Живая материя как дуальность частица-вихрь, или ОЧП рассказала

( Февраль 2022, idb.kniganews )

Продолжение цикла текстов «Эдвард Виттен и Одна Чёрная Птица.» Главная тема нынешнего эпизода сериала – это зачем природе понадобились кварки. И отчего физика у них такая странная…

В Национальной академии наук США есть давняя и очень достойная традиция. В память о тех из академиков, кто покинул сей мир, публиковать содержательный биографический мемуар. То есть не просто лаконичный стандартный некролог от коллег и друзей по науке, а обстоятельный – на десятки страниц – обзор важнейших итогов и достижений учёного.

Понятно, что такого рода научно-биографический обзор готовят люди, не только близко знавшие коллегу по жизни, но и глубоко понимающие суть достигнутого. Поэтому вряд ли удивительно, что когда в начале 2018 умер Джозеф Полчински, один из ярких творцов теории мембран (более известной под названием теория струн), то обширный мемуар [1] о нём подготовил Эдвард Виттен. Как давний соратник, не только хорошо знавший Полчински с 70-х годов прошлого века, но и написавший с ним несколько совместных работ.

Конкретные обстоятельства знакомства двух этих больших учёных в 1970-е, когда имена их – ещё никак не связанные с теорией струн – были очень мало известны хоть кому-то в науке, представляют здесь особый интерес сразу по множеству причин.

Во-первых, потому что в сердцевине научной темы, обсуждавшейся при их первой встрече, была идея о природе частиц как физике вихрей. Так называемый «вихревой оператор ’т Хоофта» был главным предметом исследований ещё не готовой в тот период диссертации Полчински – как нестандартный подход к проблеме конфайнмента или «пленения» кварков.

Во-вторых, потому что эта идея, смотреть на частицу как на вихревое движение жидкости – или идея «дуальности частица-вихрь», как это называют ныне, – тесно связана с великим множеством всех прочих дуальностей. Иначе говоря, интригующих парных соответствий в основах физики для вроде бы разных вещей. Начиная с дуальностей типа «электричество – магнетизм» или «кварки – глюоны», и заканчивая такими соответствиями, как «электромагнетизм – гравитация» или «частицы микромира – чёрные дыры макрокосмоса».

Все эти многочисленные и зачастую неожиданные дуальности своей взаимосвязанной математикой настойчиво наводят исследователей на мысли о единой физической основе у всех феноменов в природе. И что примечательно, универсальным ключом к освоению этого единства оказываются физико-математические особенности вихрей. Как наблюдаемых непосредственно, так и вихрей, выявляемых аналитически на всех возможных масштабах природы – от минимального планковского до максимально возможного для геометрии вселенной в целом. Это в-третьих.

В-четвёртых же, хотя Полчински начинал свой путь в большую науку с конструирования «вихревого оператора в фундаментальных основах», ничего существенного (кроме текста диссертации) у него тогда не вышло. То ли по этой, то ли по какой другой причине, но далее к теме «частицы как вихри» он больше уже не возвращался, по сути дела.

Виттен, с другой стороны, содержательно возвратился к теме дуальности частица-вихрь сравнительно недавно, в 2016, вскоре после того, как Полчински оказался выбит из науки тяжёлой болезнью. Вот только надлежащего развития эта тема и у Виттена впоследствии не получила.

Совсем не получила, к великому сожалению. Ибо именно через эту дуальность – причём непременно в сочетании с «новой-старой» концепцией живой материи – единые основы всей физики поддаются постижению наиболее естественным образом.

Читать «Живая материя как дуальность частица-вихрь, или ОЧП рассказала» далее

ПолИматематика Арнольда, полОматематика Вершика и… некий Тетрактис

Декабрь 2020, idb.kniganews )

Физики, как многие наслышаны, любят шутить. Любят, бывает, пошутить и некоторые математики. Хотя не очень ясно, до какой степени это у них связано с интересом к проблемам физики. Но как бы там ни было, специфический юмор учёных всегда позволяет по-новому взглянуть на известные – а также умалчиваемые – странности нашей жизни…

Ровно двадцать лет тому назад – и в очевидной связи со вступлением человечества в новый миллениум – под эгидой IMU или Международного Математического Союза была выпущена интереснейшая книга. Точнее говоря, большой сборник обзорных статей, получивший название «Математика: рубежи и перспективы» и собравший под своей обложкой блестящую плеяду из трёх десятков выдающихся светил как математической науки, так и теоретической физики (V. Arnold, M. Atiyah, P. Lax, and B. Mazur, editors — Mathematics: Frontiers and Perspectives. American Mathematical Society, 2000).

Инициатором и мотором всей этой замечательной затеи был Владимир Игоревич Арнольд – главный герой многих текстов проекта kniganews, посвящённых мистическим началам в «физике от аватаров». Но здесь, впрочем, речь пойдёт не столько об аватарах, сколько о специфическом юморе учёных. Ну и совсем немножко – ближе к финалу – о том, как это связано с мистическими аспектами науки.

Собственная статья Арнольда для сборника о рубежах и перспективах получила от автора несколько провокационное название «Полиматематика: единая наука или набор ремёсел?». А начиналась так и вообще со следующего возмутительного заявления:

Вся математика делится на три части: криптография (оплачиваемая ЦРУ, КГБ и им подобными), гидродинамика (поддерживаемая производителями атомных подводных лодок) и небесная механика (финансируемая военными и другими организациями, вроде НАСА, имеющими дело с ракетами).

