kiwi arXiv

(Июнь 2019, idb)

Занятная ситуация с чередой открытий в современной физике складывается так, что у ученых стабильно нарастает массив достоверных фактов, возмутительно подрывающих базовые основы их науки. Что делать с этим, никто пока толком не знает. Поэтому пресс-релизы об очередных научных достижениях получаются одновременно и содержательные, и нелепые.

Дабы сразу и по существу приобщить читателей к парадоксам современной научной жизни, полезно предложить всем для решения совсем простенький тест на элементарную логику и внимательность. Парадокс в том, что если отвечать на вопрос бесхитростно и в лоб, то данный «тест на понимание дел в науке» гарантированно будет вами провален…

Итак, что имеем для тестирования. В сентябре 2018 года в интернете появляется публикация на тему физики, которую пока назовем «текст А» , где природа осцилляций квантовых частиц рассматривается с существенно новых, биологических позиций. И по всему выходит так, что с биологической точки зрения в данном процессе обнаруживаются, как ни крути, «вечная жизнь» частиц и вполне отчетливое нарушение законов термодинамики.

Пару недель спустя, в октябре 2018, в интернете появляется существенно другая научная публикация, назовем её «текст B» , где рассказано об интересном новом результате ученых в области квантовой физики конденсированных сред. Но в тексте этом, что надо подчеркнуть особо, в принципе нет таких слов, как «законы термодинамики», «осцилляции» и «вечная жизнь» частиц.

Затем проходит еще полгода с лишним, и в июне 2019 года в интернете появляется третий материал (пресс-релиз) о новостях в мире физики, назовём его «текст С» . Заголовок этой публикации в развернутом виде звучит так: «Бессмертные квантовые частицы. Осциллирующие квазичастицы: цикл распада и возрождения» . В статье, как видно уже по названию, популярно рассказывается про открытие феномена вечной жизни частиц в квантовом мире и про то, как это открытие соотносится с началами термодинамики.

Ну а теперь – собственно Вопрос:

Про какую из двух работ 2018 года рассказывает нынешний пресс-релиз C? Про текст A или про текст B?

Ответ вроде бы совершенно очевиден. И он заведомо окажется неправильным…

Читать «Бессмертные квантовые частицы (и при чем тут биология)» далее

(Июнь 2019, idb)

Среди потока скучно-предсказуемых событий текущей жизни то и дело происходят занятные истории из парадоксальной категории «Слишком невероятно, чтобы быть выдумкой». Одна из таких историй – про чисто волшебное проникновение в надежный сейф – произошла буквально только что.

В сказках, преданиях и фольклоре есть много историй про то, что любой, даже самый сложный замок, удаётся порой открыть без ключа – быстро и просто. Как именно это делается, никто обычно толком не знает, а в сказках это объяснять и не требуется. Ибо в столь хитром деле всегда и непременно должен присутствовать элемент мистики. Или загадочного волшебства, если угодно называть это так.

Самое же забавное, что происходить это может вовсе не только в сказках, но и в реальной жизни. Как в недавнем прошлом, так и прямо сейчас…

Уже довольно давно стало правилом, что самого разного рода жизненные истории – из категории удивительных и невероятных – рано или поздно попадают на киноэкран. С подобающей надписью в самом начале фильма: «Основано на реальных событиях».

Удивительная история, о которой будет рассказано здесь, произошла буквально только что – в мае 2019, в канадской провинции Альберта. Поэтому никакого фильма про это пока что не существует, естественно. Но ничто не мешает выстроить рассказ в уже привычном для всех виде – как изложение воображаемой кинокартины.

На полноценный художественный фильм этот сюжет не потянет, ясное дело. Однако для занимательной короткометражки материала более чем достаточно…

Читать «Вскрытие замков: оккультная сторона занятия» далее

(Июнь 2019, idb)

Сегодня многие наслышаны об очень древней идее, согласно которой окружающий нас мир – это гигантская общая иллюзия, а подлинная реальность устроена существенно иначе. Куда меньше известно, что современная наука стабильно накапливает множество фактов, убедительно подтверждающих, что так оно и есть…

В мифологии древней индийской мудрости Вед одним и тем же термином Майя обозначали две разные, казалось бы, вещи. С одной стороны, применительно к милостивым богам, майя означала нечто восхитительно-позитивное, их магию волшебных перевоплощений и чудесных метаморфоз. Со стороны же другой, напротив, словом майя обозначали нечто крайне нехорошее – злостный обман, хитрое жульничество, колдовскую подмену.

