Квантовая запутанность охотничьих собак
КВАНТОВАЯ ЗАПУТАННОСТЬ
ОХОТНИЧЬИХ СОБАК
06.08.2017 – 31.08.2017
Выставка Георгия Острецова
в музее истории АО «ВМЗ»
Животные часто становились проводниками знания для человека, обожествлялись им, становились тотемом или символом грядущего. Образ «друга» часто использовался для наглядности при объяснении сложных теорий. Так, австрийский физик-теоретик Эрвин Шредингер, размышляя о странностях поведения частиц, поставил мысленный эксперимент, который так и называется «кот Шредингера». В двух словах суть такова: есть ящик и кот. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное атомное ядро и ёмкость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что вероятность распада ядра за 1 час составляет 50%. Если ядро распадается, открывается ёмкость с газом и кот погибает. Если распада ядра не происходит — кот остается жив. С помощью этого вымышленного опыта ученый хотел показать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим системам.
Согласно квантовой механике, если над ядром атома не производится наблюдение, то его состояние описывается смешением двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося, следовательно, кот, сидящий в ящике и олицетворяющий ядро атома, и жив, и мёртв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор может увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кот мёртв» или «ядро не распалось, кот жив». Выходит и человек может быть «наполовину жив – наполовину мертв» или «наполовину здесь – наполовину там»? Тогда (в начале ХХ века) специалисты сошлись на том, что законы микромира не стоит переносить на большой мир. Другими словами – что дозволено электрону, то человеку ни-ни.
Но в 1997 году ситуация вновь стала зыбкой. Сперва физик Дэвид Ричард из Массачусетского университета показал, что квантовая физика распространяется не только на элементарные частицы, но и на молекулы, принадлежащие уже макромиру. Потом Кристофер Монро из Института стандартов и технологий (США) экспериментально показал реальность парадокса «кошки Шредингера» на атомном уровне.
Опыт выглядел следующим образом: ученые взяли атом гелия и мощным лазерным импульсом оторвали у него один из двух электронов. Получившийся ион гелия обездвижили, понизив его температуру почти до абсолютного нуля. У оставшегося на орбите электрона существовало две возможности: либо вращаться по часовой стрелке, либо – против. Но физики лишили его выбора, затормозив частицу все тем же лучом лазера. Тут-то и произошло невероятное. Атом гелия раздвоился, реализовав себя сразу в обоих состояниях – в одном электрон крутился по часовой стрелке, в другом – против часовой… И хотя расстояние между этими объектами было всего 83 нанометра (в школьный микроскоп не разглядишь), но на интерференционной картине отчетливо просматривалось: вот след одного атома, вот – другого. Этот эксперимент не просто стал реальным физическим эквивалентом «кошки Шредингера», которая и жива, и мертва одновременно. Опыт показал, что не только микро, но и макросистемы могут при определенных условиях раздваиваться или мгновенно переноситься в пространстве.
А это уже может служить подтверждением реальности феномена телепортации.
Путешествия на край вселенной, раздвоение сознания и нахождение в другом теле являлись предметом изучения антрополога-мистика Карлоса Кастанеды, описывающего в своем 12-томнике об учении индейца из племени Яки дона Хуана Матуса весь мир как чистую энергию, из которой восприятие создаёт описание мира. Подразумевается, что каким бы адекватным ни было человеческое знание, оно ограничено, а «магия» — это не фокусы с доставанием «чего-то» из ниоткуда, а практика расширения восприятия за границы, известные человеку. В качестве помощника на этом трудном пути выступает зверь (у главного героя книги – это собака).
В моих работах, созданных в резиденции, собаки являются символом преодоления пространства и времени, ведь произведение искусства – это портал в мир иррационального-квантовой запутанности, мир, которым мы должны научиться управлять своевольно.
Георгий Острецов
1967
Георгий Острецов – российский художник, автор объектов, инсталляций, перформансов.
Обучался в театрально-художественном училище при Большом театре.
В 80-е Острецов был участником известного арт-сообщества и сквота «Детский сад». В 1988 году Георгий уехал в Париж, где прожил десять лет и работал со знаменитыми дизайнерами: Жаном-Шарлем Кастельбажаком, Жаном-Полем Готье, а также сотрудничал с режиссером Люком Бессоном.
