окружающую их реальность. Философа интересовали сугубо практические суждения данной категории людей относительно того, что в этом мире «реально», а что нет.

В качестве базиса для исследования был избран опросный лист с достаточно нехитрыми, на первый взгляд, вопросами типа «полагаете ли вы реальными Землю, камни, галлюцинации, эмоции, цвета, длину волны, вязкость, кинетическую энергию, гравитационную постоянную G, электрон, атом по Бору, массу, действительные числа, мнимые числа»…

В общей сложности порядка трех десятков вопросов, на которые очень по-разному ответили свыше полутысячи самых разных физиков. Кто-то уподобил опрос блиц-турниру по шахматам и стремительно расставил галочки в подходящих клетках (да, нет, не уверен) без особых размышлений. Кто-то оказался приведен наивными, казалось бы, вопросами в сильнейшее замешательство.

Ну а кто-то просто пришел в ярость и вернул чистую анкету с сетованиями, что в философии никогда не умели задавать правильных вопросов. (Например, по результатам анкетирования равные доли опрошенных, по 43%, назвали «реальной» и «нереальной» коперникову модель солнечной системы. В таком же соотношении разделились мнения о «реальности» волновой функции квантовой системы. Галлюцинации, кстати, считают реальными 40%, эмоции — 49%.)

Вопросы и в самом деле были подобраны «провокационные», чтобы ответы на достаточно глубоком уровне отразили, каким образом профессиональные познания респондента о мире соотносятся с его представлениями о реальности. Читать «Освоение реальности» далее