Никакой особой разницы, однако, между этими значениями вовсе нет, если присмотреться. И в том, и в другом случае Майя означает иллюзию, подмену реальности чем-то иным. Просто с древнейших времен человечество настойчиво приучали делить всех «высших существ», владеющих магией подмен, на «хороших» и «плохих», на девов и асуров, на ангелов и демонов, короче говоря.

С точки зрения скептиков и людей неверующих, однако, разницы в этих понятиях примерно столько же, сколько различий между католичеством и православием в христианстве. Или между суннитами и шиитами в исламе. Как и повсюду в делах веры, суть тут вовсе не в различиях вечно конфликтующих «хороших и плохих» сторон, а в нескончаемой борьбе пастырей за власть. И за доминирование в умах паствы, доверчивой к чудесам и обманам иллюзий…

Вместе же с развитием древнеиндийских умозрений – от наивной мифологии к высотам философской мысли – термином Майя со временем стали обозначать нечто более обобщенное. Иллюзорность нашего бытия и всей наблюдаемой нами вселенной – как воплощения высшего бога Вишну, к примеру. В XIX веке с подачи Артура Шопенгауэра эта же идея проникла и в западную философию – благодаря его выражению «покрывало Майи» для обозначения иллюзорности мира, данного нам в ощущениях…

Вот об этих самых «ощущениях», собственно, – а точнее, об интереснейших научных опытах с разнообразными способами их методичного обмана посредством иллюзий – и пойдет далее речь.

Читать «Магия иллюзий и Три слоя реальности» далее

(Май 2019, idb)

Затертый штамп про «всякое новое как хорошо забытое старое» применяют и часто, и к чему угодно. Но крайне редко – к новейшим хайтек-технологиям передовой науки. Здесь, однако, будет рассказ именно о таком случае…

На сайте научных препринтов arXiv.org недавно выложена весьма примечательная обзорная статья, подготовленная в области междисциплинарных исследований на стыке нанофотоники, геофизики и инженерных аспектов строительства/архитектуры. Авторами работы являются ученые из французского Института Френеля при Марсельском университете, а название у статьи такое: «Роль нанофотоники в рождении сейсмических мегаструктур» (arXiv:1904.05323).

Начиная свой обзор, авторы работы первым делом поясняют, какая тут вообще может быть взаимосвязь между столь разными, казалось бы, вещами как нанофотоника (сочетание оптики и нанотехнологий) и конструирование сейсмоустойчивых зданий. Ведь нанооптика с её фотонными кристаллами и электромагнитными волнами, с одной стороны, и наука геофизика с её сейсмическими волнами землетрясений, со стороны другой, занимаются волнами совершенно разной природы.

В нанофотонике, в частности, исследователи манипулируют электромагнитными излучениями в диапазонах видимого света и прилегающих к нему областей ультрафиолетовых и ближних-инфракрасных частот. То есть в диапазоне волн длиной примерно от 300 до 1200 нанометров. Волны же сейсмические, проходящие через толщу земли и по её поверхности, не только сильно отличаются от природы света, но и имеют совсем-совсем другие длины – порядка десятков и сотен метров.

Физика волн, однако, на всех масштабах имеет по сути одни и те же ключевые особенности. Типа эффектов интерференции и дифракции, то есть усиливающего или гасящего колебания наложения волн, отражения и способностей волн к огибанию встреченных препятствий. А потому при грамотном использовании опыта и математического инструментария исследователям волн удается весьма эффективно переносить достижения одной области в области совершенно другие.

Если же говорить конкретно о нынешней истории, то разработка фотонных кристаллов, теоретически открытых примерно лет тридцать тому назад, в своем развитии шла бок о бок не только c большими достижениями науки в смежных нанотехнологических областях вроде плазмоники и метаматериалов. Все эти совокупные успехи со временем вдохновили ученых и на создание метаповерхностей значительно более крупных масштабов – с линейными размерами порядка десятков метров. Такого рода структуры получили название сейсмические метаматериалы.

Эксперименты ученых и инженеров с сейсмическими метаматериалами, сооружаемыми из зарытых в грунт элементов, убедительно показали, что мощный математический инструментарий, изначально разработанный для фотонных кристаллов и нанооптики, предоставляет отличные возможности и для этой области. Важнейшая среди таких возможностей – существенно новое описание и предсказание тех сложных феноменов во взаимодействиях между землей и возведенными на ней сооружениями, что происходят в периоды сейсмических возмущений.

