Классическая механика микромира. ИИ помогает переосмыслить Стандартную Модель
Қосымшада ыңғайлырақҚосымшаны жүктеуге арналған QRRuStore · Samsung Galaxy Store
Huawei AppGallery · Xiaomi GetApps

автордың кітабын онлайн тегін оқу  Классическая механика микромира. ИИ помогает переосмыслить Стандартную Модель

Игорь Владимирович Волков

Классическая механика микромира

ИИ помогает переосмыслить Стандартную Модель






12+

Оглавление

Предисловие

Эта книга представляет пересказ содержания множества диалогов с Google AI. Эта программа поддерживает полноценный диалог на естественном языке, но при этом чисто формально выполняет несколько полезных функций. Вы можете задать вопрос, и она будет искать ответы в Интернете. Можете сформулировать свою идею, и она проверит ее правильность. В смысле логики и соответствия текущему научному консенсусу. Кроме того, для нее ассоциативное мышление в человеческом стиле является основным режимом работы. Можете просто сказать что-то, и она ответит контентом близкого содержания, как это происходит при диалоге между людьми. Очень помогает при поиске идей. Коммуникация происходила в-основном на Английском языке, так что здесь перевод. Если кого-нибудь интересуют исходные протоколы — обращайтесь. Не следует рассматривать этот текст как эталон Русской грамматики. Моя мама была профессиональной переводчицей. Она рассказывала, что в Американских научных публикациях по физике 60х годов с формальными правилами обращались достаточно фривольно (если они у них тогда вообще были). Главное, чтобы было понятно и недвусмысленно. Здесь вы найдете такой же стиль. Я вообще считаю, что язык должен быть удобным инструментом для передачи содержания. И при коммуникации, и в письменном варианте, даже при обучении, грамматика должна использоваться автоматически, на подсознательном уровне. Иначе страх совершить ошибку сковывает мысль и портит конечный продукт.

Введение

В начале 20 века физика сделала поворот, который резко изменил все ее составные части вплоть до философского основания. Причиной послужило распространение электричества и чисто практические задачи, которые потребовали глубокого понимания природы света. Волновая теория существовала уже в 17 веке. Тогда еще не было понятия о молекулярном составе воздуха. Не знали даже кислорода. Однако уже Гюйгенс понимал, что для распространения волны необходима среда и использовал старые Греческие представления о веществе, состоящем из частиц. Он сразу предложил 2 разных переносчика для звука и света. Использовал понятие эфира, введенное Декартом, хотя француз не признавал атомов. В его понимании эфир — это была сплошная среда.

Сначала все складывалось неплохо. Волновая теория получила экспериментальное подтверждение, а во 2 половине 19 века Максвелл объединил оптику и электродинамику. Крах наступил в 1887 году после неудачного опыта Майкельсона-Морли.

Они пытались подтвердить существование эфира, но получили отрицательный результат. Проблема состояла в том, что научное сообщество не имело плана B. Если эфира не существует, то как же тогда распространяются волны? Оставалось вернуться к еще более древней корпускулярной концепции Ньютона, что было совсем неприлично, т.к. ее уже отвергали.

Выход нашел Альберт Эйнштейн. Это типичное компромиссное решение по принципу и нашим, и вашим. Не хотите Ньютона — ну давайте оставим волны. Как быть со средой распространения? А никак. Волны есть, среды нет. А может и есть. Не суть важно.

Специалисты по нейронаукам предметно исследуют творчество гениального ученого и обнаруживают удивительные вещи. Со времен Ньютона, физика плотно срослась с математикой, которая использует логику Аристотеля. Эйнштейн прекрасно понимал, что это гарантирует правильность рассуждений, однако считал, что одновременно сковывает полет мысли. Для совершения прорыва нужно поставить воображение выше логики и выйти за привычные рамки.

Его собственное воображение не знало границ. Фактически, он смешал физику с математикой. С вычислительной точки зения, есть 3 семантических представления: объективная реальность, ее внутреннее представление в нейронных сетях и словесное выражение в виде текстового описания. Эйнштейн стер границу между первым и вторым.

Координатных осей в природе не существует. Мы рисуем их в своем воображении, как захотим. Добавляем к отражению действительности. Эйнштейн же рассматривал этот математический инструмент как часть физической картины мира. Тогда можно делать удивительные вещи. Путь света искривляется при переходе из одной среды в другую. А если среды не существует? Вот тут-то вам и пригодится искривление осей. В принципе, наука частенько использует подобные приемы. В-основном как мнемонические правила для удобства запоминания и эффективного мышления, но не до такой же степени.

Google AI выдает подробную эволюцию взглядов знаменитого ученого. В 1905 году опубликовал свою Специальную теорию относительности (СТО) и объявил, что концепция светоносного эфира излишня. Свет рассматривался как самодостаточное электромагнитное поле, распространяющееся в вакууме. «Специальная теория относительности не принуждает нас отрицать эфир… Мы можем принять существование эфира, но мы не можем приписывать ему определенное состояние движения».