В своих работах Острецов обращается к эстетике комикса. Он создает авторскую иконографию в духе мейнстримовского комикса, при этом Острецов не копирует чужие иллюстрации, а разрабатывает свою графическую историю, близкую комиксам в стиле action.
С 1998 года живет и работает в Москве, участвовал в выставках в Московском музее современного искусства, Русском музее, Третьяковской галерее, галерее Saatсhi в Лондоне. В 2009 году Гоша стал одним из художников, представленных в Российском павильоне на 53–й Венецианской биеннале современного искусства, а в 2013 году Гоша был участником V Московской биеннале современного искусства.
Загадочное котоверчение
Не котом Шрёдингера единым славен кошачий род и его вклад в прогресс.
Давайте же вспомним других, возможно, не таких знаменитых, но не менее интересных мурлыкающих героев исследований и экспериментов.
Кот Шрёдингера
Кот Шрёдингера — суперзвезда в мире котов науки, пусть и вымышленная. Он был придуман одним нобелевским лауреатом (Эрвином Шрёдингером), чтобы доказать другому (Нильсу Бору), что тот не вполне корректен в интерпретации квантовой механики.
Бор утверждал, что, изучая субатомные частицы (составляющие атома — например, электроны) с помощью измерительных приборов, учёные описывают не свойства самих частиц, а лишь ограниченный набор характеристик, которые зафиксировали инструменты. Мысленный эксперимент Шрёдингера с котом (а точнее, с кошкой — в рукописи на немецком было упомянуто животное женского пола) помог показать, что объекты макромира (измерительные приборы и коты) вполне могут отражать свойства микромира (субатомных систем), но это не снимает проблему неполноты квантовой механики, поскольку узнать о состоянии частицы можно, только измерив её.
Сам мысленный эксперимент можно представить так: в небольшой стальной ящик помещаются кошка и счётчик Гейгера (объекты макромира), атом радиоактивного вещества (объект микромира), цианистая кислота (яд — для драматического эффекта). Вся эта система час остаётся закрытой. Известно, что радиоактивный атом за это время может распасться, а может остаться целым — с равной вероятностью. При распаде атома срабатывает счётчик Гейгера — прилаженный к нему механизм разбивает колбу с ядом, и кошка погибает. Узнать, в каком состоянии животное, можно, лишь открыв ящик — произведя измерение. Но пока мы этого не сделали, можно считать кошку находящейся в суперпозиции, то есть и живой, и мёртвой одновременно, — точно как электрон, который находится одновременно в разных состояниях.
Эрвин Шрёдингер
(1887-1961) — австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1933). Разработал (1926) волновую механику, сформулировал ее основное уравнение, вошедшее в квантовую теорию по названием уравнение Шрёдингера, доказал ее идентичность матричному варианту квантовой механики.
Нильс Бор
(1885-1962) — датский физик-теоретик и общественный деятель, один из создателей современной физики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1922). Бор известен как создатель первой квантовой теории атома и активный участник разработки основ квантовой механики. Он также внёс значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.
Падающие кошки
Больше ста лет учёные пытались объяснить, почему кошки приземляются на лапы
Правда ли, что кошка при падении всегда приземляется на лапы, и почему так происходит? Это любопытно не только детям, но и взрослым. Впервые поиском научного объяснения этого феномена озаботился физик Джеймс Клерк Максвелл в середине 1850-х, когда, сдав итоговые экзамены в Кембридже, остался там работать, чтобы получить звание профессора.
Совместно с профессором математики Джорджем Габриелем Стоксом молодой физик Максвелл экспериментально выявлял минимальную высоту, упав с которой кошка успевает приземлиться на лапы. Ничего сенсационного установить не удалось. Однако позже Максвеллу приходилось отбиваться от нападок зоозащитников:
«В Кембридже существует предание, что я открыл способ кидать кошек таким образом, чтобы они не приземлялись на лапы, и что я, бывало, выкидывал их из окон. Я должен был пояснить, что истинной целью исследования было определить, насколько быстро кошка может повернуться в воздухе, и что истинным методом было позволить кошке падать на стол или кровать с высоты примерно двух дюймов [чуть больше 5 см]; надо сказать, что даже в этом случае кошка приземлялась на лапы».
