необычная физика. физика необычного.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (1 часть)

29 октября
284 дочитывания
4 мин.









(Иллюстрация: Ashley Mackenzie for Quanta Magazine)Всё в природе возникает из горстки компонентов - элементарных частиц, - которые взаимодействуют друг с другом лишь несколькими способами. В 1970-х годах физики разработали систему уравнений, описывающих эти частицы и взаимодействия. Вместе эти уравнения сформировали лаконичную теорию, известную теперь как Стандартная модель физики элементарных частиц.
В Стандартной модели отсутствует несколько частей головоломки (явно отсутствуют предполагаемые частицы, составляющие темную материю, частицы, передающие силу тяжести, и объяснение массы нейтрино), но она дает чрезвычайно точную картину почти всех других наблюдаемых явлений.
Тем не менее, для структуры, которая инкапсулирует наше лучшее понимание фундаментального порядка природы, в Стандартной модели все еще отсутствует связная визуализация. Большинство попыток слишком просты, или они игнорируют важные взаимосвязи, или они беспорядочны и неопределимы.
Рассмотрим наиболее распространенную визуализацию, которая показывает периодическую таблицу частиц:


Стандартная модель. Все массы даны в MeV/c2. (Иллюстрация: Quanta Magazine)Этот подход не позволяет понять отношения между частицами. Несущие силу частицы (а именно фотон, передающий электромагнитную силу; бозоны W и Z, передающие слабую силу; и глюоны, передающие сильную силу), приравниваются к частицам материи, силы которых действуют между - кварками, электронами и им подобным. Кроме того, не учитываются такие ключевые свойства, как «цвет».
Другое представление было разработано в 2013 году:


Фермионы (материя): кварки и лептоны; Бозоны (носители сил): калибровочный бозон, бозон Хиггса. (Иллюстрация: Quanta Magazine)Хотя эта визуализация правильно подчеркивает центральность бозона Хиггса - стержня Стандартной модели, по причинам, объясненным ниже, - Хиггс помещен рядом с фотоном и глюоном, хотя в действительности Хиггс не влияет на эти частицы. И квадранты круга вводят в заблуждение - подразумевая, например, что фотон связывается только с частицами, которых он касается, что не так.
Новый подход

Крис Куигг, физик элементарных частиц из Национальной ускорительной лаборатории Ферми в Иллинойсе, десятилетиями думал о том, как визуализировать Стандартную модель, надеясь, что более мощное визуальное представление поможет познакомить людей с известными частицами природы и побудить их задуматься о том, как эти частицы могут вписаться в более крупную и полную теоретическую базу. Визуальное представление Куигга больше показывает порядок и структуру, лежащую в основе Стандартной модели. Он называет свою схему представлением «двойного симплекса», потому что каждая из левых и правых частиц природы образует симплекс - обобщение треугольника. Далее приведена схема Куигга с некоторыми дополнительными изменениями.
Давайте построим двойной симплекс с нуля.
Кварки на дне

Частицы материи бывают двух основных разновидностей: лептоны и кварки. (Обратите внимание, что для каждого вида частиц материи в природе существует также частица антивещества, которая имеет ту же массу, но противоположна во всех других отношениях. Как и в других визуализациях Стандартной модели, здесь исключено антивещество, которое образовало бы отдельный , перевернутый двойной симплекс.)
Начнем с кварков и, в частности, с двух типов кварков, из которых состоят протоны и нейтроны внутри атомных ядер. Это верхний кварк, который обладает двумя третями единицы электрического заряда, и нижний кварк с электрическим зарядом -1/3.


Верхний и нижний кварки. (Иллюстрация: Quanta Magazine)Верхний и нижний кварки могут быть «левыми» или «правыми» в зависимости от того, вращаются ли они по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно направления своего движения.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Слабое изменение

Левосторонние верхние и нижние кварки могут превращаться друг в друга посредством взаимодействия, называемого слабым взаимодействием. Это происходит, когда кварки обмениваются частицей, называемой W-бозоном, - одним из носителей слабого взаимодействия с электрическим зарядом +1 или -1. Эти слабые взаимодействия представлены оранжевой линией:


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Как ни странно, в природе нет правых W-бозонов. Это означает, что правосторонние верхние и нижние кварки не могут излучать или поглощать W-бозоны, поэтому они не переходят друг в друга.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Яркие цвета

Кварки также обладают зарядом, называемым цветом. Кварк может иметь заряд красного, зеленого или синего цвета. Цвет кварка делает его чувствительным к сильному взаимодействию.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Сильное взаимодействие связывает кварки разных цветов вместе в составные частицы, такие как протоны и нейтроны, которые являются «бесцветными» и не имеют чистого цветового заряда.
Кварки переходят из одного цвета в другой, поглощая или испуская частицы, называемые глюонами, носителями сильного взаимодействия. Эти взаимодействия образуют стороны треугольника. Поскольку глюоны сами обладают цветным зарядом, они постоянно взаимодействуют друг с другом, а также с кварками. Взаимодействия между глюонами заполняют треугольник.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Продолжение "Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (2 часть)"

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (2 часть)

29 октября
203 дочитывания
1,5 мин.









(Иллюстрация: Ashley Mackenzie for Quanta Magazine)Продолжение. Начало "Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (1 часть)"
Больше Материи

Теперь обратимся к лептонам, другому типу частиц материи. Лептоны бывают двух типов: электроны, которые имеют электрический заряд -1, и нейтрино, которые электрически нейтральны.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Как и в случае левосторонних верхних и нижних кварков, левые электроны и нейтрино могут превращаться друг в друга посредством слабого взаимодействия. Однако правые нейтрино в природе не наблюдались.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Обратите внимание, что лептоны не обладают цветным зарядом и не взаимодействуют посредством сильного взаимодействия; это главная особенность, которая отличает их от кварков.
Симплексный скелет

Объединив то, что описано до сих пор, мы получаем левосторонние частицы слева, а правые частицы показаны справа. Они образуют основной скелет двойного симплекса Куигга.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Три поколения

Теперь усложнение: по неизвестным причинам существуют три прогрессивно более тяжелые, но в остальном идентичные версии каждого типа частиц материи. Например, наряду с верхним и нижним кварком есть очарованный и странный кварк и, нечто еще тяжелее, t-кварк (сокращение от топ-кварк, англ. topquark) и b-кварк (сокращение от боттом-кварк, англ. bottom quark). То же самое и с лептонами: наряду с электронным и электронным нейтрино существуют мюон и мюонное нейтрино, а также тау- и тау-нейтрино. (Обратите внимание, что нейтрино имеют небольшие, но неизвестные массы).


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Все эти частицы обитают в углах двойного симплекса. Обратите внимание, что между левыми кварками разных поколений происходит небольшое слабое взаимодействие, так что верхний кварк может иногда выплевывать W + -бозон и становиться, например, странным кварком. Не было замечено, что лептоны разных поколений взаимодействуют таким образом.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Продолжение "Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (3 часть)"

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (3 часть)

29 октября
262 дочитывания
1,5 мин.









(Иллюстрация: Ashley Mackenzie for Quanta Magazine)Продолжение. Предыдущая часть "Новая физика: обновленная карта всех частиц и фундаментальных сил (2 часть)"
Силы и заряд

Как еще частицы взаимодействуют друг с другом? Мы уже упоминали, что многие частицы вещества имеют электрический заряд - фактически все, кроме нейтрино. Наличие электрического заряда означает, что эти частицы чувствительны к электромагнитной силе. Они взаимодействуют друг с другом, обмениваясь фотонами, носителями электромагнитной силы. Здесь представлены электромагнитные взаимодействия в виде волнистых линий, соединяющих заряженные частицы друг с другом. Обратите внимание, что эти взаимодействия не превращают частицы друг в друга; в этом случае частицы просто ощущают толчок или притяжение.


(Иллюстрация: Quanta Magazine)Слабое взаимодействие немного сложнее, чем предполагалось ранее. Помимо бозонов W + и W– - электрически заряженных носителей слабого взаимодействия - существует также нейтральный носитель слабого взаимодействия, называемый бозоном Z0. Частицы могут поглощать или испускать Z0-бозоны без изменения идентичности. Как и в случае электромагнитных взаимодействий, эти «слабые нейтральные взаимодействия» просто вызывают потерю или усиление энергии и импульса. Слабые нейтральные взаимодействия представлены здесь оранжевыми волнистыми линиями.


