Рубрика: Физика

Posted on

Квантовые каналы

(Декабрь 2000)

Квантовые каналы связи – средство для секретных донесений, или путь к пониманию Вселенной?

quantum-chan

Этот «сцепленный» мир

1990-е годы стали периодом чрезвычайно быстрого прогресса в области квантовых методов обработки информации и коммуникаций. Теоретически обоснованные и экспериментально подтвержденные идеи открывают для человечества совершенно новые перспективы, поскольку квантовая механика не только демонстрирует абсолютно новые способы работы с битами информации, но и на принципиально иной уровень перемещает понимание того квантового мира, в котором мы живем.

Ныне уже практически ни у кого не вызывает сомнений, что можно практически создавать (хотя бы «примитивные») квантовые компьютеры и особо стойкие криптографические системы, построенные на квантовых эффектах «суперпозиции» и «зацепления». То есть на основе тех фундаментальных свойств природы, которые в нашей привычной жизни пока что представляются чем-то противоестественным и даже просто невозможным.

Квантовое устройство окружающего нас мира — это нечто такое, что физика преподнесла человечеству с некоторым смущением, поскольку квантовые законы явно не соответствуют нашему повседневному опыту. Но квантовая физика не только радикально уводит нас от физики классической, но и предлагает, как стало ясно в последние десятилетия, множество новых возможностей для обработки и передачи информации.

Читать «Квантовые каналы» далее

Posted on

Sci-Myst: следствие продолжается

(Февраль 2016)

Сериал параллельного проекта «научно-мистический детектив в масштабе реального времени» пополнился за последние месяцы еще четырьмя очередными эпизодами.

fibrelephant

#

#8½: Как это делается. Манипуляции содержимым Википедии и рецепты обмана. Круги на полях — от умолчаний до неправды. О секретных принципах Паули и о загипнотизированных ученых.

#9: Доказательство от Слона. Мегаструктуры космоса как признаки многослойной реальности или как сигналы к пробуждению. Загадки инфовселенной и новая гранд-коллаборация физиков «It from Qubit» — «Это все из сцепленных кубитов». Теория струн, петлевая квантовая гравитация и большие слоны науки, «о которых не говорят».

#9-sync: Не просто синхронизация. Кристаллы времени в небесах и новая сторона темной энергии. Квантовая сцепленность сознаний – один мозг на два разума и голографическая вселенная Дэвида Бома. Мюнхенская битва за сердце и душу физики. Вихревые атомы Кельвина и сингулярности черных дыр. Пугающие карусели НЛО и красота как критерий истины.

#10: Нетривиальное расСЛОНение. Одновременное празднование трех больших и странных юбилеев физики. Уильям Клиффорд, Хайнц Хопф и их нетривиальное расслоение. Внятно о сути фибраций и о больших проблемах с научной терминологией. Чудеса Раньяды и связное двоеточие Александрова — как неожиданный «ключ ко всему»…

#

О предыдущих эпизодах сериала рассказывалось тут: ч-1 , ч-2 , ч-3 .

# # #

Posted on

Физика сказок и математика фантазий

(Апрель 2002)

shrek_swamp

Начиная с этого (2002) года в списки лауреатов «Оскара», самой престижной в области мировой кинематографии премии, добавлена еще одна категория —«Лучшему анимационному персонажу». Члены американской киноакадемии, избирающие номинантов и время от времени добавляющие новые категории, широко известны своим консерватизмом, однако и они не могли не откликнуться на веяния времени.

Хотя «Оскаров» за лучший анимационный фильм или спецэффекты вручают уже не первое десятилетие, компьютерная графика в последние годы заняла в киноиндустрии настолько выдающееся положение, а порождаемые с ее помощью новые миры и персонажи зачастую бывают столь колоритны и реалистичны, что явно пришла пора возвестить о вступлении кино в новую эпоху.

И самый убедительный, возможно, для этого способ — уравнять в правах на признание актеров живых и анимационных.

Производство полнометражных мультипликационных фильмов, полностью сгенерированных на компьютере, понемногу ставится уже вполне обычным делом. В 2001 году на киноэкраны вышло уже три крупнобюджетных картины такого рода — «Шрек» студии DreamWorks, «Последняя фантазия» компании Square Pictures и «Корпорация Мостры» от Pixar, студии компьютерной анимации Стива Джобса.

