Общие закономерности в природе

Автор ArefievPV, октября 05, 2015, 05:39:31

« назад - далее »

василий андреевич

Цитата: Метвед от декабря 01, 2023, 11:10:58А вот мухобойку мухи боятся - стало быть уважают.
Ну и ладно. Надеялся тщетно, что сможете выдать неподражение.

Аркадий Ник.

Цитата: АrefievPV от декабря 01, 2023, 05:21:32Грубо говоря, это тот уровень, где наша земная жизнь (жизнь нашего типа – атомно-молекулярная на основе соединений углерода и воды) будет только частным случаем, где человеческий разум и интеллект будут только частными случаями и т.д.

Искренне признателен за доверие. Но нет, это не потяну, увольте. Все же мои интересы здесь более приземленные – стык сознания индивидуального и совокупного (т.е. социума). В любом случае, наблюдения и обмен мнениями были весьма интересны. Удачи.

василий андреевич

Цитата: Аркадий Ник. от декабря 02, 2023, 04:05:18стык сознания индивидуального и совокупного
На стыке обмен кодами, хоть словесными, хоть запаховыми и пр. Если сознание ограничить способностью декодировать знаки адекватно кодируемому - то эволюция "приземляется" до организации канала связи в котором уменьшается количество знаков при сохранности "информации".
  Получаем - живое то, что способно из хаотического набора знаков выбрать информационные для себя любимого. И нет разницы из чего состоят эти себялюбы, пусть будут органами в организме или молекулами в кластере.

АrefievPV

Вибрирующий вок сформировал многоугольники из воды
https://nplus1.ru/news/2023/12/11/poligonal-faraday-waves
Их динамика напомнила физикам поведение бозе-конденсата
Цитировать
Формирование пятиугольной и четырехугольной стоячих волн
Xinyun Liu et al. / Nature Physics, 2023

Китайские физики создали правильные многоугольники вплоть до гептагона из стоячих волн Фарадея. Для этого они вертикально колебали вок (китайская глубокая сковорода) и керамическую чашу с водой с частотой в несколько герц. Работа, которая наводит мост между динамикой классических и квантовых жидкостей, опубликована в журнале Nature Physics.

Волны Фарадея — нелинейные стоячие волны на поверхности вибрирующих сосудов. Например, их можно наблюдать в поющих чашах, границах раздела фаз или даже в поведении дождевых червей (за что в 2020 году австралийские ученые получили Шнобелевскую премию по физике). Зачастую они могут помогать эффективно перемешивая компоненты, но мешают изучению поверхностных явлений. Иногда в каплях за счет возникновения нелинейных стоячих волн могут формироваться симметричные фигуры, но этот эффект был довольно слабым — амплитуда колебаний таких капель составляла примерно миллиметр, а в образовании упорядоченной структуры большую роль играл капиллярный эффект.

Физики Лю Синь Юнь (Xinyun Liu) и Ван Синь Лун (Xinlong Wang) из Нанкинского университета рассмотрели поведение тонкого слоя воды в вертикально вибрирующем сосудах параболической формы. Для этого они заполнили водой напечатанный фотополимерным методом сосуд параболической формы с высотой в четыре сантиметра и диаметром в 20 сантиметров. А затем поместили сосуд на электромагнитную мешалку, возбуждая вибрации низкой частоты.

Авторы начали возбуждение волн Фарадея с генерации частоты в 2,5 Герца. Уже при 2,7 Герца появился всплеск, обозначающий нулевую моду. Затем при частоте 3,75 Герца поверхность воды начинала сжиматься и растягиваться в двух направлениях, формируя эллипс, амплитуда колебаний которого росла до стационарной величины с увеличением частоты. При дальнейшем увеличении частоты вибрации сосуда физикам удалось наблюдать так же все фигуры вплоть до пентагона. При этом чем дольше наблюдались биения, тем более явно выраженные структуры получались. Более того, чем больше углов в фигуре, тем быстрее она релаксировала после отключения вибраций, что связано с большей вязкой потерей энергии на дне и на границах фигур.


