Что бы им стать надо жрать больше пищевых красителей (шутка).

Физики и биологи из США сделали кожу живых мышей прозрачной при помощи раствора красителя тартразина (жёлтый пищевой краситель E102) в воде.

Его сильно поглощающие свет молекулы изменяли показатель преломления раствора, что приводило к уменьшению контраста в показателях преломления между водой и липидами, обратимо делая биологические живые ткани прозрачными. Среди прочего, ученым удалось сделать прозрачным живот живой мыши, что позволило напрямую наблюдать за внутренними органами, говорится в статье опубликованной в журнале Science.

Группа ученых под руководством Хуна Госуна (Guosong Hong) из Стэнфордского университета смогла сделать биологические ткани живых мышей прозрачными. Исследователи обнаружили, что с этой задачей справляются растворы молекул с высоким коэффициентом поглощения света, например, водный раствор пищевого красителя тартразина.

Чтобы проверить способ на практике, ученые нанесли раствор тартразина на выбритую кожу головы живой мыши и использовали лазерную спекл-контрастную визуализацию (ЛСКВ) ( хм. долго искал что это такое - простыми словами в кровь или лимфу добавляют безвредный контрастный краситель, что-то вроде рентгеноскопии, но только в видимом диапазоне), чтобы рассмотреть кровеносные сосуды в головном мозге. Такая процедура обычно требует удаления кожи головы из-за ее непрозрачности, а обычная визуализация выбритой головы мыши не выявила никаких интересных особенностей, зато после нанесения раствора сосуды стали видны. Аналогично ученые показали возможность применения раствора для визуализации органов в брюшной полости мыши. Прозрачный живот мыши позволил им напрямую наблюдать за внутренними органами, включая печень, тонкую кишку, слепую кишку и мочевой пузырь, при этом не потребовалось никакое дополнительное оборудование. Кроме того, авторы отмечают, что эффект полностью обратим — достаточно смыть водой нанесенный раствор.

Вот, что получается, когда сотрудничают абсолютно разные научные дисциплины.

Основной источник текста и картинок

З.Ы. Абзацы с техническими деталями я преднамеренно опускал, что бы не перегружать мозг читателя.

Ответ на пост в котором говорится, что в абсолютном вакууме фотон будет лететь вечно ни с чем не взаимодействуя, а его параметры (изменение длинны соответствующей волны, к примеру) определяются характеристиками пространства-времени. Но, и тут есть нюансы.

Согласно квантовой теории поля абсолютного вакуума не существует. Существует физический вакуум. В этой области пространства в вакуумном состоянии нет материальных носителей физических свойств, то, казалось бы, для такого состояния значения всех физических величин должны равняться нулю. И тут появляется фундаментальный принцип неопределённостиГейзенбе́рга,  согласно которому только часть относящихся к системе физических величин может иметь одновременно точные значения; остальные величины оказываются неопределёнными. Поэтому во всякой квантовой системе не могут одновременно точно равняться нулю все физические величины.

К величинам, которые не могут быть одновременно точно заданы, относятся, например, число фотонов и напряжённость электрического (или магнитного) поля: строгая фиксация числа фотонов приводит к разбросу (флуктуациям) в величине напряжённости электрического поля относительно некоторого среднего значения (и наоборот). Если число фотонов в системе в точности равно нулю (вакуумное состояние электромагнитного поля), то напряжённость электрического поля не имеет определённого значения: поле всё время будет испытывать флуктуации, хотя среднее (наблюдаемое) значение напряжённости будет равно нулю. Таким флуктуациям подвержены и все другие физические поля — электронно-позитронное, мезонное и т.д. Эти чёртовы флуктуации просто сами собой следуют из квантовой теории поля и интерпретируются как самопроизвольное рождение и аннигиляция пар частица-античастица.

Звучит как полнейший бред, если бы не одно но. Эти флуктуации обнаружены и подтверждены статическим эффектом Казимира-Полдера и Лэмбовским сдвигом. Получается, что и законы сохранения не нарушены, и вакуум - совсем не вакуум, и принцип неопределённости в квантовом мире не нарушен.

И вот бедному фотончику приходится лететь через такой суп, а не просто через пространство-время. Другое дело, что энергия регистрируемых нами фотонов настолько велика, что этот суп из виртуальных частиц фотон не замечает.

Более того экспериментаторы сумели реализовать динамический эффект Казимира, и родили фотоны из вакуума.