Поскольку персонажи двух из этих фильмов — «Шрек» и «Монстры» — фигурируют в числе трех оскаровских номинантов на лучшего анимационного актера, а наибольшее число номинаций во всех остальных категориях «Оскара» в этом году собрал фильм «Властелин колец», немыслимый без компьютерных спецэффектов, то и рассказ обо всем этом мире явно не имеет смысла искусственно делить на искусство «живое» и «анимационное».

Читать «Физика сказок и математика фантазий» далее

Posted on

Сюрпризы квантовой топологии

(Ноябрь 2015)

Топологический квантовый компьютер пока что никто сделать не сумел. Но суть идей в основе этой концепции необычайно красива, а практические успехи на пути её освоения уже несомненны. Так что в итоге наверняка все должно получиться.

0.Quantum-Topology

В принципе, данный материал вполне можно было бы озаглавить «Другая Физика». Потому что весь набор результатов, получаемых в процессе освоения области «топологические квантовые вычисления» – это, по сути дела, тихая-незаметная и одновременно великая научная революция.

Если приглядеться, то на данном направлении буквально каждый шаг – от истории зарождения и вплоть до новейших достижений –  хотя бы чуть-чуть (а порою существенно) изменяет и переворачивает устоявшиеся научные представления об устройстве окружающего мира. Но поскольку происходит это все не только очень постепенно, но и строго в рамках научного мейнстрима, никто как бы не замечает, что вся физика, фактически, переворачивается попутно «с головы на ноги».

Ну а чтобы столь важный процесс стал не только заметен, но и вполне понятен, рассказывать историю надо в общей исторической ретроспективе. Однако начать лучше все же с самых последних новостей – для общего представления о ситуации в столь интересной области и о масштабе происходящих перемен.

Читать «Сюрпризы квантовой топологии» далее

Posted on

Взаимодействие материи и света

(Апрель 2003)

Вынесенное в заголовок словосочетание — это практически дословный перевод названия одной из научных секций на ежегодной международной конференции SIGGRAPH, посвященной компьютерной графике и анимации. 

1_cune

Но одновременно — это и весьма плодотворная, в смысле практических приложений, область исследований ученых-физиков. Поэтому вполне естественным будет рассказать здесь сразу и о том, и о другом.

Открытия под куполом

В рамках секции The Interaction of Light and Matter одним из наиболее ярких докладов на недавней конференции SIGGRAPH стал отчет о работе ученых исследовательского центра Hewlett-Packard Laboratories под названием «Полиномиальное формирование текстур» или PTM (от Polynomial Texture Mapping  www.hpl.hp.com/research/ptm/).

Особый блеск этому исследованию придавало то, что компьютерщикам удалось очень быстро найти весьма важное практическое применение для своей сугубо специальной, на непосвященный взгляд, разработки. В первую очередь — применение в археологии и палеонтологии.

Вообще говоря, под texture maps или текстурными картами в компьютерной 3D-графике принято понимать двумерные изображения всевозможных поверхностей, используемые для создания объемного представления объекта. В лабораториях же Hewlett-Packard группа ученых под руководством Тома Мэлзбендера (Tom Malzbender) создала новый метод PTM, ощутимо улучшающий фотореалистичность генерируемых компьютером текстурных карт.

Если излагать суть метода в технических терминах, то программа PTM оперирует при описании текстуры специальным биквадратичным уравнением-полиномом, конкретные коэффициенты которого для каждого тексела (элемента текстуры) используются при воссоздании цветов поверхности в условиях различного освещения.

Если же говорить простым человеческим языком, то за основу текстуры берутся обычные фотографии реальной поверхности, снятой под разными углами падения света, а затем программа очень правдоподобно воссоздает ту же поверхность, но уже при любых условиях освещения.

В ходе работы над PTM ученые попутно открыли несколько функций-преобразований, изменяющих отражательную способность поверхности, что может самым радикальным образом сказываться на улучшении контрастности изображения. Отсюда и было сделано предположение, что новый метод формирования текстур может оказаться очень полезен археологам или историкам при изучении полустершихся надписей на древних каменных сооружениях и глиняных табличках.