Электромагнитные и слабые нейтральные взаимодействия происходят и между противоположно направленными частицами, но для ясности здесь пропущены линии, пересекающие один симплекс с другим. (Иллюстрация: Quanta Magazine)Неслучайно слабые нейтральные взаимодействия очень похожи на электромагнитные. И слабые, и электромагнитные силы происходят из единой силы, существовавшей в первые моменты существования Вселенной, называемой электрослабым взаимодействием.
Когда Вселенная остыла, произошло событие, известное как нарушение электрослабой симметрии, разделившее силы на две части. Это событие ознаменовалось внезапным появлением распространяющегося по всему пространству поля, известного как поле Хиггса, которое связано с частицей, называемой бозоном Хиггса, - последним фрагментом нашей головоломки.
Появляется Хиггс

Бозон Хиггса - это стержень Стандартной модели и ключ к пониманию того, почему двойное симплексное расположение имеет смысл. Когда поле Хиггса возникло в ранней Вселенной, оно соединило левые и правые частицы друг с другом, одновременно наделяя частицы тем свойством, которое мы называем массой. (Обратите внимание, что нейтрино имеет массу, но его происхождение остается загадкой, поскольку оно происходит от какого-то механизма, отличного от Хиггса).
Когда частица, такая как электрон, движется в пространстве, она постоянно взаимодействует с бозонами Хиггса - возбуждениями поля Хиггса. Когда левосторонний электрон сталкивается с бозоном Хиггса, электрон может отрикошетить от него в новом направлении и стать правым, затем врезаться в другого Хиггса и снова стать левым, и так далее. Эти взаимодействия замедляют электрон, и именно это мы подразумеваем под «массой».
В общем, чем больше частица взаимодействует с бозоном Хиггса, тем больше у нее массы. Более того, частые взаимодействия с бозонами Хиггса делают эти массивные частицы квантовыми смесями левых и правых.
Теперь все это можно объединить в новую Стандартную модель физики элементарных частиц:
https://skfb.ly/6VPSD (по ссылке обобщенная интерактивная 3D-модель)

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Квантовая физика может доказать, что каждый человек живёт в выдуманной им самим реальности

15 декабря 2020
15 тыс. дочитываний
2 мин.









Мир вокруг нас кажется вполне объективным и существующим на самом деле. Вряд ли кому-то придёт в голову предположить, что окружающий человека мир может оказаться просто иллюзией. Разве можно считать иллюзией предметы, которые вроде как существуют на самом деле и весьма долгое время не меняют своих очертаний? И всё-таки это может оказаться правдой.
Мир вокруг нас не меняет очертаний, но эти очертания придаёт ему человеческий разум. Нам кажется, что мы видим предметы такими, какие они есть, но это не так. Мы видим создаваемые в головном мозге каждого человека образы предметов окружающего мира. А в реальности никаких предметов может и не быть вовсе. Вообще ничего.


Здесь возникают вопросы – как это предметов окружающего мира нет, когда мы их все видим, и причём тут квантовая физика? Отвечаю последовательно. Человеку практически невозможно избавиться от субъективного взгляда на мир. Объективность – высшая добродетель, но её добиться практически невозможно.
А раз человек по природе своей субъективен, тогда понятно, почему так сложно признать иллюзорность реальности. Человеку всё будет до последнего казаться реальным. Даже если на деле это не так. Или не совсем так. Впрочем, в этом тоже нет ничего плохого.
Человек так хорошо приспособлен к окружающему миру как раз во многом благодаря субъективному восприятию этого мира, нацеленности на получение выгоды для себя. Хотя есть ли смысл в этой выгоде, если всё вокруг может оказаться ненастоящим, продуктом чьей-то фантазии, и у науки квантовой физики есть определённые представления на этот счёт.


В квантовой физике человек – «наблюдатель» – влияет на результат квантового опыта. Проще говоря, в квантовой физике проводятся эксперименты, а результаты этих экспериментов почему-то зависят от людей, участвовавших в этих экспериментах.
И люди не ошибаются. Они действительно активно участвуют в квантовых опытах и будто бы сами формируют результаты подобных опытов. Чем? Измерительным прибором? Но ведь измерительный прибор – это чисто продукт научной деятельности человека, и он всегда будет неразрывно связан с человеком. Некоторые предполагают, что в формировании результатов квантовых опытов участвует именно сила мысли человека. Человек может силой мысли не только менять мир, но и даже создавать его.


Следствием такой невероятной вселенской значимости человека становится подтверждение отсутствия реальности вокруг нас самой по себе, отсутствия объективного мира. Действительно, откуда взяться объективному миру, если результаты самых фундаментальных явлений этого мира (квантовых явлений) создаются самим человеком?
Человек может оказаться не только царём природы (а им он, если честно, особо-то и не является), но и творцом своей собственной реальности. Реальности, в которой место себе и всему окружающему человек определяет сам. Реальности, в которой можно научиться жить.


Впрочем, многое в квантовой физике ещё не доказано. Возможно, было бы опрометчиво отказываться от термина «объективная реальность». У науки всё ещё впереди. Но стоит ли отрицать, что человек действительно творит свою жизнь, свой маленький мир самого себя исключительно самостоятельно, по собственной воле, возможности которой поистине безграничны?

Статья выражает личное мнение автора. Предлагаю прочитать ещё одну интересную статью канала:

Квантовая фантастика может превратить наш мир в райское место

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Почему частицы меняются, когда мы смотрим на них, и для чего нужна Теория Струн?

21 декабря 2020
15 тыс. дочитываний
4,5 мин.







Какова истинная природа Вселенной?
Чтобы ответить на этот вопрос и описать наш мир, люди придумывали самые разнообразные теории. Затем эти теории проверялись, чтобы понять, какие из них работают, а какие нет.
Чем больше мы узнавали об окружающем мире, тем сложнее становились теории. Некоторые из них настолько странные, что действительно сложно понять, о чём они. К примеру, Теория Струн.
О ней слышали все, кто хоть немного интересуется наукой, но чаще всего понимается она неправильно. Для начала следует понять, для чего она вообще нам понадобилась.
Для понимания истинной природы реальности, мы начали разглядывать всё вокруг. Мы открыли для себя целый мир удивительных существ, которых не видно невооружённым глазом. Затем мы увидели работу нашего организма посредством сложных белковых роботов, поняли, что они, в свою очередь, сделаны из молекулярных структур, которые сделаны из атомов.


Довольно долго мы думали, что атомы являются пограничным слоем реальности, но потом мы столкнули их между собой и открыли целый зоопарк разнообразных элементарных частиц, которые, как мы думаем, уже не делятся.
Именно с элементарными частицами начались проблемы. Этот слой реальности нам практически недоступен. Даже с самыми современными приборами мы не способны их увидеть, ведь что такое «видеть»?
Нам для этого нужен свет. Являясь электромагнитной волной, он попадает на объект, отскакивает от него и попадает на наши глаза. Эта волна содержит информацию об объекте, от которого отскочила, а наш мозг способен эту информацию визуализировать. То есть мы не можем «видеть» объект, по сути, без взаимодействия с ним посредством электромагнитных волн. Можно даже сказать, что это своего рода прикосновение.
Проблема с элементарными частицами в том, что они невероятно малы. Электромагнитные волны, которые необходимы нам для зрения, слишком большие, чтобы касаться их. С одной стороны, выход есть. Мы можем создать электромагнитные волны с бо́льшей частотой, но с увеличением частоты, увеличивается и энергия. Когда мы касаемся элементарной частицы такой волной с увеличенной энергией, мы её повреждаем. Так и объясняется принцип неопределённости Гейзенберга, говорящий о том, что, когда мы смотрим на элементарную частицу, мы её изменяем. Этот эффект является основой всей квантовой физики. Именно поэтому мы не можем наблюдать и точно измерять элементарные частицы.
Мы не знаем, как выглядит элементарная частица и какова её природа. На сегодняшний день мы смогли увидеть лишь размытые сферы воздействия элементарных частиц, но не их сами. Но как же нам продвигаться в их изучении? С помощью математики!
Началось всё снова с допущений. Мы решили, что будем представлять частицу точкой в пространстве. К примеру, для электрона, зная его заряд и массу, можно рассчитать эту сферу воздействия. Это называется Теория Поля, которая помогла решить немало проблем.