Криптография привела к созданию теории чисел, алгебраической геометрии над конечными полями, алгебры, комбинаторики и компьютеров. (Создатель современной алгебры, Франсуа Виет был криптографом французского короля Генриха IV.)

Гидродинамика породила комплексный анализ, уравнения в частных производных, теорию групп и алгебр Ли, теорию когомологий и методы вычислений.

Небесная механика дала начало теории динамических систем, линейной алгебре, топологии, вариационному исчислению и симплектической геометрии.

Существование таинственных взаимосвязей между всеми этими различными областями – самая поразительная и восхитительная особенность математики (не имеющая никакого рационального объяснения)…

#

Столь вызывающе сформулированный зачин для обзорной статьи от очень авторитетного математика – это, конечно же, проявление весьма специфического, порою мрачного и ядовитого юмора Арнольда. Ибо вся последующая часть его статьи рассказывает, по сути дела, о прямо противоположном.

О поисках рациональных объяснений для неразрывного единства гигантской вселенной Математики, таинственно устроенной так, что любая из математических областей отражает все остальные. А также о том, что бюрократы науки, направляемые менеджерами от военных и секретных спецслужб, всячески препятствуют постижению этого Единства…

Как бы там ни было, арнольдова статья «Полиматематика» определённо привлекла живой интерес научного сообщества, а её неординарное начало ещё и подтолкнуло к созданию пародий. Одну из наиболее знаменитых, наверное, написал известный питерский математик Анатолий М. Вершик, не только близкий коллега, но и давний приятель Арнольда, с которым они были дружны тучу лет – ещё с 1960-х годов.

Шутливый опус от Вершика под названием «Поломатематика» выглядит так:

Читать «ПолИматематика Арнольда, полОматематика Вершика и… некий Тетрактис» далее

Васцилляция Хайда, научные табу и просто совпадения

( Июнь 2020, idb.kniganews )

Убийство Джордано Бруно и разбившиеся инопланетяне под Розуэллом, феномены погоды и загадки ядерной физики, отмена Индекса запрещённых книг и «Цикл индекса» в Википедии. Какая связь может быть между столь разными вещами? Связь тут обнаруживается отчётливая – если обращать внимание на детали и «просто случайные совпадения»…

В 1948 году Ватикан прекратил издавать свой Индекс запрещённых книг, куда, в частности, входили все произведения Джордано Бруно. Несколько ранее, летом 1947, под городом Розуэлл, США, случилось падение летательного аппарата чрезвычайно необычного – инопланетного – вида. Местные военные, собравшие и спрятавшие обломки, сначала этот факт официально подтвердили, однако вскоре поспешно и нелепо сами себя опровергли.

Какая взаимосвязь может быть между двумя этими столь разными событиями? Кроме примерно одного и того же года в исторической хронологии, естественно. Взаимосвязь, если приглядеться, обнаруживается довольно интересная.

Спустя ровно полстолетия, в 1998 году, римский Папа Иоанн Павел II пригласил в Ватикан выдающегося российского математика Владимира Игоревича Арнольда. Впоследствии об этом визите Арнольд рассказывал так:

Наши беседы с Иоанном Павлом II были длительными и откровенными. Я прожил тогда в Ватикане несколько недель во время конференции Ватиканской академии наук, куда меня пригласили войти. Я, однако, отказался, сославшись на сожжение Ватиканом Джордано Бруно. Папа в ответ на мой отказ рассказал много интересного, в совершенно неформальных беседах.

Прежде всего он предложил вести эти беседы не по-французски, а «просто по-русски». Затем он объяснил, что Джордано Бруно, в отличие от Галилея, был осуждён за действительный проступок: он заявил, будто «наукой доказана множественность обитаемых миров». Бруно считал, что некоторые из них достигли более высокого уровня развития своей цивилизации, чем мы, и уже посылают нам сигналы, «к которым нужно только прислушаться».

«Откройте мне хоть одну внеземную цивилизацию — и я сразу реабилитирую Джордано Бруно!» — сказал мне папа.

На призыв папы «Откройте хотя бы одну…» имеет смысл обратить внимание.

В 1947 году инопланетяне вполне ясно предоставили людям Земли материальные свидетельства своего несомненного существования. Однако все эти вещи были поспешно и свирепо засекречены, что подтверждается тучей абсолютно достоверных документов и свидетельств (подробности см. в тексте «НЛО: история болезни»).

Ватикан, соответственно, уже в 1948 году аккуратно и без лишнего шума отказался от запрета на произведения Бруно, выжидая, так сказать, что будут делать теперь светские власти. А власти эти, как известно, далее в области раскрытия не сделали абсолютно ничего. Вместе с накоплением фактов ситуация с их засекречиванием стала только хуже. Соответствующим образом повёл себя и Ватикан. Раскройте известные факты об инопланетянах – и мы тут же реабилитируем Джордано…

#

Определённо имеет также смысл обратить внимание на время и место бесед, происходивших между Иоанном Павлом II и Владимиром Арнольдом. Год 1998, Папская академия наук. Что это за любопытное академическое заведение, и что ещё примечательного происходило тогда в данной области пересечения сфер науки и религии?

Читать «Васцилляция Хайда, научные табу и просто совпадения» далее