Скорее всего имеется некая минимальная энергия фотона, когда он начнёт испытывать на себе действие этих флуктуаций, в частности вполне вероятен сценарий, при котором фотон может успеть провзаимодействовать с только что рождённой пары электрон-позитрон. повысив энергию этой пары, а когда она аннигилирует будет излучён, но при этом должно наблюдаться некое рассеяние фотонов на, казалось бы пустом вакууме.

Так что, @tqg87, движение фотона в пространстве это далеко нетривиальная вещь.

Инстинктивно мы сопоставляем всё, что происходит в физике окружающего мира, с нашими аналогиями. Все аналогии традиционно берутся из механики. Ну и если, например, мы думаем про летящий объект, то вспоминаем снежок, который бросали в детстве и сравниваем логику движения с ним. Но это не всегда правильно. Возьмем, например, движение света.

Поведение света при его распространении в пространстве удивительно и принципиально отличается от того, как мы обычно понимаем движущиеся в пространстве объекты. Свет сохраняет свою энергию во время путешествия через вакуум пространства из-за отсутствия взаимодействия с материей и соблюдения закона сохранения энергии. Любое воспринимаемое изменение энергии, например, красное смещение, обусловлено эффектами расширяющейся Вселенной, а не внутренней потерей энергии.

Фотон путешествует по пространству

Свет, вроде как, состоит из частиц, называемых фотонами. Но это не совсем ЧАСТИЦЫ. Фотоны уникальны, поскольку не имеют массы и всегда движутся со скоростью света в вакууме. Сравнивать фотон со снежком нельзя.

Энергия фотона напрямую связана с его длиной волны и частотой. Энергия фотона увеличивается с уменьшением его длины волны, и увеличивается с увеличением его частоты. Это ключевое понятие для понимания электромагнитного излучения в различных частях спектра, от радиоволн (длинная длина волны, низкая частота, низкая энергия) до гамма-лучей (короткая длина волны, высокая частота, высокая энергия). Свет распространяется как поперечная волна, что означает, что колебания электромагнитных полей перпендикулярны направлению распространения.

В необъятности космоса, особенно в космологическом масштабе, сама Вселенная расширяется. Это расширение растягивает пространство между объектами, включая пространство, через которое проходит свет. Когда само пространство растягивается, оно также растягивает длину волны света, проходящего через него. Это явление известно как красное смещение. По мере того, как длина волны света увеличивается (растягивается), его частота уменьшается, и, следовательно, его энергия уменьшается. Однако это уменьшение энергии не останавливает движение фотона. Оно просто меняет тип света (например, видимый свет может стать инфракрасным).

Вот такая вот довольно стандартная схема

В пустом пространстве, без какой-либо материи, с которой мог бы взаимодействовать свет, фотоны продолжают путь, не подвергаясь какой-либо потере энергии. Энергия фотона изменяется только тогда, когда его длина волны растягивается из-за расширения пространства или когда он взаимодействует с материей (например, поглощается или рассеивается).

Когда фотон смещается в красную область, это, по сути, означает, что он растягивается по мере своего перемещения в пространстве, особенно если это пространство расширяется (как в нашей Вселенной). Это растяжение увеличивает длину волны фотона, что поворачивает его цвет в сторону красной части спектра. Собственно, отсюда и название "красное смещение". По мере увеличения длины волны энергия фотона уменьшается, поскольку энергия в фотоне напрямую связана с его длиной волны.

Куда девается эта потерянная энергия? И опять тут не подходят аналогии с какими-то макропроцессами. Она не теряется так, как мы обычно думаем о потере энергии, когда двигатель внутреннего сгорания у автомобиля теряет энергию из-за генерации тепла. Вместо этого энергия фотона уменьшается в результате расширения пространства, через которое он проходит. Это не означает, что энергия передается другому объекту или преобразуется в форму тепла или другого типа энергии. Это связано с общей концепцией того, как энергия, пространство и время взаимосвязаны и зависят от расширения Вселенной. По сути, энергия не теряется - она просто разбавляется по мере того, как Вселенная расширяется.

Фотоны продолжают двигаться вперед, потому что они всегда находятся в движении, и в пустом пространстве нет ничего, что могло бы их остановить. Фотон вообще больше похож на кусок синусоиды, который постоянно движется.

Им не нужно тратить энергию, чтобы продолжать движение, потому что у них нет массы, а значит, и инерции или сопротивления, которые нужно преодолеть.