Стандартная модель физики элементарных частиц построена именно на ней. И она отлично работает. Возвращаясь к тому же электрону, некоторые его квантовые свойства были уточнены до 0,0000000000002%.
Такое видение не только дало нам неплохую картину Вселенной, но и продвинуло науку вперёд, да и современные #технологии сильно скакнули, благодаря этому, изменив нашу повседневную жизнь. В эту картину не вписывается только гравитация.
Насколько нам известно, все физические силы переносятся определёнными частицами, но, согласно Теории относительности, #гравитация не является силой в привычном представлении. Есть хорошая аналогия. Если #Вселенная — это пьеса, то частицы в ней являются актёрами, а гравитация — сценой.
Насколько мы понимаем, гравитация — это теория геометрии пространства-времени. Для её понимания, нам необходимо провести точные измерения, которые в квантовом мире невозможны. Именно поэтому гравитация никак не объединяется с квантовой физикой, а именно такой синтез, как предполагается, даст нам Теорию Всего.
Учёные, в поиске способов этого синтеза, задались вопросом: «что сложнее, чем точка?». Ответ просто — линия (или струна). Они стали представлять элементарную частицу не точкой, а энергетической замкнутой вибрирующей струной. Казалось бы, просто идея, но что делает её такой изящной и привлекательной? Она описывает множество разных элементарных частиц, как различные формы вибраций струны.


Различные вибрации струны, порождающие разные частицы. © KurzgesagtСамым важным является тот факт, что Теория Струн включает в себя гравитацию. Спрашивается, ну и в чём проблема? Дело в том, что бо́льшая часть математики Теории Струн просто не работает в нашей Вселенной с её тремя пространственными и одним временным измерениями. Она работает лишь в десятимерном пространстве. На сегодняшний день никому не удалось избавиться от шести «лишних» измерений.
Казалось, что Теория Струн не может быть полезна, являясь абстракцией, ведь наука предполагает постановку эксперимента для проверки той или иной теории, а с Теорией Струн никакие эксперименты поставить не получится. Всё не совсем так.
Физика основана на математике. Совершенно не имеет значения, как каждый из нас к этому относится. Математика, на которой построена Теория Струн, работает. Именно поэтому она может быть полезна и, скорее всего, ещё сыграет свою роль. Представьте себе разницу между воздушным змеем и огромным реактивным самолётом. Имея понимание работы первого, вы, рано или поздно, придёте к созданию второго, несмотря на их огромные различия.
Именно поэтому Теория Струн может дать нам ответы на пару-тройку вопросов о квантовой гравитации, дав тем самым верное направление в поиске истинного устройства Вселенной.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Что такое квантовая биология


Все во Вселенной состоит из элементарных частиц. Изучением их и связанных с ними явлений занимается квантовая физика — странная наука, где много всего неопределенного. Но что, если квантовые эффекты распространяются не только на квантовые масштабы, но и на жизнь в целом? Поисками ответа на этот вопрос и занимается квантовая биология.




«Если тебя квантовая физика не испугала, значит, ты ничего в ней не понял».
© Нильс Бор, лауреат Нобелевской премии 1922 года, один из создателей современной физики
Биологи не очень любят связываться с физикой. Будучи студентами, они посещают вводные курсы по физике, а потом благодарят богов науки, что им больше не придется беспокоиться об Эйнштейне, Максвелле и Ньютоне. Что касается квантовой физики, то большинству биологов вообще нет нужды о ней задумываться. Они изучают молекулы в таких крупных масштабах, что им не надо знать ничего сверх основ квантовой механики. Привычной модели молекулы достаточно для изучения взаимодействий между триллионами органических молекул. Физики же изучают квантовую механику в вакууме при почти абсолютном нуле. Принято считать, что в условиях тепла и беспорядка, царящих в живых клетках, квантовые эффекты можно, по сути, игнорировать.
Между тем некоторые ученые предполагают, что существуют биологические феномены, которые можно объяснить квантовой механикой — и только. В своей книге «Что такое жизнь?» Эрвин Шредингер постулировал, что квантовая механика способна оказывать серьезное воздействие на клеточные функции. Он предположил, что генетический материал может храниться и наследоваться посредством сохранения информации в разных квантовых состояниях. И пусть позднее Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик выяснили, что ДНК — переносчик генетической информации, Шредингер дал начало квантовой биологии.
Квантовое туннелирование

Не так давно продуманные до мелочей эксперименты предоставили доказательство того, что квантовая биология сильно влияет на жизнь. Оказалось, ферменты — катализаторы реакций в клетке — используют так называемый туннельный эффект, или квантовое туннелирование. При помощи этого механизма они могут перемещать электрон или протон из одной части молекулы в другую.
Квантовое туннелирование предоставляет ферментам быстрый и эффективный способ переорганизации молекул для поддержания реакций. Этот процесс невозможно объяснить при помощи классической физики. Для понимания этих реакций необходимы квантовые вероятности и дуальности.
Туннельный эффект также играет роль в мутациях ДНК. ДНК — это двухцепочечная молекула, части которой удерживаются вместе при помощи водородных связей. Эти связи можно изобразить примерно так (см. картинку).


Диаграмма водородной связи в аденин-тимине / © Adam David Godbeer/Jim Al-Khalili/P. D. Stevenson Белые атомы принадлежат водороду. В этом соединении есть две водородные связи. Считается, что атомы водорода могут «перепрыгивать» на другую сторону при помощи квантового туннелирования. Если цепочки ДНК разделены во время прыжка водорода на другую сторону, то эти связи могут скопироваться или воспроизвестись неправильно. Мутация, появившаяся в результате туннелирования водорода, потенциально может вызвать заболевание.
Квантовая когерентность

Фотосинтез — один из самых важных процессов жизни. Когда фотон света попадает в пигмент, он поглощается, а вместо него освобождается электрон. Затем электрон попадает в электрон-транспортную цепь, накапливающую химический потенциал, который можно использовать для генерации АТФ (аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфатная кислота). Но чтобы попасть в электрон-транспортную цепь, электрону нужно переместиться из одной точки, из которой его освобождает фотон, через хлорофилл, в точку, известную как реакционный центр. Есть множество путей, по которым электрон может достичь его.


Квантовая когерентность в фотосинтезе / © Jim Al-Khalili При помощи принципов квантовой когерентности и квантового запутывания электроны могут перемещаться по самым эффективным путям, не затрачивая энергию на тепло. Согласно квантовой когерентности электроны могут двигаться в нескольких направлениях одновременно из-за своих волнообразных свойств. Таким образом, электроны способны перемещаться по нескольким разным путям одновременно для достижения реакционного центра. Этот феномен позволяет максимально эффективно переносить энергию.
Квантовая когерентность может влиять и на другие аспекты жизни. Некоторые ученые предполагают, что сетчатка человеческого глаза использует когерентность для передачи сигналов из глаза в мозг. Они утверждают, что фотоизомеризация — изменение в структуре фотонного рецептора — происходит так быстро, что такую скорость может обеспечить только квантовая когерентность. С учетом этого в природе вполне может существовать еще множество биохимических путей, использующих квантовую когерентность, и они только и делают, что ждут, когда их наконец откроют.
Квантовая запутанность

Запутанность — одна из самых сложных для понимания концепций квантовой механики. Она описывает взаимодействие между двумя или более квантовыми частицами. И пусть это еще не подтверждено, считается, что квантовая запутанность может объяснить магниторецепцию. Магниторецепция — способность организмов чувствовать магнитное поле и определять свое расположение на местности в соответствии с ним. Птицы и животные используют эту способность, чтобы чувствовать магнитное поле Земли и мигрировать. Долгое время точный механизм этого явления был тайной. Возможно, магнитное поле Земли влияет на механизм, использующий радикальные пары внутри сетчатки, а запутанность внутри этой пары может предоставлять организмам квантовый сигнал, работающий словно компас: об этом рассуждали Джим Аль-Халили и Джонджо МакФадден в своей книге «Жизнь на грани. Ваша первая книга о квантовой биологии».


Схематическое описание «квантового компаса» у птиц / © Zhang-qi Yin/Tongcang Li Что же дальше?

Квантовая механика может влиять на многие биохимические функции. Некоторые считают, что обоняние — то, как мы чувствуем запахи — может быть результатом квантовых вибраций молекул. В то же время существуют исследования, указывающие на то, что с квантовой механикой связано броуновское движение внутри клетки.
В любом случае квантовая биология — молодое направление науки, но похоже, что у него есть серьезный потенциал. Остается только ждать и наблюдать за новыми исследованиями в этой области.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://www.popmech.ru/science/39282...likoy-pustoty/

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Ученые обнаружили очень необычное явление. Все что мы знаем о материи может оказаться заблуждением

2 января
70 тыс. дочитываний
8 мин.







Мы привыкли воспринимать наш мир как реальность, в которой материя не появляется из ниоткуда. Нам кажется, что наука построила теоретическую концепцию способную объяснить, все что мы видим вокруг как определенный набор взаимосвязанных правил и закономерностей, подтверждаемых в условиях научного эксперимента.