Многоугольники в привычных сосудах
(Сверху) Фигуры в керамической миске, (снизу) фигуры в стальной сковороде
Xinyun Liu et al. / Nature Physics, 2023


Зависимость формы стоячей волны от частоты вертикальной вибрации
Xinyun Liu et al. / Nature Physics, 2023

Пронаблюдать такое поведение получилось и в повседневных предметах: в китайской стальной сковороде (вок) и в керамической чаше. Так что эти опыты можно повторить и в домашних условиях. Для описания возникновения волн Фарадея авторы рассмотрели линейную модель, которая довольно четко описывает эту систему в зависимости от геометрии поверхности сосуда и частоты вертикальной вибрации. Так как размер сковороды был в 2,5 раза больше, то в нем удалось возбудить и стоячие волны в форме гексагона и гептагона, которая практически полностью совпала с расчетом для идеальной жидкости без диссипации энергии.

К тому же, авторы заметили, что уравнения, описывающие поведение многоугольных стоячих волн Фарадея, описывают также и коллективные колебания конденсата Бозе — Эйнштейна. А потому изучая гидродинамику мелководных волн можно будет лучше изучать квантовые свойства материи.


Расчет фигур стоячих волн из обобщенных уравнений для Бозе-Эйнштейновского конденсата
Xinyun Liu et al. / Nature Physics, 2023

Физики уже не в первый раз строят аналогии между поведением классической жидкости и квантовыми явлениями. Например, с помощью бассейна с маслом физики воспроизвели сверхизлучение атомов, что возможно использовать в вероятностных гидромеханических вычислениях.

АrefievPV

Измерение времени ограничили в точности и разрешении
https://nplus1.ru/news/2023/12/11/time-resolution-accuracy
Это накладывает фундаментальный предел на скорость и надежность квантовых вычислений
ЦитироватьАвстрийские физики показали, что существует универсальное ограничение на точность и разрешение при измерении времени для любых часов, у которых элементарные события термолизации не имеют памяти. Это устанавливает предел точности квантовых вычислений. Статьи опубликованы в Physical Review Letters (1, 2).

Совершенствование устройств для измерения времени достигло своей кульминации в 1950х годах, когда были изобретены атомные часы. С тех пор ученые разными методами увеличивают точность таких часов. Но непонятно, существует ли предел точности и разрешения измерения времени.

Ответ на этот вопрос предложили физики под руководством Маркуса Хюбера (Marcus Huber) из Центра квантовой науки и технологий в Вене. Ученые исследовали фундаментальные ограничения часов, основанные на законах термодинамики, потому что часы — как и все другие физические системы — подчиняются этим законам. Более того, часы во многом существуют за счет увеличения энтропии согласно второму началу термодинамики. Это означает, что часы являются свидетелями макроскопического нарушения симметрии обращения времени, поскольку они идут только вперед во времени. Таким образом, ими должны управлять необратимые процессы, которые истощают неравновесные ресурсы для вывода временной информации. Однако это стохастические процессы, которые невозможно полностью предсказать. Физики пришли к выводу, что ни одни часы не могут быть идеальными просто потому, что они в своей основе управляются случайными процессами.

В своей работе физики определили разрешение, как обратное среднее время между двумя последовательными тактами часов, а точность, как среднее количество тактов, которое проходит, прежде чем часы начинают ошибаться на один такт. Ученые сформулировали и доказали теорему, которая связывает и накладывает фундаментальное ограничение между разрешением и точностью любых часов. Согласно этой теореме точность любых часов не превосходит квадратичного отношения частоты стохастических процессов, на которых основаны эти часы, к их разрешению.

Разрешение и точность часов в свою очередь ограничивают скорость и надежность квантовых вычислений. Впрочем, на сегодняшний день точность квантовых компьютеров все еще определяется техническими факторами, а не теоретическим пределом. Однако, как считают ученые, этот предел может быть достигнут в недалеком будущем.


Точность часов ограничивает квантовые вычисления
Jake Xuereb et al. / Physical Review Letters, 2023

Конечно, человечество пока еще не достигло фундаментального ограничения в точности и разрешении измерения времени. Однако ученые продолжают разрабатывать методы и технологии, которые помогут приблизиться к этому пределу. Например, мы писали о том, как запутывание атомных часов увеличило их точность.

АrefievPV

ГДЕ НАС НЕТ | Парадокс падающего дерева, эффект наблюдателя и Луна [LIM №2]


ЦитироватьНовое видео и новый парадокс. Существует ли объективная реальность без нашего внимания? Как обычно, физика и философия дают нам лишь варианты, с которыми можно либо согласиться, либо нет, но в процессе выбора мы познакомимся с удивительными свойствами света и тени, эффектом наблюдателя, квантовым микромиром и его интерпретациями. И, быть может, даже станем свидетелями небольшого путешествия во времени.