Фотоны будут продолжать двигаться бесконечно, если только что-то не взаимодействует с ними и не поглощает, не отклоняет или иным образом не изменяет их курс.

Фактически получается, что само слово фотон подразумевает постоянное движение. Есть энергия есть и движение. Энергия и есть фотон. Квант энергии определяет существование фотона, которым последний и является. В окружающем мире фотон проявляет себя известным образом. При этом сравнивать его с летящим кирпичом нельзя.

Представьте, что по такой сетке перемещается колебание, которое и является фотоном

При этом известно, что фотон может поглотиться или провзаимодействовать с каким-то объектом. Он может или полностью "израсходоваться", или потерять лишь часть собственного "кванта". Но если нет ничего, что может заставить его рассеиваться, то свет будет путешествовать вечно. Впрочем, несмотря на странность его поведения, тут фотон напоминает камень. Если в пустоте Вселенной бросить камень, то он будет лететь вечно. Примерно также ведет себя фотон. Свет может путешествовать вечно только при отсутствии внешних воздействий на него. Свет не теряет энергию, путешествуя в пространстве до тех пор, пока с чем-то не взаимодействует.

Что же касается аналогий и специфики взаимодействия фотона с пустым пространством, то тут он не теряет энергию, поскольку сам таковой является. Пустое пространство для фотона - это гипотетический идеальный объем, внутри которого свет существует вечно, так как является его свойством.

⚡ Обязательно подпишитесь на мою коллекцию хороших физических анимаций и схем в Telegram

⚠️ Все мои статьи, а теперь ещё и видео выходят сначала на ДЗЕНе проекта

Вновь с опозданием, и вновь о разном. В этот день…

В 1173 году в итальянской Пизе началось строительство колокольни, которая позже приобретет всемирную известность как Пизанская башня.

В 1776 году в итальянском Турине родился Амедео Авогадро — будущий знаменитый физик.

В 1896 году в Москве родился Леонид Фёдорович Мясин — будущий танцовщик балета и хореограф-новатор, который станет одной из важнейших фигур в сфере танцев двадцатого века.

В 1944 году в США публике был представлен медведь Смоки (Smokey Bear) — символ кампании социальной рекламы, направленной на предотвращение лесных пожаров. Медведь в шляпе рейнджера обращался к читателю с плаката: «Только ты можешь не допустить лесного пожара».

В 1945 году США в ходе Второй Мировой войны осуществили вторую атомную бомбардировку Японии — под удар попал город Нагасаки.

В 1969 году члены возглавляемого Чарльзом Мэнсоном религиозного культа «Семья» убили актрису Шерон Тэйт и ещё четырёх человек.

В 1988 году канадский хоккеист Уэйн Грецки перешёл из своего клуба Edmonton Oilers в американский Los Angeles Kings. Эта сделка шокировала мир спорта и его родную Канаду, где он был национальным кумиром.

Эта рубрика выходит не только в виде рассылки на Substack, но и в собственном телеграм-канале в формате "одно сообщение — одна памятная дата" (и из опубликованных там постов часть сюда не входит). Подписывайтесь, читайте раньше остальных и поражайте знакомых и незнакомых ненужной им информацией в самое сердечко!

А поддержать выход новых выпусков и получать их раньше всех можно тут. До завтра.

Представьте себе, что вы хотите описать вселенную. Каким бы огромным ни был ваш словарь, каким бы подробным ни было ваше описание, вы столкнетесь с пределом. Этот предел, определяемый как предел Бекенштейна, говорит, что количество информации, которое может содержаться в заданном объеме пространства с ограниченной энергией, конечно. Это означает, что даже для идеального описания физической системы, занимающей конечный объем и обладающей конечной энергией, потребуется ограниченное количество информации.

Но что это значит для самой информации? Ведь многие относят эти сведения исключительно к термодинамике и энтропии. Я же смею предположить, что смотреть на такой предел нужно шире.

Если информация имеет предел, то она должна быть физической сущностью. Мы неоднократно приходили к этому выводу, исследуя масштабы материи, и каждый раз мы убеждались, что все сводится к информации и энергии. Те, кто следят за моим научпоп-творчеством это хорошо знают.

Предел Бекенштейна ставит перед нами загадку: является ли пространство просто “таблицей данных”, или это “хранилище для информации”? Как бы мы ни отвечали на этот вопрос, мы приходим к одному и тому же выводу: информация, ранее считавшаяся эфемерной сущностью, на самом деле является реальным физическим объектом со своими характерными параметрами. Или же никакого бы предела попросту не было. Пусть изначально рассуждения относились к сугубо термодинамическим параметрам. Но на мой взгляд всё куда интереснее. Если есть пустой шкаф и нечто, что может влезть в этот шкаф, а может и не влезть, то это не метрика, как многие пытаются утверждать.