Но правда в том, что в действительности, все это может оказаться заблуждением, которое разрушится как карточный домик, как только экспериментальная наука получит достоверные лабораторные результаты, необъяснимые с точки зрения современной научной доктрины. И судя по всему, этот процесс уже идет...
Необъяснимые факты

Более 10 лет назад, на американском протон-антипротонном коллайдере Тэватрон было зарегистрировано явление, которому физики до сих пор не смогли найти убедительного объяснения.
Стоит отметить, что это не сбой аппаратуры и не ошибка интерпретации результатов эксперимента. Статистическая значимость обнаруженного эффекта столь велика, что мы можем смело говорить о первом ярком экспериментально доказанном явлении, не укладывающемся в рамки Стандартной модели.
Прежде чем говорить о том, что произошло, нужно вкратце вспомнить что такое Стандартная модель в квантовой физике и какова ее роль в современном представлении об окружающем нас мире.
Все что мы знаем о материи или основа современной научной картины мира

Во второй половине 20 века в физике была создана так называемая Стандартная модель - теоретическая конструкция, описывающая три фундаментальных взаимодействия (электромагнитное, сильное и слабое) всех элементарных частиц. После двух незначительных расширений в конце восьмидесятых (открытие векторных бозонов) и в начале двухтысячных (описание нейтринных осцилляций) современную теоретическую конструкцию физики элементарных частиц можно считать состоявшейся. В 2012 ученые нашли подтверждение существования бозона Хиггса и с этого момента все 61 предсказанные Стандартной моделью элементарные частицы были обнаружены.
Говоря, кратко Стандартная модель — это наша научная картина мира, описывающая материю на атомном уровне. При этом важно отметить, что в рамки этой концепции не вписывается четвертое фундаментальное взаимодействие - гравитация.
Но вернемся к тому, что же было обнаружено на Тэватроне

Коллаборация CDF сообщила, что в ходе работы ускорителя было зарегистрировано много событий, обладающих очень необычными свойствами. Главными участниками этих событий были мюоны (элементарные частицы класса лептонов, к которым относятся и электроны). Мюоны интересны тем, что в отличии от электронов они очень редко взаимодействуют с другими частицами и способны проходить через многие метры материи без ионизации, потери энергии и поглощения.
Такая высокая проникающая способность объясняется весом (мюоны в 200 раз тяжелее электронов) и нечувствительностью мюонов к сильному ядерному взаимодействию. По этой причине любой процесс, в ходе которого рождается много мюонов, выглядит довольно странно, ведь по факту, у каждого мюона должна быть своя «причина» для рождения.
В зарегистрированных коллаборацией CDF событиях рождалось не просто много мюонов, они еще и появлялись на значительном удалении от экспериментальной зоны. Некоторые из частиц рождались не вблизи оси столкновения протонов участвующих в эксперименте, а вообще за пределами вакуумной трубы ускорителя, внутри которой летают протонные сгустки. Подобное возможно, только если в природе существуют неизвестные частицы переносчики способные незаметно вылетать из ускорителя и распадаться, порождая мюоны. Но проблема не только в том, что такие частицы неизвестны науке.
В ходе эксперимента было установлено что мюоны рождались группами по несколько штук, создавая эффект мюонной струи.
Это вообще не вписывается в рамки Стандартной модели и квантовой физики в целом. Все говорит о том, что причиной мюонных струй должен быть какой-то совершенно необычный и неуловимый материальный источник с невероятными, с точки зрения Стандартной модели, свойствами.
Эти экспериментальные данные заставляют задуматься над тем, соответствует ли наша научная картина мира объективной реальности?
Дальше больше!

Современные космологические наблюдения говорят о том, что Стандартная модель в принципе способна описать только 4 % материи во Вселенной. Остальные 96% - на треть темная материя и на две трети темная энергия. При этом последняя это, по сути, не имеющая никакого достоверного научного объяснения физическая субстанция.
Почему так поисходит?
Возможно, причина в том, что в основе общепринятой научной доктрины две научные теории, противостоящие друг другу?
Квантовая физика против гравитации

В начале статьи я сказал о том, что Стандартная модель не объясняет гравитацию и как следствие не стыкуется с ОТО (Общей Теорией Относительности).
Но правда в том, что фундамент современной науки - ОТО и Стандартная модель не просто разные теории, они прямые антагонисты друг другу.
ОТО это классическая теория поля, описывающая наблюдаемую Вселенную как детерминированный набор чисел, которые могут рассказать о состоянии пространства-времени везде и всегда и при этом сделают это с однозначной точностью.
Как сказал американский физик Джон Уиллер:

«Масса говорит пространству-времени как изгибаться, пространство-время говорит массе как двигаться.»

А в квантовой физике с ее Стандартной моделью все в точности, наоборот. Стандартная модель — это царство статистической вероятности и неопределенности, иногда лежащей за гранью здравого смысла и четкой описательной логики. В квантовом мире частицы взаимодействуют друг с другом при помощи других частиц – переносчиков взаимодействия, которые называются виртуальными частицами, способными на короткое время нарушать закон сохранения энергии (фундаментальный закон природы известный так-же как первое начало термодинамики).
Судя по всему, все что мы знаем о материи может оказаться придуманной интерпретацией реальности

Нам кажется, что современная наука имеет четкое представление о нашей Вселенной, но в действительности это совершенно не так.
Необъяснимые результаты экспериментов и противоречивость базовых научных теорий, описывающих Вселенную, говорят о том, что прямо сейчас мы стоим перед лицом фундаментальных изменений научной доктрины в целом и глубокой тектонической трансформации нашего мировосприятия.
Совершенно очевидно, что основа квантовой физики – Стандартная модель — это временная научная конструкция, которая не может достоверно описать реальность, ибо содержит много необъяснимых внешних параметров и не включает гравитацию.
С другой стороны, у гравитации и описывающей ее (ОТО) Общей теории относительности проблемы еще серьёзней. В отличии от других фундаментальных взаимодействий, гравитация работает со всеми видами масс и энергий. Если мы попробуем описать гравитация при помощи квантовой физики, нам придётся ввести частицу переносчик – гравитон. Но на малых расстояниях (ядро атома) рой гравитонов, необходимых для взаимодействия со всем вокруг, должен создавать сильнейшее гравитационное поле, которое в конечном итоге стремится к бесконечности. Но в реальном мире подобной бесконечности нет! Наоборот, гравитация как раз очень слабо действует именно в микромире.
Если обе фундаментальные теории, на которых построена современная наука настолько умозрительны и недостоверны, то как тогда физикам удается решать практические задачи? Как мы строим спутники, рассчитываем орбиты и вообще делаем сложные механизмы спросите вы?
Обман под названием «перенормировка»

Мало кому известно, но наши ученые просто подправляют свои расчеты при помощи так называемой перенормировки. По своей сути это математическое исправление результатов расчетов, сделанное с целью приведения теоретически предсказанных параметров в соответствие с наблюдаемыми результатами.
Перенормировка – простым языком
Представьте, например, что вы создали красивую теорию, в которой 2+2=5. Все в теории логично и понятно, но, когда вы к двум яблокам добавляете еще два, в итоге, получается 4, а не 5. В этот момент вы вводите поправочный коэффициент -1 и меняете ответ в расчетах, сделанных по вашей теории так, чтоб получилось 4.
Это математическое жульничество и называется перенормировкой. Именно благодаря подобным приемам физикам удается избавиться от бесконечностей в основных теориях.
Не все ученые согласны с такой практикой подтасовывания результатов. Вот, например, что говорил по этому поводу один из создателей квантовой электродинамики, знаменитый физик Ричард Фейнман.

Этот трюк, который мы делаем… Технически он называется перенормировкой. Но неважно насколько умным словом он назван, я бы назвал его сумасшествием! Обращение к таким фокус-покусам не дает нам права утверждать, что теория квантовой электродинамики математически консистентная. Удивительно, что до сих пор толком не удалось это доказать. Я думаю, перенормировка не может считаться верным решением с точки зрения математики.