Впечатляющие успехи на данном направлении – типа работоспособной концепции волнового «плаща-невидимки», защищающего здание от землетрясений – уже ведут ученых и к куда более смелым футуристическим идеям. Ибо те же самые подходы, что помогают при разработке метаструктур, закопанных в грунт, аналогично можно использовать и для изучения совокупных эффектов от уже выстроенных и/или проектируемых к постройке зданий. При таком обобщенном подходе все возводимые на земле сооружения рассматриваются как надповерхностные резонаторы в мегаструктурах типа «мета-городов».

Иначе говоря, грамотно размещая здания с правильными сочетаниями их формы, площадей и высоты, можно заранее обеспечивать повышенную сейсмоустойчивость всего метакомплекса сооружений в целом. Особо же интересно, как подчеркивают авторы обзора, что столь замечательные перспективы для зодчества недалекого будущего попутно должны напоминать нам и о богатейшем наследии архитекторов и строителей древности.

Ибо реальная ситуация здесь такова, что как только разработчики сейсмических метаматериалов разобрались как следует, что и как тут следует делать, то вскоре им открылась и воистину поразительная вещь. Оказалось, что имеется поразительное и несомненное сходство между конструкциями их новейших «плащей-невидимок», защищающих современные здания от землетрясений, и архитектурой некоторых весьма и весьма древних мегаструктур – таких как древнеримские арены-цирки и амфитеатры.

Проанализировав структуру фундаментов нескольких цирков и амфитеатров эпохи Древнего Рима, французских исследователи обнаружили, что изучают, по сути дела, «археологические метаматериалы». То есть инженерные конструкции, которые неявным образом (как минимум) могли обеспечивать защиту сооружений от землетрясений, искривляя прохождение сейсмических волн в обход постройки.

Именно этому открытию и будет посвящен дальнейший рассказ – в проекции на особенности современных метаматериалов оптики и геофизики.

Читать «Археологические метаматериалы, или секретные технологии Древнего Рима» далее

(Апрель 2019, idb)

Очередное случайное открытие ученых-экспериментаторов – как ещё один маленький ключик к разгадке больших тайн природы. И ещё один повод обратить внимание на странности в реакциях науки на собственные открытия.

Сегодня уже многие, наверное, наслышаны о том серьезнейшем кризисе непонимания, который довольно неожиданно обозначился вдруг в фундаментальных основах физики. А значит, и в базовом фундаменте всей науки человечества в целом – если иметь представление, сколь важное место занимает физика в конструкции всего того здания научных знаний, что выстраивалось учеными на протяжении последних четырех столетий.

О глубинных причинах и характерных чертах нынешнего кризиса можно рассказывать долго и с разных сторон (ссылки на содержательные тексты приведены в конце), однако в данном случае речь пойдет всего лишь об одном – и далеко не самом важном – из аспектов этой большой истории. Особенности аспекта, однако, таковы, что даже при разборе совсем небольшого и рядового, в общем-то, эпизода из жизни и поисков физиков здесь становятся куда понятнее и главные причины гранд-проблем в научном фундаменте.

Тема рассказа – новый феномен, буквально только что открытый в опытах экспериментаторов с физикой движения жидкостей, иначе именуемой гидродинамикой. Суть феномена – необычное или, как еще иногда выражаются, контр-интуитивное поведение жидкой капли, оказавшейся в жидкости несколько другого рода и плотности.

Обычно, как всем известно, такого рода капли – если сразу не начинают растворяться – либо растекаются на поверхности, либо идут ко дну под действием гравитации. В данном же случае капля сначала начинает тонуть, но затем процесс погружения переходит в прыжки капли вверх-вниз, что может продолжаться довольно долго – до получаса. Причем и собственно прыжки выглядят здесь весьма специфически.

Для того, чтобы объект подпрыгивал, обычно подразумевается наличие твердого барьера, от которого объект отталкивается. Либо наличие, по крайней мере, отчетливо обозначенного интерфейса или границы между двумя средами. В данном же случае никакой четкой границы не наблюдается. Тонущая капля останавливается где-то среди жидкости – или «в балке», как еще выражаются, – и начинает движение вверх. Затем, в другой точке балка, всплытие останавливается и сменяется движением ко дну. После чего цикл прыжков повторяется снова и снова, снова и снова…

Вообще говоря, наблюдавшие за каплей физики-экспериментаторы занимались в это время опытами со смесями жидкостей совсем в других целях. Однако, когда неожиданно обнаружился данный феномен – как еще один эпизод в длинной череде случайных открытий науки – основное дело было решено на время отложить и заняться повнимательнее изучением новой необычной физики.

Читать «Истории прыгающей капли (и при чём тут квантовая физика)» далее