Этот вывод отвергает традиционное представление о пространстве как пустом холсте, на котором разыгрываются физические явления. Вместо этого, пространство предстает перед нами как “хранилище” информации, с ограниченной емкостью, которое влияет на физические процессы и определяет пределы всего существующего. Ну а информация тогда - РЕАЛЬНЫЙ физический объект.

Полное видео с канала Ballistic High-Speed

Реддит

Для того, чтобы получить поднимающиеся шарики или пузыри, удобно использовать гелий. А что, если гелия нет?

Тогда можно взять, например, метан. Тот самый, что сгорает в газовых плитах и кипятит чайничек. На видео показан пример таких пузырей. Из шланга идет струя метана, в стаканчике мыльный раствор. Метановые пузыри - наше все! Но есть один момент: метан - горючее вещество...

С метаном связано одно интересное природное явление - метановые пузыри в озере Байкал.

В Байкале существует множество подводных грязевых вулканов, которые являются источниками природного газа. Этот газ пузырями поднимается к поверхности и вмерзает в лед. Выглядит это как множество белых полостей.

Можно разбить лед и поджечь метан - будет огонь! Все логично.

Красивая картинка замерзших пузырей прилагается.

Рассмотрим великий и могучий стробоскопический эффект.

Эффект заключается в иллюзии неподвижности на самом деле быстро движущихся тел.

Суть эффекта понять довольно легко. Представим, что у нас есть фонарик. Не обычный фонарик, а мигающий, допустим, 100 раз в секунду. И пусть у нас есть вращающийся круг, на который нанесена белая полоска и который делает, допустим, тоже 100 оборотов в секунду. Тогда при освещении фонариком этого круга белая полоска будет казаться неподвижной.

Так происходит потому, что из-за совпадения частот полоска подсвечивается каждый раз в одном и том же положении, поэтому она как бы не движется.

И посмотрим демонстрацию эффекта вне лаборатории.  

Если частота вращения лопастей вертолета совпадает с частотой кадров камеры, то при съемке на каждом кадре лопасти будут находиться в одном и том же положении, то есть, будет казаться, что они не вращаются.

Так что если вы видите неподвижный объект, то задумайтесь - быть может, он и не так уж неподвижен?..

К теории относительности можно относиться по-разному. Кто-то её критикует. Другие полностью поддерживают. Лично моё мнение - эта теория буквально перевернула мир физики, причём в хорошем смысле этого слова. Откуда же у Эйнштейна вообще появились такие мысли? Что стало отправной точкой в формировании теории относительности?

Сам Эйнштейн говори, что эта мысль может быть самой счастливой мыслью всей его жизни. Он называл свою теорию "Принцип эквивалентности". Само собой, что вряд ли мы осознаем в полном объеме все предпосылки появления таких идей. Уж больно всё тут сложно. Сознание обычно штука запутанная и индивидуальная. Да и, скорее всего, это был сразу ряд факторов. Но попробуем сделать предположения, опираясь на рассказы самого маэстро и его современников.

Однажды Эйнштейн работал в офисе и смотрел на рабочих, которые находились на крыше. Он на долю секунды задумался: "А что бы почувствовал рабочий, если бы упал с крыши? Кроме страха..."

Затем он провел знаменитый мысленный эксперимент с лифтом. Не сложно ощутить на себе, что если бы ты падал в лифте, то не чувствовал никакой гравитации, а точнее... веса. Это невесомость, так как нет ощущения реакции опоры.

А что бы почувствовал человек, если бы ускорялся в лифте противоположном падению направлении? Он почувствует некоторое давление со стороны пола. И вот тут самое интересное.

Поскольку наблюдатель внутри лифта не может видеть что именно находится за стенками кабины, то он не может быть уверен, ускоряется ли лифт при движении вверх или это планета «тянет» его гравитационным полем. По мнению наблюдателя, эти два эффекта будут одинаковы.

Тут и появилась на свет знаменитая фраза: ускорение и гравитация - это одно и то же.

Принцип эквивалентности стал в итоге фундаментальным принципом общей теории относительности. Стало ясно, что масса и ускорение являются фундаментальными физическими понятиями, которые определяют по сути одинаковые эффекты в гравитационных полях.