При этом при рассмотрении гравитации все еще печальней. Бесконечность в энергиях, согласно ОТО, тянет за собой бесконечную кривизну пространства-времени везде на микроуровне. Такое нельзя исправить даже перенормировкой и физики просто не делают расчеты относительно расстояний меньше определенного предела.
Магия планковской длинны

При переходе к особо малым расстояниям называемым планковской длинной перестают работать все созданные нами теории. Это расстояние намного меньше атома. Расчеты, сделанные для таких малых объектов на основании общепринятых научных теорий, предсказывают совершенно абсурдные результаты. Квантовая механика утверждает, что при таких масштабах постоянно и абсолютно случайно возникают и исчезают крошечные черные дыры, а гравитация предполагает присутствие бесконечной энергии, которая неизвестно откуда берется. В общем сейчас мы совершенно не понимаем, как выглядит материя нашего мира в масштабах меньше планковской длинны.
Грустный и одновременно волнительный вывод

Мы можем констатировать неутешительный вывод о том, что современная научная картина мира — это смесь догадок и противоречивых умозаключений, вперемешку с откровенным математическим жульничеством. Мы не можем создать единую теорию способную описать окружающий нас мир и материю не потому, что еще не все исследовали и описали, а потому, что не понимаем основных принципов, на которых построена наша Вселенная. Это конечно грустно.
Но мы постепенно осознаем в чем заблуждались, когда строили свое представление о Вселенной. Рано или поздно, именно осознание этих ошибок расчистит место для создания новой единой теории пространства времени и материи.
Я убежден что такая теория одновременно будет и концепцией мультивселенной, способной объяснить не только как построена наша Вселенная, но и где ее место в большом материальном мире. Все это породит целый веер новых технологий с безумными по современным меркам возможностями. Жизнь людей сильно изменится и это безусловно волнительно.
Вместо послесловия

Занимаясь этой темой более четверти века, я понял, что дорога, которую предстоит пройти земной науке на пути создания единой теории пространства времени и материи, по всем признакам будет намного продолжительней чем жизнь одного поколения.
Но, с другой стороны, это не означает что в какой-то момент не будет сделан решительный рывок в создании новой научной доктрины. Я очень надеюсь, что это произойдет именно на наших глазах.
Печатая материалы на этом канале, я не только высказываю собственные идеи по этому поводу, но и пытаюсь пробудить интерес людей работать над этой темой самостоятельно.
Описанные в этой статье идеи, аргументы и выводы являются частью доктрины Синтропизма.
https://www.syntropism.com/

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

https://zen.yandex.ru/media/id/6001a...8eb86b105b5c76
https://zen.yandex.ru/media/pryanik_...45405165c79ea1

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков

Моника Грейди — профессор планетологии и космической науки в Open University, которая часто проводит тематические лекции для широкой аудитории. Одно из недавних и нашумевших ее выступлений было посвящено весьма интригующей теме: может ли всемогущий Бог (в данном случае – христианский Творец, каким его привыкли воспринимать обыватели) быть связан законами физики нашего мироздания, и если да – то как именно? И, если рассматривать вопрос шире, если во Вселенной есть силы, способные нарушать физические законы – то почему мы до сих пор не были свидетелями подобных событий?


Василий Макаров редакция


Тэги:

• Космос
• Физика
• Вселенная
• Квантовая запутанность

Может ли Бог двигаться быстрее скорости света?


Со школьной скамьи все мы помним, что в мире не существует объектов, способных двигаться быстрее скорости света. Фотоны распространяются в вакууме со скоростью 299 500 км/с – казалось бы, цифра совершенно феноменальная. Однако несколько лет назад группа физиков предположила существование частиц, которые преодолевают световой предел скорости. В настоящее время это лишь теория, не подкрепленная доказательной базой. Если предположить, что тахионы в самом деле существуют, то они искажали бы саму ткань пространства-времени. Возможно, что это происходит на уровне, который современные приборы попросту не могут зарегистрировать – но пока свидетельств этого не обнаружено.
Все становится намного интереснее, если мы попытаемся подсчитать, какую дистанцию прошел свет с момента гипотетического рождения Вселенной – Большого Взрыва. Согласно последним расчетам, за 13,8 миллиарда лет существования нашей реальности самые первые фотоны прошли уже 1,3 х 1023 километров. При этом Вселенная продолжает расширяться скоростью примерно 70 км/с на Мпк (Мпк = мегапарсек, или же «30 миллиардов миллиардов километров). Таким образом, расстояние до края Вселенной в данный момент составляет около 46 миллиардов световых лет.
Стоит отметить, что на самом деле Вселенная намного больше, чем мы способны увидеть. Самый удаленный от Земли объект, который удалось разглядеть астрономам – это галактика GN-z11, отстоящая от нас примерно на 13,4 миллиарда световых лет. То есть, когда во Вселенной вспыхнула самая первая искра света, она находилась от того, что в будущем станет Млечным Путем всего в трех миллиардах световых лет.





РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ


Мы не можем обозреть всю Вселенную, что сформировалась после Большого Взрыва, потому что свет самых первых долей секунды новой реальности еще просто не достиг нас. Поэтому нельзя со 100% вероятностью утверждать, что физические законы не нарушаются и не искажаются в областях, пока недоступных взору чуткой аппаратуры человечества. Может ли Бог двигаться быстрее скорости света? Возможно, но если это и происходит в сколько-нибудь значимых масштабах, то вне границ наблюдаемого космоса. Кроме того, одна из самых популярных точек зрения заключается в том, что наша Вселенная – лишь часть Мультивселенной, более протяженной области космоса.

Пара слов о Мультивселенной
















РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ


Идея мультивселенной поддерживается теорией инфляции — идеей о том, что Вселенная сильно расширилась до того, как ей исполнилось 10 ^ -32 секунды от роду. Инфляция — важная теория, потому что она может объяснить, почему Вселенная имеет форму и структуру, которые мы видим вокруг себя.

Но если инфляция может произойти один раз, то почему бы ей не случаться два, три раза и так далее? С помощью современных экспериментов ученые уже установили, что квантовые флуктуации могут привести к тому, что пары частиц внезапно возникнут, а через мгновение так же внезапно исчезнут. И если такие колебания могут производить частицы, то почему не целые атомы или вселенные? Было высказано предположение, что в период хаотической инфляции разные процессы происходили с разной скоростью – таким образом квантовые флуктуации расширения могли породить «пузыри» реальности, которые взорвались и стали самостоятельными вселенными.

Но вписывается ли в Мультивселенную привычный нам концепт Бога? Что ж, отличительная особенность нашей Вселенной заключается в том, что ее сложнейшая структура невероятным образом сложилась именно так, что простейшие элементы в итоге образовали такое сложное и в некоторым смысле аномальное явление, как жизнь, которая в дальнейшем еще и обрела разум. Ученые не могут и не стремятся дать ответ на вопрос, был ли это преднамеренный план некой высшей силы или просто фантастическая череда случайностей – исследованием этого вопроса занимаются не научные, а религиозные институты. Зато с самой теорией о существовании Мультивселенной наука работает с удовольствием и энтузиазмом. У гипотезы о существовании параллельных миров есть пока что одно крайне слабое место: до сих пор не было выявлено никаких точек соприкосновения между нашим «пузырем реальности» и другими. Однако это подводит нас с другому, не менее любопытному вопросу.








РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ


Квантовая запутанность: может ли Бог находиться одновременно в двух местах









Постоянные читатели нашего журнала прекрасно осведомлены о том, что с каждым годом интерес к квантовой «грани» нашего мироздания неуклонно возрастает. Это связано с тем, что в научной среде уже больше полувека существует парадокс: физические законы «классической» реальности перестают работать на квантовом уровне мироздания, где материя внезапно начинает вести себя аномально и непредсказуемо – их изучением и попытками найти между ними связь занимается квантовая механика.

Одна из расхожих теорий квантовой механики допускает существование явления, известного как «квантовая запутанность». Суть его проста и сложна одновременно: если две частицы спутаны друг с другом, то манипулируя одной из них вы автоматически влияете на другую, даже если та находится на колоссальном расстоянии от своей пары и они, на первый взгляд, совершенно не имеют возможности взаимодействовать друг с другом.








РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ


Представьте себе частицу, которая распадается на две субчастицы, A и B. Свойства субчастиц должны складываться со свойствами исходной частицы — это принцип сохранения. Например, обе частицы обладают квантовым свойством, называемым «вращение» — грубо говоря, они движутся, как если бы они были крошечными стрелками компаса. Если исходная частица имеет нулевой «спин», одна из двух субчастиц должна иметь положительный спин, а другая — отрицательный, а значит у каждой частицы есть 50% шанс получить положительный положительный или отрицательный спин (Согласно квантовой механике, частицы по определению находятся в смеси разных состояний, пока вы не измерите их).

Свойства A и B зависимы друг от друга — они запутаны — даже если частицы находятся в разных лабораториях на разных планетах. Если вы измеряете вращение A и обнаруживаете, что оно положительное, то ваш коллега, измеряя вращение B точно в то же время, обнаружит отрицательный спин.