Решив не размениваться по мелочам, компьютерщики вышли на Йельский университет, где хранится крупнейшее в США собрание клинописи цивилизаций Междуречья — так называемая Вавилонская коллекция Йеля. Возраст многих из глиняных табличек собрания превышает 4000 лет, которые, естественно, не прошли для надписей незаметно, так что при их восстановлении и расшифровке у историков очень часто возникают серьезные проблемы.

[Пояснения к снимкам в заголовке: Эффект функции улучшения отражения применительно к древней шумерской табличке. (A) Исходная фотография. (B) Реконструкция PTM. (C) Образ, вычисленный с добавлением отраженного света. (D) Яркие участки из (C) добавлены в (B).]

Читать «Взаимодействие материи и света» далее

Posted on

Новые серии Sci-Myst

Документально-детективный «Научно-Мистический сериал» в масштабе реального времени за последние месяцы пополнился еще четырьмя новыми эпизодами.

pw-cc-2015-08

Подробности об этом параллельном проекте-расследовании см. здесь  и тут .

Выложенные в Сеть очередные серии рассказывают о следующих вещах.

(Sci-Myst #6½) Птица по имени Richard Bach

История о том, как летчик и писатель Ричард Бах, автор знаменитой «Чайки Джонатан Ливингстон», встречался недавно с инопланетянами. И о том, какое «послание для человечества» они через Баха нам передали.

(Sci-Myst #7) Новые горизонты

Писатель Станислав Лем рассказывает о том, что самые знаменитые свои книги, начиная с «Солярис», он получал через тот же мистический канал, что и Ричард Бах… Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек выпускает книгу про «Прекрасный вопрос» об устройстве нашего мира — и даже почти находит для него «прекрасный ответ». Но в итоге — опять мимо… О том, сколь нетривиальные физико-математические взаимосвязи обнаруживаются между молекулой фуллерена, макроструктурой Вселенной и конструкцией пирамиды DM на Марсе… О том, наконец, что «горизонты науки все так же широки» — по авторитетному свидетельству Эдварда Виттена. И от кого нам ждать новых грандиозных открытий, расширяющих перспективы человечества.

(Sci-Myst #7½) Читать. Бояться? Удивляться…

О причинах появления весьма странной темы — «про угрозу вторжения инопланетных орд» — на страницах центральной газеты в США и серьезного журнала о физике в Великобритании.

(Sci-Myst #8) Язык птиц и кругов

Большая история о том, как «круги на полях» и два «секретных принципа Паули» сводят три большие тайны физики всего лишь к одной. Да и та теперь уже никакая не тайна… Если, конечно, удастся постичь, что тёмная материя, три поколения частиц и гипотеза о мультиверсе — все это, на самом деле, разные стороны одной и той же голографической структуры.

# # #

Для всех, кого интересуют подобные темы, можно дать и анонс относительно содержания ближайших будущих серий:

О том, как работают психологические механизмы для «установки блоков» в сознании ученых (рассказ от первого — очень известного — лица). О том, как тихо, но настойчиво изменяется прошлое нашей науки. О том, какова скрытая механика в появлении «кругов на полях» (опять же, рассказ от авторов). О непосредственных взаимосвязях между физикой квантовой голографии, с одной стороны, и устройством сознания материи, со стороны другой.

Короче, как обычно, следите за обновлениями.

 (Продолжение см. здесь)

Posted on

Парфюмер и дегустатор

(Март 2002)

Electronic_Nose

Пять наших органов чувств можно разделить на две весьма неравноценные группы. В одну входят зрение, слух и осязание, не только обеспечивающие человеку львиную долю всей информации об окружающем мире, но и достаточно глубоко постигнутые в своих физических механизмах.

К другой же группе принадлежат обоняние и вкус, иначе именуемые органами химических чувств, исследовать природу которых с надлежащей научной тщательностью не удавалось очень долго.

Своеобразным отражением этой ситуации является и персональный компьютер, наряду с органами осязания (клавиатура, мышь) уже давным-давно имеющий собственные “глаза” и “уши”, но так и не обретший пока что ни “носа”, ни “языка”. За последние годы, правда, столь заметный дисбаланс в чувствительности компьютеров начал выправляться.