В современной физике принцип эквивалентности позволяет связать гравитацию с геометрией пространства-времени, что и легло в основу общей теории относительности Эйнштейна. Этот принцип позволяет описывать гравитационные явления как искривление пространства-времени под действием массы и энергии, а не как просто силу, действующую на объекты извне. Мы уже много раз разбирали эту логика. А базовая идея была одна - во всём виновато пространство, так как различить ускорение и гравитацию невозможно. Основа тут движение. Значит, и то, и другое может быть связано именно с результатами такого движения.

Принцип эквивалентности играет ключевую роль в понимании законов гравитации, предсказывании движения планет, изучении черных дыр, формировании космологических моделей и многих других аспектах физики и космологии.

Сложно представить, что простая мысль с лифтом имеет сейчас хоть какое-то практическое применение в современных технологиях, но это так. Например, спутники связи и навигационные системы учитывают гравитационные эффекты для точного функционирования.

⚡ Обязательно подпишитесь на мой проект с крутыми схемами и видео по физике. Собираю коллекцию таких материалов без бредятины

👉 Новые статьи и видео регулярно выходят на моем ДЗЕНе

Существует в физике такое интересное нечто, как капля Руперта, представляющая собой просто кусок стекла в виде большой капли. 

Что же в ней такого интересного? А то, что она способна выдержать вес, эквивалентный 40 тоннам! Прочность данной стекляшки запредельная.

Более того - если выстрелить из пистолета в каплю Руперта, то пуля разобьется о стекляшку и превратится в мелкие кусочки металла!

Объяснить, почему так капля ведет себя, нетрудно. Дело в том, что капли Руперта изготавливают путем резкого охлаждения капель стекла. Технология довольно трудна, чаще всего такие капли тут же разваливаются. 

При резком охлаждении в стекле образуется существенное механическое напряжение, сосредоточенное в самой капле. Именно оно противостоит всем внешним факторам, которые пытаются каплю разрушить.

Я думаю, вы заметили, что у каждой капли Руперта есть хвостик. Если его надломить, то механическое напряжение высвободится, и капля разлетится в крошку

P.S. По всем вопросам - Alexjuriev3142@gmail.com
P.P.S. Модераторам за отложенную публикацию - респект!!!

Помните момент появления Кайла или Терминатора? Для путешествия в прошлое они использовали машину времени. Эта машина времени отличалась одной интересной особенностью - она могла переносить в прошлое только органические материалы. И вот тут появляется невероятное количество вопросов к технической части проблемы. Скорее всего это, отчасти, сюжетная дыра (которая, сразу отмечу, не делает фильм хуже).

В 2029 году «Скайнет» создает машину времени и отправляет в прошлое Т-800, терминатора с лицом Арнольда Шварценеггера. Его задача - убить Сару Коннор, чтобы Джон Коннор не родился и не стал лидером людского сопротивления. Сам Джон Коннор отправляет вслед за терминатором Кайла Риза, который должен спасти Сару Коннор.

Но есть один нюанс, как в том анекдоте, который нельзя рассказывать. Для того чтобы переместиться во времени, нужно быть голым. В противном случае машина перенести тебя никак не сможет. Именно поэтому все герои фильма переносятся голыми, а потом гопают окружающих - кому-то достаются бездомные и их штаны, а кто-то забирает косуху. Объясняется это поверхностно - мол машина времени не может работать с неорганическими материалами.

Как именно работает созданная машина времени и чем ей не угодила неорганика предположить весьма сложно. Вероятнее всего, речь идёт о разборке материала в одном пространственно-временном континууме и сборке его в другом. Единственное, что тут напрашивается, что у органики такая модель есть, а у неорганики нет. Так материал, который был разработан в будущем может просто не иметь рецептуры в прошлом и не будет собран.

Но версия со сборкой нового материала по атомам полностью рушится, когда мы видим, что терминатор из жидкого металла спокойно попользовался порталом. Ну...В теории это могла быть металлическая органика. Такое тоже существует в реальности (и если соберем хотя бы 700 лайков, то сделаем про это материал). Но как быть с "пересборкой" скелета Т-800, которого вроде как и облачили специально в тело Арни для того, чтобы машина времени всё это проглотила? Вопрос открыт.

Идея про голые путешествия продолжает тиражироваться из части в часть легендарного фильма. И почему-то техника не совершенствуется. Наверное всем нравится перспектива попасть в прошлое абсолютно без всего и грабить всякого рода маргиналов. Но есть и ещё кое-что.