Но — и здесь все становится куда менее очевидным – если субчастица А при измерении показала положительный спин, то ее родственница B в тот же самый момент становится отрицательной. Другими словами, информация о состоянии спина передавалась между двумя субчастицами мгновенно, и это не фигура речи. Такая передача квантовой информации, по-видимому, происходит быстрее скорости света. Даже сам Эйнштейн описал квантовую запутанность как «жуткое действие на расстоянии», признав, что не до конца понимает ее природу.

Итак, в конце концов, в мире все-таки есть нечто более быстрое, чем скорость света: квантовая информация. Это не доказывает и не опровергает существование Бога, но, по мнению Моники Грейди, поможет думать о нем в физических терминах и представить его как, например, поток запутанных частиц, передающих квантовую информацию так быстро, что для нас с вами он словно находится одновременно в двух местах. Или в трех. Или... возможно, даже в нескольких вселенных одной Мультивселенной.

Заключение


Сама профессор Грейди призналась, что на поставленные вопросы ее лекция вряд ли отвечает даже отчасти. В самом деле, для того, чтобы рассматривать Бога с точки зрения науки, ему для начала нужно дать научное описание и характеристику, чего пока не сделал ни один, даже самый выдающийся ученый. Более того: в мире не существует эксперимента, способного измерить гипотетическую силу, составляющую всю Вселенную и, возможно, неизмеримо больший пласт реальности все ее. И, тем не менее, сам по себе концепт некой абсолютной величины – это очень удобная отправная точка, обращаясь к которой физики могут строить интересные гипотезы и выводить теории, описывающие окружающий нас мир.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Кем является человек? [ Квантовая физика индивидуальности]

9 декабря 2020
10 тыс. дочитываний
4 мин.







601 нравится






(Иллюстрация: Skye Studios on Unsplash)Хотя всем нам нравится думать о себе как о уникальных личностях, квантовая физика давно предполагает, что это представление является иллюзией. Один из основных принципов буддизма, который ставит его в противоречие с большинством других религий, особенно авраамических, заключается в том, что нет «Я», нет ядра или сущности, которые делают человека личностью. Скорее люди представляют собой смесь мыслей и чувственных впечатлений. Осознание их нами является общим и неотличимо от иных. Таким образом, все предполагаемые признаки нашей индивидуальности на самом деле являются частью мира, а не нашим «я». Таким образом, наше ощущение Самости и уникального индивидуального существования - это психологическая уловка нашего мозга, способ интеграции мыслей и убеждений в единое Я таким же образом, как наши мышцы, кости и сухожилия интегрируют совокупность клеток в все тело.
Квантовая механика, кажется, поддерживает эту идею в том смысле, что частицы не обладают индивидуальностью, но фактически неразличимы, кроме как по своим свойствам. В то время как классическая статистика рассматривает частицы как индивидуумы, квантовая статистика - нет. Возьмите электрон и замените его другим электроном, и вы не заметите разницы. Этот так называемый постулат неразличимости лежит в основе квантовой статистики.
Более фундаментальная квантовая теория поля идет дальше, чем квантовая механика, и отбрасывает само понятие частиц, а вместо этого просто создает статистику «да/нет», где «да» в определенном месте указывает на то, что частица есть, а «нет» в том же месте указывает на отсутствие частицы (это называется виртуальными частицами). Поле - это одно целое с одной природой, и идентичность включается в распределение ее поля.
Это мало чем отличается от индуистского представления о божественности. Все - Бог. Бог - это все, и наша индивидуальность подобна «да/нет» в области божественного. Это контрастирует с четким различием, проводимым в западных религиях между Богом и людьми. В этих религиях Бог дает людям индивидуальность, поскольку они созданы из «праха» (лучший перевод может быть «почва»), а не обладают своей индивидуальностью в силу своей собственной божественной природы. Таким образом, мы – существа из грязи, личность и индивидуальность которых проистекает из божественного духа, вдыхаемого в нас извне.
Независимо от мнения Бога по этому поводу, мы можем спросить, важна ли вообще индивидуальность для нашей природы. Опираясь на альтернативную философию, которая является одновременно древней и постмодернистской, квантовые частицы могут вообще не иметь никакой внутренней идентичности, но люди присваивают им свою идентичность посредством именования. Таким образом, называя частицу обладающей определенным набором свойств (поскольку электрон, безусловно, не имеет представления о свойствах, которые люди выбрали для измерения), экспериментатор, подобно богу, придает внешнюю идентичность частице в своем детекторе.
Точно так же посредством именования люди наделяют друг друга идентичностью, и как социальные существа мы впитываем это чувство идентичности. Этот социолингвистический источник индивидуальности имеет то преимущество, что не требует изобретения источника идентичности, помимо физического, но у него есть недостаток, заключающийся в том, что он означает, что мы такие, какими нас называют другие люди.
Хотя очевидно, что генетика и другие физиологические факторы также должны играть здесь роль, ни один из этих источников сам по себе не придает никакой идентичности. Скорее они информируют нас о том, как «назвать» нашу личность. Сама идентичность происходит из обозначения этих внешних и внутренних факторов. Таким образом, язык становится ключевым как в квантовой физике, так и в человеческой идентичности. Ведь язык, разговорный или математический, описывает, что такое частица, поле или человек, и что может считаться частью ее природы по сравнению с другой. И действительно, природа этого языка: английский, французский, китайский или теория операторов в гильбертовом пространстве определяет, какие типы тождеств могут существовать.
В средние века эта идея получила название номинализм: идея о том, что язык является основой метафизики (теории сущности). Виллем Оккам и Питер Абеляр, как известно, поддерживали эти идеи. Буддизм также можно рассматривать как номиналистическую философию. Эссенциалисты и неоплатоники/аристотелевские философы, такие как Фома Аквинский, отвергали его.
Если вы платоник и верите, что существует «мир форм» или томист (тот, кто заимствует свою философию от Фомы Аквинского) и считаете, что формы существуют в разуме или духе Бога, вы представляете себе это (примитивную идентичность не зависящую от свойств) существующим отдельно от реальности. Ибо в «реальном» мире мы не находим источника такового.
Но даже здесь возникает вопрос, где же индивидуальность. Фома Аквинский считал, что душа - это платоническая форма тела. Таким образом, каждый из нас имеет уникальную форму. Платон, однако, предположил, что каждый экземпляр вещи имеет форму или шаблон в каком-то другом мире. Имеют ли электроны, лишенные аквинских душ, платоническую форму? Или это поле, в котором они существуют, является своего рода универсальной формой электронности как внутри мира, так и стоящей отдельно от него? Если это так, то индивидуальность может быть не так важна, как данное свойство квантовых полей. Таким образом, наша собственная идентичность и самоощущение - не более чем «да» в квантовом поле, которое порождает наше существование.
В этом случае квантовая теория поля может сразу дать нам сущностную идентичность и забрать ее, поскольку мы не можем отличить себя от других, существуя, скорее, в квантовом поле размером со Вселенную, которое присваивает нам сущность.
Независимо от нашего осознания собственного существования, наша природа может быть существенной, но если так, то научным способом определить это невозможно. Более того, что бы это ни было, вероятно, оно гораздо более примитивно, чем то, в чем мы хотели бы видеть свою уникальность.
Наша идентичность с психологической точки зрения является функцией нашего мозга, которая проявляет свою идентичность через развитие и взаимодействие генетики, окружающей среды, языка и обстоятельств. Любое «я» за пределами этого кажется делом веры.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

DeepMind бросает вызов Богу, природе и эволюции

3 февраля
4,8 тыс. дочитываний
1,5 мин.







191 нравится




Проект создания «Океана Соляриса» — самоорганизующейся разумной материи



Источник: SELF-ORGANIZING INTELLIGENT MATTER:
BLUEPRINT FOR AN AI GENERATING ALGORITHMA https://arxiv.org/pdf/2101.07627.pdfВы сомневаетесь, что креативностью люди превосходят любой из возможных ИИ?
Тогда что вы скажете о проекте, цель которого превзойти креативностью самого Создателя?

Речь идет о создании принципиально иного типа разума. А заодно и мира, в котором такой разум будет жить, подобно Океану из романа Станислава Лема «Солярис».