Спустя 40 лет вопросом котопадения занялись ещё более основательно. В 1894 году французский физиолог и изобретатель Этьен-Жюль Маре за 2 секунды сделал 32 кадра падения кошки с высоты 1,2 метра.
Эти снимки были показаны в Парижской академии наук и опубликованы в авторитетнейшем научном журнале Nature.
Феномен котопадения стали обсуждать всё больше именитых учёных. Например, итальянский математик Джузеппе Пеано считал, что секрет кошачьего переворота в хвосте, на что коллеги возражали, что и бесхвостые кошки без особого труда переворачивают себя в воздухе.
Котами учёные не разбрасывались, а создали математическую модель.
Наиболее популярное и понятное объяснение этой загадки предложил известный советский математик Яков Перельман. Оно было опубликовано в журнале «Природа и люди» в 1912 году:
«Когда падающая кошка поворачивает переднюю половину своего тела, то задняя половина на тот же угол поворачивается в обратную сторону; если затем кошка повернёт в том же направлении заднюю половину, то передняя вернётся назад, и тело кошки опять займёт прежнее положение. Никакой поворот при таких условиях не возможен. Но дело будет обстоять иначе, если кошка при повороте будет соответствующим образом вытягивать и укорачивать передние и задние лапы: согласно так называемому закону площадей, часть тела с вытянутыми лапами должна, при равных прочих условиях, повернуться на меньший угол, нежели часть тела с прижатыми лапами.
Спустя более чем полвека это подтвердили инженеры Стэнфордского университета в статье «Динамическое объяснение феномена падающей кошки», вышедшей в журнале International Journal of Solids and Structures. На этот раз котами учёные не разбрасывались, а создали математическую модель. Она в точности повторяла падение реальной кошки и подтверждала предположение Перельмана.
Джеймс Клерк Максвелл
(1831-1879) — британский физик, математик, механик, создатель классической электродинамики , один из основоположников статистической физики. Предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света, установил первый статистический закон — закон распределения молекул по скоростям, названный его именем.
Сиамский коллега
В 1975 году кот помог хозяину опубликоваться в научном журнале
В середине 1970-х американский физик и математик Джек Хетерингтон занимался изучением условий, при которых гелий становится твёрдым. А происходит это при температуре близкой к абсолютному нулю (примерно − 273,15 °C) и давлении не менее 25 атмосфер. Для получения некоторых изотопов твёрдого гелия давление и вовсе должно быть экстремальным — около 1000 атмосфер. Учёного интересовал кристаллизованный изотоп гелия-3 и его свойства.
Статья с результатами эксперимента вышла в престижном журнале Physical Review Letters, причём подписана она была всего двумя фамилиями, что редкость для научных публикаций — обычно над ними работает целый коллектив. Первым автором значился сам Хетерингтон, а вторым — некий Ф.Д.Ч. Уиллард. Научная общественность захотела познакомиться c неизвестным коллегой, доселе ни разу не публиковавшимся и вдруг дебютировавшим с такой сложной темой.
У физика была стандартная подпись, а у кота — отпечаток лапы.
Оказалось, это был сиамский кот Честер. Правда, в соавторы он попал не потому, что давал хозяину мудрые советы относительно свойств гелия-3. Случилось это из-за лени Хетерингтона.
Написав статью, он показал её своему другу-физику. Тот похвалил работу, но предостерёг, что редакция Physical Review Letters может не принять рукопись. По правилам этого издания в статьях с одним автором принято было писать не «мы», а «я», либо ставить глаголы в безличную форму. Перепечатывать текст Хетерингтону не хотелось, поэтому он просто добавил в соавторы своего домашнего питомца под именем «Ф.Д.Ч. Уиллард», использовав первые буквы латинского названия вида домашняя кошка — Felis domesticus, начальную букву настоящего имени кота — Честер и имя его отца — Уиллард.
Астрокошка
Куда же без космоса! За пределы Земли отправляли множество видов животных, первыми несложными организмами были мушки дрозофилы, первыми высшими — собаки.