Позже, в 1920 году, выступая с лекцией в Лейдене («Эфир и теория относительности»), Эйнштейн вернулся к этому термину, но придал ему совершенно иной смысл в контексте своей Общей теории относительности (ОТО):

«Отрицать эфир — значит в конечном счете допустить, что пустое пространство не имеет никаких физических свойств… Без эфира в этом смысле немыслимо не только распространение света, но и существование масштабов и часов, а следовательно, и пространственно-временных интервалов в физическом смысле».

Что же представлял из себя этот «Новый эфир» пространства-времени?


Классический эфир__________Эфир Эйнштейна

Материальная среда_________Cвойства пространства-времени

Абсолютная система отсчета_Cвойства относительны

Эфирный ветер______________Невозможно обнаружить


Научное сообщество так и не поняло эту замысловатую схему, и вопрос повис в неопределенности.

Существует ли эфир?

Современное состояние вопроса следующее. Что изменилось в плане методологии? В 60х годах 20 века появился новый раздел математики — Нечеткая Логика. В отличие от Аристотеля, там каждому утверждению приписывают определенную степень достоверности от 0 до 1. Ранее то же самое сделала Квантовая Механика, только здесь это проработано более основательно.

Что мы имеем с эфиром? Опыт Майкельсона-Морли доказал его отсутствие. Припишем этому утверждеию вероятность, скажем, 0.8. Однако для распространения электромагнитных волн нужна какая-то среда. С вероятностью 1.0. Иначе никаких волн не будет. Кроме того, волновая теория также была подтверждена экспериментально опытом Юнга в 1801 году. При этом, другие попытки обнаружить эфир давали неоднозначные результаты. Так, опыт Физо с движущейся водой в 1851 году показал частичное увлечение. Похоже, нам нужно понизить вероятность с 0.8 до 0.7. Все равно это остается в пределах логики здравого смысла (распределение 30/70).

Ну вот и выбирайте. Либо корпускулярная теория Ньютона, которяя не может объяснить интерференцию, либо эфир с вероятностью 30%. Ответ очевиден.

Куда пошла современная физика?

Что происходит, когда паллиативное решение кладут в основу, можно посмотреть на примере развития вычислительной техники. Когда фирма IBM выпустила свой Персональный Компьютер, всем было ясно, что начинается новая эпоха. Собственно, этого давно ожидали и всячески подталкивали промышленный гигант к этому шагу. Далее, IBM PC стал стандартом индустрии и начал жить своей жизнью. Появилось множество клонов и целая отдельная отрасль. Кто-то выпускал комплектующие, другие собирали машину, третьи писали программное обеспечение. Развитие порождало проблему. Обычно следующая модель была дороже, и появлялись фирмы, которые предлагали «ту же производительность по меньшей цене». За счет разнообразных ухищрений. Однако скоро счастливый обладатель такого продукта убеждался, что скупой платит дважды. Эта аппаратура оказывалась несовместимой с новыми версиями программ.

То же произошло и с Эйнштейном. Исключив из рассмотрения ключевую деталь мироздания, можно было слепить феноменологическую теорию, которая поверхностно описывает известные на тот момент факты. Однако наука не стоит на месте. Для углубленного анализа выбрали еще более ужасный подход. Он выражается короткой поговоркой: «Don’t think — calculate.» Т.е. научным сотрудникам запрещали пытаться проникнуть в физическую суть вещей. Вместо этого нужно написать формулу и делать выводы по правилам математики. Причем очень сложной. Использовались продвинутые разделы, недоступные широкой публике. В результате, Стандартная Модель полностью оторвана от реальности. Сначала кварки получили «цвет», но это не то, что мы видим глазом. Когда очередная частица приобрела «шарм», народ почуял неладное.

Помню, обсуждали эти вопросы в Твиттере, и я получал открытые предложения. Мол, тебе не нравится существующий подход. Твои аргументы звучат убедительно. Ну возьми и сделай альтернативную теорию. Я тогда ответил, что для этого требуется довольно сложная математика. Это должны делать профессионалы. Ну вот, с появлением Google AI, зто может взять на себя машина. Так что, можно сказать, публикуемая работа была выполнена по требованиям международной общественности.

Искусственный Интеллект поднимает развитие науки на новый уровень. Прежде, стандартной процедурой была публикация результатов на конференции. Человек делал доклад. Его прослушивало сообщество. Далее следовало обсуждение и материал возвращался докладчику на доработку.

С Google AI этот цикл сжимается до нескольких минут. Вы формулируете свою гипотезу. Машина проверяет логику и сопоставляет с данными наиболее релевантных сайтов Интернета. Потом возвращает вам текущий консенсус научного сообщества. Можете обдумать и сразу повторить. Она будет отвечать столько, сколько вам нужно.

Краткое содержание Стандартной Модели