Поправьте меня, если я не прав, но как я помню, любая ткань (точнее как - большинство тканей) - есть материалы органические. Это органика. Особенно если используются волокна растительного происхождения.

Органические соединения, органические вещества — класс химических веществ, объединяющий почти все химические соединения, в состав которых входят атомы углерода, связанные с атомами других химических элементов. Изучаются в органической химии, и на начальном этапе её развития к органическим относили только соединения углерода растительного и животного происхождения.

Допустим, что с растительностью в таком ужасном будущем дело плохо. Но что мешает при таком уровне развития технология слепить полностью органическую ткань? Хотя бы просто футболку и шорты? Я не вижу тут технических ограничений и скорее всего любая ткань типа Оксфорд, которая активно используется для туристической одежды, тоже полностью синтетическая на базе органики.

Ладно уж, что отправленному в прошлое приходится драться с бомжами за тапки. Это ещё и отнимает силы от основной миссии. В тоге попади Кайл в лютую зиму, ему бы точно настал "кирдык" без одежды. При этом тот же самый вопрос. Я не понимаю, какие технические ограничения не позволяют сделать органическую одежду и нужный эквип.

Может быть у вас есть подробное описание технологии такой машины времени и я что-то не учитываю?

⚡ Не забываем добавляться в Telegram-канал проекта.

Помните добрый мультик про Панду Кунг Фу и "случайности, которые не случайны", как говаривал учитель-черепаха? Похоже он намекал на детерминизм.

В разговорной речи часто встречается понятие "случайность". Говоря более "сухим" языком - это случайное событие. Не столь важно, как правильно называть такое явление. Смысл простой - случайность с физической точки зрения подразумевает событие, которое может произойти, а может и не случиться. И всю философию тут полезно исключить.

Тогда появляется интересный вопрос. Где-то глубоко в теории, любая случайность по всей логике должна быть всё-таки детерминирована. То есть исчерпывающий набор факторов и детальное описание любого процесса должны дать возможность прогнозировать явление с высокой точностью.

Упрощу формулировку: Существование случайности описывается математически. Это событие с низкой вероятностью его существования. Дальше исходим из того, что математический аппарат настолько громоздкий, а явление настолько сложное, что мы, как это говорится "забиваем" и называем всё случайным. Хотя это просто событие с низкой, точно вычисляемой, вероятностью существования.

Отмечу, что лично моё мнение по вопросу всегда строилось на том, что любая случайность - это плохо просчитанная вероятность, где не хватает данных. Что случайность невозможна технически. Ну тут на своём канале в Телеге я обсуждал с уважаемым комментатором принцип работы измерений в квантовом компьютере.

Квантовый компьютер использует логику эффекта наблюдателя. Относительно эффекта наблюдателя у меня тоже было чёткое мнение. Я исходил из того, что существует просто невероятное количество вариантов, которые можно подсчитать согласно методу определения вероятности. Это будет, скажем, 100 (не важно сколько, наверное больше), возможных сценариев. И мы выберем "выпавший" как в лото. Вот только мой собеседник обвинил меня в использовании логики использования идеи "скрытых параметров". И на тот момент, я не мог представить, что случайность не детерминирована. Но такое мнение встречается мне всё чаще. Давайте попробуем ковырнуть глубже.

Случайности и точные науки

Точные науки они на то и "точные". Но возьмем, скажем, математику. Случайность, это такое событие, которое могло бы быть другим, но стало таким.

Теория вероятности делит события на три типа:

• Невозможные - при данных условиях невозможны
• Случайные - могут быть, а могут не быть
• Достоверные - точно произойдут

Случайное событие происходит с некоторой вероятностью. События сравнивают по величине их вероятности. Например, в идеальном случае для монеты вероятность выпадения орла равна вероятности выпадения решки. И эти вероятности почти равны 0,5. Правда тут я бы "доковырялся" к этому классическому примеру и сказал, что с одной стороны монетка тяжелее, чем с другой. Значит, это точно не 0,5. Но это не суть беседы.

Как оказалось, я в своих размышлениях всегда опирался на теорию детерминизма. Она подразумевает, что если бы мы смогли запрограммировать все факторы и имели бы точное расчётное уравнение, то вычислить вероятность того или иного исхода при якобы "случайностях" не составило бы никакого труда. Причём, точность была бы 100%.

Эту логику "кроют" эффектом бабочки.