Ставку на собак сделали в СССР. А во Франции первый отряд космонавтов был сформирован из 14 кошек.
Все животные проходили тренировки на центрифуге и в барокамере. Постепенно, исходя из показателей здоровья претендентов, их количество сокращали. И в итоге оставили всего одну чёрно-белую кошку, стойко перенёсшую все испытания. Она стала не только первой мордочкой космической программы Франции, но и самой известной в мире «астрокошкой» — так окрестила её пресса. Кстати, похоже, благодаря журналистам у кошки появилось и имя — Фелисетт. Учёные не могли её так называть: биоэтические нормы запрещают давать клички подопытным животным, чтобы не привязываться к ним.
Фелисетт была первым и настоящим — прошедшим сложнейшие тренировки и испытания — кошачьим астронавтом.
В октябре 1963 года французский Учебный и научно-исследовательский центр авиационной медицины (CERMA) успешно запустил в космос ракету-носитель Veronique AG1 с кошкой на борту. На высоте 160 км капсула с пушистым астронавтом отделились от корабля и начала спуск на землю.
Посадка прошла успешно! Капсулу подобрала поисковая команда. Живую и здоровую кошку доставили в CERMA, где сделали фото, которое позже было растиражировано на почтовых открытках и марках с подписью: Merci pour votre participation à mon succès du. 18 octobre 1963 («Спасибо, что разделили со мной успех. 18 октября 1963-го»).
Есть байка, что Фелисетт попала в космос случайно. К полёту якобы готовили кота Феликса, который умудрился сбежать из лаборатории в день старта, и вместо него решили запустить первую попавшуюся кошку. Однако один из участников проекта, доктор Жерар Шательер, в 2014 году опроверг эти слухи, уточнив, что в столь серьёзном эксперименте случайное животное участвовать не могло. Фелисетт была первым и настоящим — прошедшим сложнейшие тренировки и испытания — кошачьим астронавтом.
Кошка Фелисетт
Фото, которое позже было растиражировано на почтовых открытках и марках с подписью: Merci pour votre participation à mon succès du. 18 octobre 1963 («Спасибо, что разделили со мной успех.
18 октября 1963-го»).
Кошка Ctrl+C — Сtrl+V
В 2001 году родилась первая клонированная кошка
Звали её СиСи — сокращение от английского Copy Cat. Эксперимент проводили на базе ветеринарного колледжа Техасского университета (США). Финансировала его компания Genetic Savings & Clone, которая собиралась продавать клонированных животных.
Однако на свой «первоисточник» — трёхцветную (рыже-бело-коричневую) кошку по кличке Радуга — клонированная оказалась совершенно непохожа. СиСи родилась двухцветной, без каких-либо рыжих пятнышек или вкраплений. Причём, как объяснили позже учёные, ничего парадоксального в этом не было. У кошек (и не только) за окрас шерсти отвечают сразу несколько генов в каждой из двух Х-хромосом, но не все они активируются. Для создания клона в лаборатории вырастили 87 здоровых эмбрионов, но дальше в организме суррогатной матери смог развиться только один, который и стал кошечкой СиСи. Судя по всему, именно у этого эмбриона был подавлен ген, отвечающий за рыжую окраску.
После этого, с одной стороны, успешного, а с другой — провального эксперимента компания, мечтавшая разбогатеть на воскрешении домашних любимцев, оказалась на грани банкротства. СиСи забрал к себе руководитель проекта — профессор Дуэй Креймер.
«Акустическая кошечка»
В середине 1960-х из кошек пытались сделать шпионов
Заголовок не зря заключён в кавычки — такое милое название носил особый секретный проект Дирекции по науке и технике Центрального разведывательного управления США в 1960-е годы. Проект состоял ни много ни мало в использовании кошек для слежки за сотрудниками советского посольства в Соединённых Штатах.
Специалисты ЦРУ имплантировали в ушные каналы животного микрофоны, в основание черепа встроили малюсенький передатчик и провели вдоль всего тела — от головы до кончика хвоста — незаметную среди шерсти тонкую проволочную антенну.
Кошки не годятся на роль шпионов.
Первой задачей «акустической кошечки» было подслушать двух мужчин, сидевших на скамейке в парке за территорией посольства СССР.