Читать «Парфюмер и дегустатор» далее

Posted on

Хочешь сверху, хочешь сбоку

(Июнь 2002)

Совсем короткий инфо-материал о двух интересных технологиях 3D-дисплеев. Технологиях, надо подчеркнуть, разработанных весьма давно, но в силу некоторых причин так и не получивших распространения по сию пору.
Actuality-DNA
Группа ученых-исследователей из UCLA, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, открыла новое твердокристаллическое прозрачное вещество, молекулы которого под действием электромагнитного поля ведут себя по сути так же, как молекулы жидких кристаллов, используемые в плоскопанельных компьютерных дисплеях.

Это значит, что грамотно манипулируя полем вокруг синтезированного в UCLA кристалла можно в любой точке его объема изменять степень прозрачности и цвет вещества, причем с огромной скоростью вплоть до миллиардных долей секунды.

Иначе говоря, родилась еще одна оригинальная технология, в недалекой перспективе сулящая не только появление новых 3-мерных телевизоров и дисплеев, но и, быть может, оптических компьютеров с совершенно фантастическими объемами памяти.

По оценкам разработчиков, новое кристаллическое вещество со временем можно будет вырабатывать в условиях относительно недорогого массового производства, в виде крупных монолитных блоков, причем первые коммерческие твердо-кристаллические 3D-экраны могут появиться в продаже уже через несколько лет.

Тем временем молодая американская компания Actuality Systems (www.actuality-systems.com) уже вывела на рынок 3D-дисплей собственной оригинальной разработки, предназначенный, правда, не для бытового, а для профессионального применения в биотехнологических, военных, или инженерно-конструкторских областях.

Actuality-Military

Аппарат реализован в виде стеклянной сферы на подставке и с помощью хитроумного проектора позволяет натуралистично и в пространственном объеме воссоздавать результаты работы стандартных компьютерных программ 3D-визуализации.

Читать «Хочешь сверху, хочешь сбоку» далее

Posted on

«Как-то раз Алиса и Боб заходят в бар…»

(Декабрь 2003)

Просто набор занятных коротеньких сюжетов из нашей странноватой жизни

Alice-and-Bob

Физики продолжают шутить

В декабрьском (2003 г.) номере журнала Physics World опубликованы результаты небольшого исследования-опроса «Юмор в физике», проведенного среди ученых за осенние месяцы. Несколько сотен писем подтвердили, что с юмором у ученых по-прежнему все в порядке. Но поскольку подобные исследования проводятся уже не первое десятилетие, множество шуток распадается на достаточно четко структурированный набор классов.

Читать ««Как-то раз Алиса и Боб заходят в бар…»» далее

Posted on

Sci-Myst: Лохотрон, Вера и Знание

(Июнь 2015)

В рамках параллельного проекта-расследования, или «научно-мистического детектива в масштабе реального времени», опубликована новая – большая и важная – глава.

alice-2-matrix

Некоторое время назад здесь уже рассказывалось о первых трех эпизодах данного сериала. Нынешний эпизод – шестой по счету. Поэтому для полноты картины будет логично дать краткое содержание не только новой публикации, но и «предыдущих серий».

[ 4 ] Додекаэдрон, СинХрон и Лохотрон. (О специфических идеях и концепциях, блокируемых в сознании ученых. О том, куда эти идеи ведут. И о том, чем закончится драка науки и религии.)

[ 5 ] НИЧЕГО – как основа веры. (О том любопытном фундаменте, что обнаруживается в основе науки и религии. О том, как устроены чемоданы с двойным дном. И о том, как выглядит простейший тест на адекватное восприятие реальности.)

[ 5½ ] Майская интерлюдия. (О том, что может быть общего между глубочайшим кризисом в физике и «угрозой вторжения инопланетных орд».)

[ 6 ] Знают все – кроме нас… (О том, как Тираннозавр Рекс стал царем природы и вершиной биологической эволюции. О том, какое отношение этот гигантский ящер имеет к коричневым карликам астрономии. И о том, почему все мы инопланетяне.)

# #

По ощущениям автора данных текстов, главная фишка этого проекта заключается даже не в том, что темы, обложки и иллюстрации каждого эпизода приходят каждый месяц из текущих публикаций околонаучной прессы.

Фишка в том, что эти публикации постепенно укладываются в такой маршрут, который все более определенно направляет события к финальной цели. Но вот чем именно все это дело закончится, автору текстов интересно точно так же, как и читателям.

А может, даже еще больше…

 (Продолжение см. здесь)