✔️ В этом мире не будет различий между организмами и машинами, поскольку нет разделения между агентом и окружающей средой.
✔️ Здесь иной принцип появления и развития интеллекта — не эволюция живых организмов, а эволюция самоорганизующейся разумной материи (self-organizing intelligent matter), которую далее я буду называть «Океаном».
Океан состоит из атомарных элементов, способных на нейронные операции и взаимодействующих посредством обмена информацией на основе физико-подобных правил, свойственных окружающей среде.
Эволюционный процесс, идущий внутри Океана, ведет к появлению различных организмов (состоящих из множества атомарных элементов), которые могут сосуществовать и процветать в окружающей среде Океана.
Поскольку в этом мире нет даже понятия «агент», и существует только среда Океана, для эмуляции такого мира отпадает необходимость двух разных платформ (как в нашем мире) — одна для физической части (физический симулятор тела существа или робота) и одна для нейронной часть — нейросетевая структура, типа TensorFlow, PyTorch или Jax. Вследствие этого авторам хватило для эмуляции Океана одной платформы Jax, на которой они и экспериментируют.
Цели экспериментов

1. Нащупать основу общего алгоритма генерации ИИ в среде Океана.
2. Понять, какая физика необходима для взрыва разнообразия и подъема интеллекта.

• Наш мир построен из элементарные частиц (кварки и электроны). Первые объединяются в протоны и нейтроны (и есть несколько других частиц, таких как фотоны), которые объединяются в атомы. Некоторые основные атомы (в первую очередь, углерод, водород, кислород, азот и фосфор) образуют большое разнообразие молекул в виде белков и других типов молекул, в конечном счете, служащих основой для построения клеток, как основных единиц жизни.
• В мире Океана, когда его фундаментальные единицы уже могут проявлять сложное взаимодействие и поведение, всё должно быть иначе.

Резюмируя, можно сказать, что авторы хотят построить более совершенный мир, чем создан природой.

• Мир, в котором не нужны сложная химия и классическая физика.
• Мир, в котором есть только основные законы энергии.
• Мир, которому, возможно, вообще не нужна какая-либо встроенная сложность.
• Мир, в котором, появление естественного и искусственного интеллекта — это одно и то же. И значит, создав естественный интеллект, можно будет использовать тот же путь для создания ИИ, способного превзойти естественный в неограниченном масштабе.

Вот чем (среди прочего) занимаются в компании №1 мира по разработке ИИ. А кто-то еще спрашивает, куда у DeepMind утекают миллиарды R&D бюджетов. Не удивлюсь, если среди прочего, они утекают в Океан

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Что общего у квантовой физики, психологии и эзотерики или научный метод управления реальностью

20 января
908 дочитываний
3 мин.







96 нравится




Добрый день, дорогие читатели. Сегодня расскажу вам об одной интересной мысли, прочитанной мной в книге Джо Диспенза «Сила подсознания».


фото: unsplash.com, фотограф Greg RakozyКвантовая физика – это физика, изучающая поведение мельчайших частиц. Направление относительно новое, но очень перспективное. Именно квантовая физика и механика дают научную основу для таких, казалось бы, невероятных вещей, как параллельные миры и телепортация. Но попробуем разобраться в этих сложных темах простыми словами на примере трех принципов квантовой физики.
Принцип 1. Атом – это энергия. Точнее атомы на 0,00001% состоит из материи (это ядро) и на 99,99999% - из энергии (это облако электронов). Раньше, в классической ньютоновской физике модель атома считалась полностью материальной. Казалось бы, и что нам, простым людям, научные изыскания ученых? Но вот дело в том, что мы все состоим из атомов. Если продолжить эту мысль на бытие человека, то получается, что мы тоже на 99,99999% - энергия??
С 0,00001% материи понятно, мы ее в зеркало каждый день наблюдаем. А что же тогда энергия?? Получается, что это наши Душа, Дух, энергетические поля, мысли и мыслеобразы. А именно все то, что классическая наука всегда отвергала. И вот теперь оказывается, что все не так просто, что большая часть нашего бытия – это то, что мы не видим и чем мы слабо управляем.
Принцип 2. В квантовой физике считается, что электроны одновременно существуют в нескольких вероятностях. То есть, если «приземлить» эту мысль, получается, что мы с вами одновременно существуем в нескольких возможных сценариях развития нашей жизни.
Принцип 3. Выбор вероятности происходит в момент, когда появляется наблюдатель. В момент, когда наблюдатель замечает электрон, происходит пересечение пространства и времени, и в результате из бесконечного множества вероятностей возникает конкретное физическое событие.
Давайте предположим, что этот наблюдатель – это мы сами. Джо Диспенза утверждает, что таким образом мы сами выбираем свое настоящее и будущее, фокусируя на чем-то внимание. И от того, на чем именно мы сосредоточены, наше будущее и зависит.
Масштабно, не так ли? И вполне научно обосновано. Если хотите деталей, дорогие друзья, советую полностью прочитать книгу. Доктор Диспенза достаточно подробно описывает и научную базу, и предлагаемый метод управления реальностью.
А именно – формирование образа будущей вероятности через медитацию. Основная задача – представлять себя в желаемом событии, чувствовать эмоции, мысли, которые будут связаны с этим событием. Ощущать себя так, будто мы уже в этом событии находимся. И главное – быть благодарным Мирозданию за то, что у нас это (пока еще вероятное) будущее уже есть. И тогда мы силой своей мысли (99% нашего бытия) сфокусируем внимание на нужном варианте вероятности, и материальный мир под него подстроится.
Однако медитировать нужно правильно, иначе не сработает. Какие основные ошибки подстерегают на этом пути:

1. Пытаться подсказать / навязать / угадать способ реализации желаемого. Это ломает процесс формирования вероятности. Наша задача – создать образ и передать его Мирозданию для реализации. А способ выполнения – это не наша забота.
2. Постоянно «контролировать процесс» и жаловаться, что желаемое еще не получено. Это ломает настройку фокуса и в результате мы концентрируемся на том, чего нет. И это «отсутствие» и получаем. Закон работает, ему все равно что выполнять.
3. Не быть благодарным. Торговаться с Мирозданием бесполезно. Мол сначала ты мне материализуй, а уж потом я буду говорить спасибо. Нужно ощущать себя так, будто у тебя желаемое уже есть и быть за это благодарным, тогда и материальный мир подстроится.

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Как квантовая механика стала отрицать саму себя

В новой необычной интерпретации квантовой механики квантовая механика вообще исчезает. Все ее странные законы и пугающие эффекты оказываются результатом скрытых взаимодействий между бесконечным множеством «параллельных вселенных».


Роман Фишман редакция


Тэги:

• Нетленка
• Квантовые технологии

Элементарные частицы существуют в неопределенности, в одновременном наложении нескольких возможных состояний, которое описывается их волновой функцией. Однако мы вполне можем наблюдать или даже измерить какую-то конкретную характеристику частицы: ее волновая функция при этом коллапсирует, более или менее случайным образом «выбрав» определенное состояние. Это один из самых странных парадоксов физики — как будто нечто внешнее «решает», что именно мы увидим, наблюдая мир, и «показывает» его нам под определенным углом.
Мировая бесконечность


Еще 60 лет назад для объяснения этого парадокса Хью Эверетт выдвинул многомировую интерпретацию квантовой механики, согласно которой в природе реализуются все возможные состояния, только в разных вселенных. Каждый коллапс волновой функции мириады раз в секунду рождает новую параллельную реальность, события в которой развиваются по-своему. Вместе они образуют густо ветвящийся «мир многих миров», непрерывно разворачивающуюся Мультивселенную.
В бесконечности этих вселенных происходит все, что мы только можем и не можем себе вообразить. Где-то там вы открываете принцип, у нас известный по имени Гейзенберга, а полинезийские колонисты основывают города-государства на севере Европы. Некоторые миры близки к нашему, другие совсем на него непохожи. Впрочем, сравнить детали все равно не получится: отдельные миры принципиально неспособны взаимодействовать друг с другом. Мы, живущие именно в этой — и явно не лучшей — Вселенной, никогда не сможем насладиться триумфом открытия, сделанного нами там, «в другом измерении».





РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ



Полная невозможность хоть как-то взаимодействовать с другими вселенными заставляет задуматься о том, насколько они вообще реальны. Или — если один вариант коллапса волновой функции более вероятен, чем другой, значит ли это, что соответствующие миры имеют разную «степень реальности»? Без решения этих проблем многомировая интерпретация остается похожей скорее на философское упражнение, чем на физическую теорию. Дать ей надежную основу предлагает гипотеза «множества взаимодействующих миров», выдвинутая американцем Чарльзом Себенсом. Но для этого Себенс предлагает отказаться от квантовой механики как таковой.