Пушистого шпиона выпустили рядом с объектами слежки. Однако кошка не заинтересовалась мужчинами и пошла по своим делам, а через некоторое время и вовсе попала под колёса.
Дальнейшие попытки использовать кошек для прослушки сочли нецелесообразными. В меморандуме ЦРУ от 1967 года об этой провальной операции сказано, что кошки не годятся на роль шпионов, так как они плохо обучаемы и не проявляют должного интереса к вопросам национальной безопасности.
Здоровые зелёные котята
В 2011 году создали светящихся и генетически устойчивых к вирусу иммунодефицита кошек
В 2008 году Нобелевскую премию по химии вручили за открытие и применение флуоресцирующего белка GFP. Чем он так примечателен? С 1990-х и по сей день его используют как маркер для наблюдения за биохимическими процессами в организме, в частности для изучения развития опасных заболеваний. Маркером GFP стал, так как успешно связывается с другими белками и заставляет их светиться зелёным в ультрафиолетовых лучах.
В последнее десятилетие прошлого века учёные вывели множество животных со встроенным GFP: нематод, рыбок, кроликов, собак… В 2011 году очередь дошла до кошек.
Светящихся зелёным кошек вырастила группа биологов под руководством Эрика Пейшла из Медицинской школы клиники Майо (США). Учёные хотели проверить, можно ли создать организм, генетически устойчивый к вирусу иммунодефицита. Оказалось, что да. Статья об этом вышла в престижном журнале Nature Methods.
Белок GFP использовали как индикатор, реагирующий на успешное внедрение в организм котика гена TRIMcyp. Этот ген, выделенный из ДНК макак-резусов, как раз и обеспечивает устойчивость к вирусу иммунодефицита.
После череды сложных манипуляций у суррогатной матери-кошки родились трое здоровых котят: два мальчика и девочка. И GFP, и TRIMcyp корректно внедрились в их организмы. Шерсть и тело животных излучали зелёный свет под действием ультрафиолета, а образцы клеток, заражённые вирусом кошачьего иммунодефицита, демонстрировали частичную устойчивость к нему.
Чуть позже светящихся кошек скрестили между собой, и все признаки трансгенных родителей сохранились, что подтвердило высокую эффективность имплантации новых генов.
Структура зелёного флуоресцентного белка (GFP)
Ещё один квантовый кот
В 2013 году новое свойство в области физики элементарных частиц объяснили благодаря Чеширскому коту
«Видела я котов без улыбки. Но улыбку без кота!» — удивлялась Алиса, путешествуя по Стране чудес. Кто бы мог подумать, что Чешир из сказки Льюиса Кэрролла окажется столь точной метафорой удивительного квантового эффекта, наблюдающегося при воздействии на нейтроны. Исследование о нём было опубликовано в журнале Nature Communications в 2013 году.
В ходе экспериментов учёные смогли разделить материальную сущность нейтрона и одно из его свойств. То есть частица перемещалась в установке по одному пути, а её характеристика — отдельно, по совершенно иному. Чтобы доходчивее объяснить, как это происходит, исследователи привели аналогию с Чеширским котом и его улыбкой, причём прямо в статье! Они нарисовали график, который показывал: исходное положение (кот и его улыбка как единое целое), отделение улыбки от хозяина (оскал летит в одном направлении, а сам кот уже без улыбки — в другом) и конец эксперимента (кот и улыбка снова воссоединяются).
Нейтроны-коты отделились от своих спинов-улыбок.
А что же происходило в мире элементарных частиц? Учёные разделили пучок нейтронов на два в нейтронном интерферометре с помощью кристалла кремния и заставили их двигаться разными путями.
Нейтронам на первом направлении был задан спин (то есть собственный момент импульса) вдоль траектории движения; на втором — спин задали в обратном направлении. Одновременно с этим физики постоянно фиксировали местоположение частиц и их спина. Для этого направление спина слегка изменяли при помощи магнитного поля. Но оказалось, что даже такое слабое воздействие искажало квантовое состояние некоторых частиц.