Дело в том, что большинство дифференциальных уравнений, описывающих реальные процессы, являются нелинейными уравнениями с неустойчивыми решениями относительно начальных условий.

Это подразумевает, что вроде как "точные" формулировки уравнений меняются ещё и сами вместе с изменениями условий.

Математика тут, вроде как, точная. Однако, изобилие решений делают процесс непрогнозируемым. Скажем, этакая задача трёх тел. Правда её сегодня, вроде как, уже смогли детерминировать. Но давайте рассматривать задачу трёх тел с позиции Ньютона, у которого из вычислительных устройств были, разве что счёты (и тех, не было, если серьезно). Каждое новое движение меняет расчётное уравнение.

В науке такое явление получило название "эффект бабочки". Если бабочка махнула крылышками, то где-то прошёл ураган. Таков один из возможных вариантов. Математика "оправдывает" это тем, что решение уравнения процесса будет по экспоненте отклоняться от предыдущего решения.

Два решения с очень близкими начальными условиями очень быстро станут диаметрально противоположны.

Что же...Всё равно не убедили

И всё-таки. Хорошо, многие процессы описываются нелинейными уравнениями. Предсказать что-то в объективном понимании невозможно. Компьютеры банально не умеют работать с некоторыми числами высокой точности, где есть миллионные знаки после запятой, а всё это может сказаться при наложении факторов и сработает эффект бабочки. Пусть так.

Метод Ньютона для приблизительного решения

Но любое нелинейное уравнение - это всё-таки математический инструмент. Невероятно сложно учитывать все факторы. Их невозможно подсчитать и пересчитать. Результаты отличаются взрывным образом. Но всё это точная математика.

Тут я вижу два разрешения проблемы:

• Или математический аппарат в принципе не может работать с высокими точностями. Значит, сколько уравнений не составляй, где-то мы упрёмся в предел вычислений и предел точности, и числа типа 0,56565689 и 0,56565683 будут иметь сходное физическое значение
• Или всё-таки всё упирается в невозможность это подсчитать, а это уже совсем другая история и вся "магия" случайности пропадает и превращается в детерминированные значения

Есть ещё один вариант, о котором не хотелось бы тут писать. Вероятно, я сам не понимаю всю глубину и сложность тем нелинейных уравнений и вижу это излишне упрощенно.

Теория говорит, что в нелинейных системах взаимодействия могут влиять сами на себя: когда воздушные потоки протекают по крыльям реактивного самолёта, поток воздуха изменяет молекулярные взаимодействия, которые, в свою очередь, изменяют воздушный поток, и так далее.

Такая петля обратной связи порождает хаос, где небольшие изменения в начальных условиях позже приводят к крайне изменчивому поведению, что делает прогнозы практически невозможными.

Вот только отругайте меня в комментариях, если так нужно. Но это не исключает точный расчёт. Пускай условия хоть трижды влияют сами на себя. Они делают это согласно закономерности. Сложно не означает "невозможно". Всё упирается в ограниченность самой математики. Но это не отменяет детерминированности случайности.

В одной из статей было отмечено, что:

Эндрю Чайлдс из Университета Мэриленда возглавил работу, в которой учёные пытаются позволить квантовым компьютерам точнее моделировать нелинейную динамику. Алгоритм его команды превратил хаотичные системы в массив более понятных линейных уравнений с помощью метода линеаризации Карлемана. Джон Т. Консоли / Университет Мэриленда

Значит, если упрощение достигнуто, то и логика видимо работает. Правда здесь же отмечено, что квантовый компьютер технически не справится со всей проблемой. Ведь это устройство, которое тоже построено на линейной логической модели и заставить его решать такие вопросы - это как заставить машину летать.

Я так понимаю, что основная и главная проблема - невозможность применить линейность для работы с нелинейностью. Вся логика принципиально другая и дело тут не в философском понимании действительности. И тут я был бы благодарен за хорошие комментарии по теме.

Ведь похоже нелинейность - это не просто закономерность по экспоненте или параболе, а что-то более глубокое. По крайней мере только это может оправдать существование случайности именно в том виде, как её преподносят в статьях про эффект наблюдателя.

Ваши вопросы и море интересного контента ждут в моей телеге ;)

Взято из телеги Интересный Али

Перейдем к менее популярным, но от этого не менее замечательным физикам. Представляю вам превосходного препода из МГУ - Алексей Александрович Якута. Вот целый плейлист с его лекциями.