АrefievPV

Настоящего не существует | ALI


ЦитироватьЧто такое время? В чём разница между нашим пониманием времени и временем, которое описывают известные законы физики? Ответы на эти вопросы на поверку оказываются чрезвычайно сложными. В данном видео я попробую немного о них порассуждать, вдохновившись книгой американского нейробиолога Дина Буономано "Мозг повелитель времени."

00:00 – Влияние длительной изоляции на человека.
02:18 – Субъективность времени.
04:03 – Объективность времени.
05:25 – Поезд Эйнштейна. Относительность одновременности.
10:00 – Дин Буономано. "Мозг - повелитель времени".
13:11 – Внутренние часы. Предсказание будущего.
18:00 – Мозг создаёт течение времени.
19:31 – Вечное настоящее Клайва Уэринга.
22:45 – Замедление и ускорение времени.
31:45 – Фундаментальная единица времени.
34:30 – Парадокс Андромеды.
39:58 – Как выглядит Вселенная?
43:33 – Фатализм.
44:45 – Опространствливание времени мозгом.
50:40 – Движение во времени меняет геометрию пространства?
52:33 – Несовместимость субъективного и объективного времени.
01:01:38 –Более фундаментальный уровень реальности.

АrefievPV

Воскресная/Рождественская коротявочка...

Программа/алгоритм, это последовательность выполнения команд, действий, актов, реакций и т.д. (замечание в скобках: тут следует различать «запись» программы и выполнение программы, которое, по своей сути, и есть сама программа). Другое дело, что в биологических системах весьма сложно выявить как само наличие «записи» (она может быть попросту «вшита» в структуру), так и её локализацию и формат, в котором она там хранится.

То есть, программа/алгоритм – это форма/формат знаний (к примеру, набор данных – это другой формат знаний).

Разумеется, важен не только форма/формат знаний, но и вид/тип – знания могут быть и в виде модели, и в виде теории, и в виде набора представлений (кроме того, всё это перечисленное может быть разных категорий). Ну, а так-то, любые знания системы сводятся к структуре этой системы. Напомню: система – это совокупность взаимосвязанных/взаимодействующих элементов, а структура системы – это совокупность связей этой системы без учёта элементов (при этом, любая связь – это взаимодействие).

Понятно, что все эти формы/форматы, виды/типы, категории – это всё условно, можно предложить и другую классификацию знаний.

Кроме того, программа/алгоритм, это понятие удобное для объяснения реакции при взаимодействии. Ну, типа того, что электрон реагирует на фотон строго по программе/алгоритму взаимодействия (он, так сказать, запрограммирован, как взаимодействовать с фотоном). То, что мы эти алгоритмы взаимодействия возвели в ранг законов, ничего не меняет, можно эти самые законы просто считать алгоритмами базового уровня (для биологических систем аналогом будут алгоритмы генетического уровня).

Но обычно при этом подразумевают, что само выполнение запрограммированного происходит независимо от окружающих условий. А вот то, что выполняется не по программе, то, якобы, или разумное, или случайное.

Зачастую приводят в пример типичное запрограммированное поведение – рефлекс. Но ведь рефлекс, это поведение сознательное – оно жёстко определяется имеющимися знаниями (другое дело, что знания могут оказаться неадекватными текущим условиям). 

С разумностью – это некорректно (попробую пояснить ниже), а со случайностью – это иллюзия вследствие принципиального ограничения наблюдателя (прикиньте, если бы электрон стал реагировать на фотон вообще случайно – типа, начал бы «выписывать кренделя» или превратился бы чебурашку?).

Однако есть и программы, учитывающие состояние, если так можно выразиться, окружающих условий (и в «записи» программы это дело тоже отражено). Разумеется, учитываются условия в программе только частично и только в определённом диапазоне параметров (включая время и продолжительность выполнения), ведь всего предусмотреть невозможно.

Очень часто можно услышать суждение, что мы, люди, не какие-то запрограммированные автоматы – а, типа, мы сознательные и разумные. Это некорректное противопоставление, это какое-то очередное сравнение тёплого с солёным. (замечание в скобках: при этом многие упускают из виду, что любая программа является всего лишь формой знаний, не более)

Осознание, как выполняемая функция интеллекта – это операция (акт, процесс) сравнения сопоставления осознаваемого с имеющимися знаниями. И как любая другая функция интеллекта, осознание без знаний не работает (а сознания без знаний не существует). И даже сам механизм сознания (в первую очередь, на базовом уровне) обладает уже изначально знаниями, «вшитыми» прямо в его структуру – то есть, он по определению запрограммирован на выполнение операции сравнении/сопоставления. А разум системы, это способность системы реализовать своё стремление к самосохранению средствами интеллекта. И, получается, что как ни крути, а без знаний в форме/формате программы/алгоритма сознательность и разумность неосуществима в принципе.