Детектор зафиксировал, что воздействие магнитного поля на первый пучок не дало никакого эффекта: частицы и их спины оставались неразлучны. А вот при приложении магнитного поля ко второму пучку неожиданно появлялся странный эффект: система вела себя так, словно частицы существовали отдельно от их магнитных свойств.
Другими словами, нейтроны-коты отделились от своих спинов-улыбок.
Пушистый вдохновитель
«Может быть, природа — это гигантский кот?»
О выдающемся изобретательском таланте Николы Теслы знают многие: усовершенствованный им генератор переменного тока сделал электричество более доступным, и его стали применять в промышленных масштабах. Но известно ли вам, читатели, хоть что-то про музу Теслы? Кто ещё в детстве вдохновил его и помог увлечься наукой?
Этой музой был домашний питомец — кот Мачак. Будущий инженер часто писал о нём в дневнике. О том, как именно кот поспособствовал развитию любознательности Николы, рассказывает вот эта запись:
«Однажды в сумерках, когда я гладил Мачака по спине, я увидел чудо, которое лишило меня дара речи. Спина кота превратилась в полотно света, и из-под моей руки вылетело столько искр, что треск от них был слышен на весь дом. Мой отец был очень образованным человеком, он знал ответ на любой вопрос.
Но этот феномен оказался в новинку и для него… Мама казалась зачарованной. Она сказала: “Хватит играть с котом. Из-за него может начаться пожар”. Но я размышлял абстрактно. Может быть, природа — это гигантский кот? И если да, то кто гладит его по спине? Это может быть только Господь, я уверен. Мне было только три года, а я уже философствовал… Невозможно переоценить силу воздействия этого чудесного вечера на моё детское воображение. День за днём я спрашивал себя: “Что такое электричество?”»
Вообще, после такого признания не будет преувеличением сказать, что изобретением эффективных генераторов переменного тока мы обязаны не только великому учёному и инженеру Тесле, но и его хвостатому другу.
Никола Тесла
(1856-1943) — изобретатель, физик, инженер сербского происхождения, автор свыше сотни изобретений, многие из которых кардинально изменили жизнь человечества. Наибольшую известность получил за создание устройств функционирующих на переменном токе, а также последовательное отстаивание идеи существования эфира.
Кошачьи корни
В 2017 году палеогенетики вычислили общего предка всех домашних кошек
Для некоторых людей чистая родословная домашнего любимца — предмет особой гордости. Однако исследование, проведённое в 2017 году палеогенетиками, доказывает, что абсолютно все домашние кошки — и беспородные, и чистокровные — потомки одного невзрачного подвида дикой кошки.
Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Ecology and Evolution. Конечно, тот факт, что когда-то все кошки были дикими и люди их одомашнили, никого не удивляет. Учёных интересовали детали доместикации: какой именно подвид диких животных можно считать прародителем всех приручённых впоследствии кошек?
Чтобы выяснить это, палеогенетики проанализировали фрагменты митохондриальной и ядерной ДНК 352 кошек пяти географических подвидов, охватив временной интервал от 8 тыс. лет до нашей эры до современности. И установили, что, скорее всего, общим предком был африканский степной кот F.
s. lybica — один из пяти подвидов дикого кота Felis silvestris. Правда, об абсолютно чистой крови и тут речи не идёт: в изученных останках попадались генетические примеси, ведь все пять подвидов легко скрещивались между собой.
Результаты археологических раскопок свидетельствуют, что первые попытки приручить этого сурового нравом котищу предпринимались ещё в неолите на Ближнем Востоке и в Египте. Оба эти региона борются за право быть основным очагом доместикации кошек. По одной версии, первым крупным центром одомашнивания был Древний Египет: на месте додинастического города Нехен нашли останки целого кошачьего семейства (кота, кошки и четырёх котят) возрастом примерно 5800–5600 лет. По другой версии, таким очагом была Юго-Западная Азия.
Однако самое древнее на сегодняшний день захоронение кошки (правда, единичное) было найдено на Кипре: тело животного закопали рядом с человеческой могилой около 9500 лет назад. Учёные отмечают, что в ту пору диких кошек на Кипре не было, а значит, кто-то специально привёз туда усатого хвостатого зверя.