Мне очень нравится подача материала. Для сложного институтского уровня все интересно и наглядно. Опыты тоже отличные.

На видео Алексей Александрович демонстрирует, как можно заставить цельнометаллический диск плавать в воде. Очень многие помнят, что средняя плотность тела должна быть меньше плотности жидкости - тогда выталкивающая сила сможет заставить тело держаться на плаву. А как же быть, если плотность тела значительно больше?

Диск имеет большую площадь и дополнительно натерт парафином - это приводит к тому, что возникает определенное поверхностное натяжение, которое не дает воде заливаться на диск. Под действием силы тяжести диск 'продавливает' в воде 'ямку', в результате чего вокруг появляются 'бортики' из воды. Они создают гидростатическое давление, которое и удерживает диск. 

И, конечно же, без Гервидса Валериана Ивановича, которому отведен целый плейлист на канале МИФИ, наша подборка тоже невозможна. Замечательный преподаватель. Тонко, аккуратно, с юморком.

На видео демонстрируется лестница Иакова, названная так в честь ветхозаветной лестницы между Землей и Небом. Лестница представляет собой две металлические пластины под напряжением, расстояние между которыми увеличивается с высотой.

Принцип работы прост. Прикладываемого напряжения достаточно только для того, чтобы пробить воздух в самом узком месте, то есть, внизу. Однако затем нагретый разрядом воздух начинает подниматься вверх благодаря силе Архимеда. Поскольку теперь этот воздух имеет много свободных заряженных частиц, то дуга может пройти и в более широких местах лестницы. По сути, мы имеем плавучую перемычку между двумя электродами. Красота, да и только!

Сегодня демонстрирую видео от автора, без которого подборка хороших физиков просто не может существовать - Павел Андреевич Виктор с одноименного канала. Меня в Павле Андреевиче многое что восхищает и удивляет, однако самым интересным с точки зрения физики я считаю его уникальную способность демонстрировать различные физические явления на очень простых, но при этом довольно неординарных опытах.

Если вы заглянете на ютуб, то по тепловому расширению тел есть миллиард видео с одним дубовым экспериментом - шарик и колечко. 

В холодном состоянии шарик проходит сквозь колечко, в горячем нет, что и демонстрирует тепловое расширение тел, то есть, увеличение объема тела при нагреве.

Однако Павел Андреевич всегда находит свои способы продемонстрировать различные явления. 

На видео показан эксперимент с расширяющимся от нагревания стержнем. В качестве индикатора расширения используется игла со стрелкой. При расширении стержень прокатывается, вращая при этом иглу.

Продолжим наше знакомство с физиками. На этот раз в ролике Алексей Александрович Колчин также с канала GetAClass покажет опыт, который я очень рекомендую повторить - он простой и быстрый в исполнении.

Опыт демонстрирует выполнение закона Паскаля - давление на жидкость передается в любую точку одинаково во всех направлениях. Для демонстрации используется знаменитый картезианский водолаз.

Спичка с помощью утяжелителя в виде накрученной проволочки подвешивается в бутылке с водой. Пробка закрывается.
При надавливании на бутылку спичка уйдет на дно. Так происходит потому, что при надавливании давление жидкости во всей бутылке повышается, и вода заполняет различные поры в древесине. Если затем бутылку отпустить, то давление придет в норму, часть воды выйдет из спички, и спичка всплывет.

Аналогичный опыт можно реализовать с пипеткой, и это даже будет лучше и удобнее, ибо древесина спички размокает, а стекло - нет.

Предисловие: после падения сайта я так и не понял, как вернуть аккаунт. Решил для себя, что никак, поэтому начну заново. Всем здравствуйте, я AlexAlpha с Пикабу! Там я писал и пишу репетиторские истории и выкладываю подборки с физикой. Здесь я выкладывал небольшие постики про физические явления. 

Чтобы поддержать Вомбат после падения, хочу выложить подборку своих любимых физиков. Надеюсь, она вам понравится.
---

И откроет подборку Андрей Иванович Щетников с канала GetAClass. В этом видео он показал, что происходит с пламенем свечи в сильном электрическом поле.

Пламя свечи является низкотемпературной плазмой, то есть, атомы в нем быстры настолько, что при столкновениях разбиваются на электроны и ионы, то есть, заряженные частицы. Если поместить пламя свечи в электрическое поле, то ионы и электроны будут двигаться не только под действием естественной конвекции, но и под действием силы Кулона, из-за чего пламя будет 'сдуваться'.