То, что наше «железо» способно к выполнению очень сложных, многоэтапных, с кучей промежуточных разветвлений выбора команды/действия («дерево принятия решений») в зависимости от условий (выбора, в том числе и с возвратом к предыдущим узлам разветвления) и т.д., никак не отменяет того факта, что реакция нашего «железа» запрограммирована, и она определяется знаниями, «вшитыми» в структуру «железа».

Особенно это заметно по реакциям, прописанным на генетическом уровне и/или на базовом физиологическом уровне. На уровнях выше всё не так очевидно, но и на этих уровнях реакции точно так же обусловлены (определяются) знаниями. Даже высший психический уровень формирует реакцию (осознаёт, понимает и т.д.) в соответствии с имеющимися знаниями данного уровня.

На самом деле, мы очень плохие автоматы – глючные, плохо воспроизводящие требуемые программой действия, портящие саму программу (точнее её «запись») при каждом обращении к «записи» программы и т.д. и т.п. Это с одной стороны плохо (такие ненадёжные исполнители не нужны даже нам самим), а с другой стороны хорошо (можно не переживать ежели программа оказывается неадекватной, она всё равно скоро будет испорчена и ликвидирована).

Правда, отчасти эти недостатки компенсируются возможностью переустановки, корректировки, модификации приобретённой программы. Тут следует оговориться, что переустановить/откорректировать/модифицировать унаследованные (врождённые) программы без фатальных нарушений не получится – они «вшиты» непосредственно в структуры (аналитические, воспринимающие, памяти, генерирующие сигналы исполнителям и т.д.) организма на всех уровнях.

Но в пределах пока эта программа работает (то есть, когда в текущих условиях наши реакции более-менее адекватны), мы ведём себя как самые настоящие автоматы – просто тупые и упёртые исполнители, которые не понимают причин своих реакций.

Особенно показательно в этом плане так называемое «переобувание», когда человек меняет мнение (а следом и реакцию на воспринимаемое). Если внимательно присмотреться к такому «переобувшемуся», то можно заметить, что он и прежде вёл себя как автомат, и после «переобувания» продолжает вести себя как автомат. То есть, он ведёт себя в соответствии с программой (только теперь у него другая программа в приоритете, другие приоритетные знания). Напомню: приоритетные знания это такие знания, с позиции которых воспринимаются, осознаются, оцениваются прочие другие знания.

Ну, и риторический вопрос – кто из нас способен (даже позднее) понять/осознать/отрефлексировать, что все наши действия диктовались имеющимися у нас приоритетными знаниями? То есть, поменялись знания, и мы стали поступать по-другому (зачастую, противоположно). А где же наша, так называемая, субъектность? Вот чем мы по большому счёту отличаемся от компьютеров? Да ничем (кроме запредельной сложности, глючности и ненадёжности) – им знания поменяют, они начинают по-другому реагировать, но ведь и когда у нас меняются знания, мы тоже начинаем по-другому реагировать.

Системы программирует среда (напомню, что именно среда создаёт и модифицирует системы и управляет ими в течение всего жизненного цикла систем). На сложных системах макромира это вполне можно выявить (было бы желание выявлять, а не тупо следовать устоявшимся представлениям), но вот на квантовом уровне, такое выявить принципиально невозможно (допускаю, что я ошибаюсь), а ведь элементарные частицы как раз и программируются именно на этом уровне.

По сути, программа/алгоритм взаимодействия «вшита» в структуру элементарных частиц, но мы не можем даже выявить эту структуру, и вынуждены постулировать, что структуры в элементарных частицах (я имею в виду лептоны, кварки и пр., а не нуклоны) нет (что является нонсенсом – нечто бесструктурное не может взаимодействовать в принципе). Повторю, что возможно я ошибаюсь, и когда-нибудь мы сможем уверенно работать на квантовом уровне, но пока на работу на том уровне для нас действует фундаментальный запрет (который, вообще-то, мы сами для себя и установили).