Константин Томс, физик, европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН)


«Эвереттовская интерпретация квантовой механики может поражать картиной вырастающей из нее Мультивселенной. Однако любые два мира в ней описываются ортогональными друг другу векторами состояний, их взаимодействие невозможно даже с точки зрения формальной математики. Новая модель пытается предложить альтернативу: в ней квантовые феномены возникают в результате взаимодействий между мирами, а значит, они не так уж изолированы друг от друга. Эта модель дает свои предсказания, которые не всегда совпадают с результатами классического подхода — а значит, когда-нибудь мы обязательно сможем ее проверить».



Мир с миром сходится


В описании Себенса и его немногочисленных последователей мультимиры существуют равноправно, и в каждом из них действуют самые обычные физические законы, а все квантовые странности — лишь проявления связей между «параллельными» вселенными. Частица не может иметь одновременно и определенный импульс, и положение в пространстве не потому, что ей «не позволяет» волновая функция или принцип неопределенности Гейзенберга, а потому, что соседние миры стремятся «оттолкнуться» друг от друга, чтобы не оказаться в одинаковых состояниях.









РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ



Австралийский физик Говард Вайзман и его коллеги развили выкладки гипотезы «множества взаимодействующих миров», показав, как именно они могут создавать те иллюзии, которые мы привыкли считать квантовыми эффектами. В их описании следует различать не отдельные вселенные, а их обширные группы, кластеры, которые отталкиваются друг от друга, как у Себенса. Однако внутри таких кластеров сохраняются тесные взаимодействия, так что вероятность коллапса волновой функции в ту или иную сторону — просто проявление статистики, тогда как в каждом конкретном мире частица ведет себя совершенно нормальным, неквантовым образом.

Например, Вайзман с соавторами предложили математическое описание взаимодействия двух миров, в результате которого может наблюдаться туннелирование — один из известных квантовых эффектов, при котором частица оказывается способна преодолеть энергетический барьер, недоступный ей с точки зрения «обычной» физики. Вооружившись новыми формулами, ученые рассматривают и другие квантово-механические явления. Так, знаменитый эксперимент с интерференцией электронов, рассеянных на двух щелях, они объясняют взаимодействиями в группе уже из 41 вселенной.




5.jpg













РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ



Безнадежное занятие


Публикация вызвала волну скептических сообщений, а известный своими резкими суждениями чешский физик Любош Мотль вовсе назвал статью «очередной иллюстрацией тому, что все эти упражнения являются совершенно безнадежным занятием и серьезной потерей времени». С другой стороны, немало физиков признали оригинальность такого подхода. «Экспериментальных подтверждений этому пока нет, — сказал Уильям Пойре из Техасского технического университета. — Однако эта теория дает другие предсказания, чем стандартные модели квантовой механики». Значит, рано или поздно выкладки Вайзмана будут проверены — ну а пока мы можем смело назвать странную интерпретацию невозможной.

Ведь даже вопрос о том, где именно, в каком континууме происходит взаимодействие вселенных и какие силы их направляют, выходит за рамки новой гипотезы. А это снова возвращает нас к проблемам, от которых страдает и обычная многомировая интерпретация: сколько в ней физики, а сколько — «лирики»?.. Впрочем, отвечая многочисленным критикам, Вайзман разумно заметил: «Есть люди, полностью довольные собственными интерпретациями квантовой механики, и вряд ли мы можем как-то повлиять на их мнение. Но немало и тех, кого не устраивает вообще ни одна из существующих интерпретаций. Надеюсь, что по крайней мере некоторые из них хотя бы проявят интерес и к нашей».

[Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы]

Фотометрический парадокс Ольберса

3 марта
5,7 тыс. прочитали
3 мин.







219 нравится




Еще один парадокс стационарной Вселенной — фотометрический, или парадокс Ольберса. Давайте же его обсудим, вдумчиво и всесторонне.
Оглавление рубрики "Гравитация, Вселенная и всё остальное"
Сформулирован в 1823 немцем Хайнрихом Ольберсом, хотя ранее на эту тему высказывались Кеплер и Галлей.
Итак, представим бесконечную однородно заполненную звездами Вселенную, которая была всегда.

Отмечу, что нас сейчас не волнует реальность. Мы рассматриваем модельный пример. Потом, получив парадокс, будем обсуждать, как он решается в нашей реальности.

Однако отмечу еще, что бесконечная вечная однородно заполненная веществом вселенная — это классическая модель.

Однородность можно понимать расширенно: главное, чтобы среднее число звезд на кубическую единицу пространства не снижалась нигде слишком сильно (на больших масштабах, конечно). Достаточно, если в каждом кубическом световом годе есть в среднем не менее одной звезды, например. Или в тысяче световых лет. Главное, чтобы не нуль.

Достаточно даже убывания плотности с расстоянием r не быстрее 1/r.

Мы находимся на Земле. Расслоим пространство на сферы с шагом в dr (10 св. лет, скажем, или больше, если надо) и прикинем число звезд в каждом слое. Слои можно считать тонкими по сравнению с радиусом, если радиус большой. Тогда объем слоя пропорционален dr и квадрату радиуса r. А раз среднее число звезд на кубическую единицу пространства постоянно, то и число звезд будет пропорционально квадрату расстояния r.
При этом сами звезды теряют яркость по мере удаления, и тоже пропорционально квадрату расстояния. Это понятно, если рассмотреть аналогичные сферы вокруг звезды: излученная энергия рассеивается но всей сфере, а площадь сферы растет как квадрат радиуса.
Итак, получается, что каждый слой присылает на Землю одно и то же количество световой энергии! А слоев бесконечно много...


На рисунке как раз телесны угол, только не круглый, но не суть.Есть такое понятие: телесный угол. Это вроде конуса или пирамиды с вершиной в центре, высекающего круглые/"квадратные" участки из всех сфер. Площади этих участков пропорциональны квадрату радиуса, и коэффициент и называется телесным углом. Можно обобщить на случай любых областей, но нам это не надо.
В телескоп или невооруженным глазом мы видим некоторый участок неба, описываемый телесным углом. Для этого угла справедливы те же рассуждения, и получается, что любой участок неба должен сиять как Солнце, а то и ярче.

Это и есть фотометрический парадокс.

Теперь рассмотрим возражения. Звезды на большом расстоянии теряют яркость и просто не видны? Верно, но в телесном угле вашего зрения на данном расстоянии будет много звезд. Если одна яркая, а другая в два раза дальше и в четыре раза тусклее, то другая не одна, их четыре, и в итоге света столько же. В четыре раза дальше, в 16 раз тусклее и уже не видно? Зато и звезд там уже 16, так что света-то столько же.
Межзвездная пыль, газ и небесные тела поглощают свет? Да, но тогда они должны нагреваться и светиться, или излучать ту же энергию в другом диапазоне. Обилие пыли бы привело либо к столь же светящемуся небу, либо к небу темному, но греющему как Солнце или еще сильнее. В инфракрасном диапазоне.
Если пыль рассеивает свет, то все равно поток энергии на Землю будет такой же. Часть рассеется мимо, но часть наоборот, шла мимо, а пойдет сюда. В целом ничего не изменится, только небо было бы не покрыто звездами, а ровно светилось, но очень ярко.
Вселенная не однородная? А какая? Придумать распределение, свободное от парадокса, не так просто, и надо обосновать, что оно так, а не иначе. Например, если все вещество находится в шарике, а вне его ничего нет, то это решило бы проблему... но, во-первых, почему так? А во-вторых, если шарик большой, то небо будет светится ярче, чем надо, и тогда мы можем оценить размеры шарика, и все становится совсем непонятно.
Вселенная конечна? А это как вообще? Если с краем, то что за ним? А если без края, то тут уже и кривизна, и геометрия другая, и вообще, все не классично))
Вселенная не вечна? Уже лучше. По современным представлениям, так и есть. Добавим к этому скорость света, и тогда есть сфера, свет из-за которой до нас просто еще не дошел. Космологический горизонт. Можно добавить, что и звезды не вечны, они рождаются и умирают.

Если свет заменить на гравитацию, получим гравитационный парадокс, который мы уже обсудили.

Но ставит точку во всем этом деле расширение Вселенной. Даже классическое Фридмановское расширение с замедлением. Отдаленные звезды не могут прислать до нас свет не только потому, что не успели, а еще и потому, что расстояние между ними и нами увеличивается слишком быстро.
По Фридману, кстати, динамика зависит от полной кривизны Вселенной. Если она положительна (а она близка к нулю), то расширение сменится сжатием. В такой Вселенной небо будет сиять как Солнце, и жизнь кончится задолго до того, как Вселенная достигнет сингулярности.
На этой положительной ноте и закончим на сегодня!
Путеводитель по каналу
В Сети масса материалов по этой теме. Отдельно отмечу неплохой сборник парадоксов D.A. Cucic Astrophysical paradoxes.