Счастливый чёрный кот
В 2003 году развеяли миф о невезучести котов тёмных окрасов
И напоследок немного об удаче. Мы понимаем, что читатели научно-популярного издания вряд ли верят в приметы. Однако, не будучи склонны к суевериям, вы вполне можете испытывать благородное желание искоренять их.
Например, бразильский биолог и эколог, профессор Эдуардо Эйзирик и его коллеги из Национального института рака США доказали, что чёрный кот, который во многих культурах считается символом неудачи, напротив, настоящее олицетворение везения! Исследование, подтверждающее сей факт, вышло в журнале Current Biology в 2003 году.
Ну не счастливчики ли они, коты тёмной окраски?
В ходе изучения «невезучих» котов и кошек учёные рассматривали ген меланизма MC1R, который связан с чёрным окрасом. Мутируя, этот ген не только начинает влиять на цвет шерсти, но и придаёт организму устойчивость к некоторым опасным заболеваниям, в частности к вирусу иммунодефицита.
Ну не счастливчики ли они, коты тёмной окраски?
Однако научная цель Эйзирика была, конечно, не в победе над суеверием — профессор и его команда хотели разобраться, возможны ли подобные эффекты в организме человека. MC1R происходит из того же семейства генов, что и человеческий CCR5. Этот ген есть в каждом из нас, но выгодно проявить себя он способен в очень редких случаях. Его мутация известна учёным как CCR5-Δ32 — при ней происходит делеция части гена (потеря участка хромосомы в процессе перестройки). Так вот, было установлено, что люди с этой мутацией значительно меньше подвержены риску стать носителями ВИЧ — прямо как везучие чёрные коты!
Эдуардо Эйзирик
Профессор кафедры генетики и эволюционной биологии Епископского католического университета Рио-Гранде (PUCRS).
Эрвин Шредингер – биографический – NobelPrize.org
- Пол А.М. Дирак
org/Person”> Эрвин ШредингерЭрвин Шредингер родился 12 августа 1887 года в Вене, единственный ребенок Рудольфа Шредингера, который был женат на дочери Александра Бауэра, его профессора химии Венского технического колледжа.
Отец Эрвина происходил из баварской семьи, несколько поколений назад обосновавшейся в Вене. Он был высоко одаренным человеком с широким образованием. Закончив изучение химии, он много лет посвятил себя итальянской живописи. После этого он занялся ботаникой, что привело к серии работ по филогении растений.
Широкие интересы Шредингера восходят к школьным годам в гимназии, где он не только питал симпатию к научным дисциплинам, но и ценил суровую логику древней грамматики и красоту немецкой поэзии. (Он ненавидел запоминание данных и обучение по книгам.)
С 1906 по 1910 год он был студентом Венского университета, в это время он попал под сильное влияние Фрица Хазенёрля, преемника Больцмана.
Именно в эти годы Шредингер овладел задачами на собственные значения в физике сплошных сред, заложив тем самым основу для своей будущей большой работы. В дальнейшем, будучи помощником Франца Экснера, он вместе со своим другом К. В. Ф. Кольраушем вел практическую работу для студентов (сам, по его словам, не узнав, что такое экспериментирование). Во время Первой мировой войны служил артиллерийским офицером.
В 1920 году он занял академическую должность ассистента Макса Вина, а затем должности в Штутгарте (экстраординарный профессор), Бреслау (ординарный профессор) и в Цюрихском университете (заменив фон Лауэ), где он прожил шесть лет. В последующие годы Шредингер с большим удовольствием оглядывался на свой цюрихский период — именно здесь он так наслаждался общением и дружбой многих своих коллег, среди которых были Герман Вейль и Петер Дебай. Это был также его самый плодотворный период, когда он активно занимался различными предметами теоретической физики. Его работы в то время были посвящены удельной теплоемкости твердых тел, проблемам термодинамики (он очень интересовался теорией вероятностей Больцмана) и атомным спектрам; кроме того, он занимался физиологическими исследованиями цвета (в результате контактов с Кольраушем и Экснером и лекций Гельмгольца).
Его великое открытие, волновое уравнение Шрёдингера, было сделано в конце этой эпохи — в первой половине XIX в.26.
Это произошло в результате его неудовлетворенности квантовым условием в теории орбит Бора и его веры в то, что атомные спектры действительно должны определяться какой-то проблемой собственных значений. За эту работу он разделил с Дираком Нобелевскую премию за 1933 год.
В 1927 году Шредингер переехал в Берлин в качестве преемника Планка. Столица Германии была тогда центром большой научной деятельности, и он с энтузиазмом принимал участие в еженедельных беседах с коллегами, многие из которых «превышали его по возрасту и репутации». С приходом к власти Гитлера (1933), однако Шрёдингер решил, что не может продолжать работу в Германии. Он приехал в Англию и какое-то время учился в Оксфорде. В 1934 году его пригласили читать лекции в Принстонском университете и предложили там постоянную должность, но он не согласился. В 1936 году ему предложили должность в Университете Граца, которую он принял только после долгих раздумий и потому, что его тоска по родной стране перевешивала его осторожность.
С аннексией Австрии в 1938 году он сразу же оказался в затруднительном положении, потому что его отъезд из Германии в 1933 было воспринято как недружественный поступок. Вскоре после этого ему удалось бежать в Италию, откуда он поступил в Оксфорд, а затем в Гентский университет. После непродолжительного пребывания он перешел во вновь созданный Институт перспективных исследований в Дублине, где стал директором Школы теоретической физики. Он оставался в Дублине до выхода на пенсию в 1955 году.
Все это время Шредингер продолжал свои исследования и опубликовал множество работ по самым разным темам, в том числе по проблеме объединения гравитации и электромагнетизма, которая также поглотила Эйнштейна и которая до сих пор не решена; (он же был автором известной книжечки «Что такое жизнь?», 1944). Он по-прежнему очень интересовался основами атомной физики. Шрёдингеру не нравилось общепринятое двойственное описание волн и частиц со статистической интерпретацией волн, и он пытался создать теорию только в терминах волн.
Это привело его к полемике с другими ведущими физиками.
После выхода на пенсию вернулся на почетную должность в Вене. Он умер 4 января 1961 года после продолжительной болезни, которую пережила его верная спутница Аннемари Бертель, на которой он женился в 1920.
Из Нобелевских лекций по физике 1922-1941 , Elsevier Publishing Company, Амстердам, 1965 г.
Эта автобиография/биография написана во время награждения и впервые опубликовано в серии книг Les Prix Nobel . Позже он был отредактирован и переиздан в Нобелевских лекциях . Чтобы процитировать этот документ, всегда указывайте источник, как показано выше.
Авторское право © Нобелевский фонд, 1933 г. Цитировать этот раздел
Стиль MLA: Эрвин Шредингер – Биографический. Нобелевская премия.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Ср. 9 ноября 2022 г.
Наверх Back To TopВозвращает пользователей к началу страницы
Нобелевские премии 2022 г.
Четырнадцать лауреатов были удостоены Нобелевской премии в 2022 году за достижения, которые принесли наибольшую пользу человечеству.
Их работа и открытия варьируются от палеогеномики и клик-химии до документирования военных преступлений.
Посмотреть их все здесь.
Выберите категорию или категории, по которым вы хотите отфильтровать Физика Химия Лекарственное средство Литература Мир Экономические науки
Выберите категорию или категории, которые вы хотите отфильтровать по
Физика
Химия
Лекарственное средство
Литература
Мир
Экономические науки
Уменьшить год на один Выберите год, в котором вы хотите искать Увеличить год на один
Действительно ли существует кот Шредингера?
- С правильным переохлаждаемым «холодильником» исследователи могли бы доказать существование кота Шредингера в реальной жизни.
- Классический мысленный эксперимент воплощает в себе принципы квантовой суперпозиции.
- Никто не ставит ребенка в угол абсолютного нуля.
Впервые ученые считают, что они могут показать, что Кот Шредингера может существовать в реальной жизни , а не только в мысленных экспериментах. Они говорят, что с все более и более крупными квантовыми объектами суперпозиционный кот кажется неизбежным. А пока ученым нужно только выяснить, что вообще препятствует суперпозиции в крупнейших квантовых объектах.
🤯 Тебе нравится крутая физика. И мы тоже. Давай потусим вместе.
У этого немного волнистого соуса, так что давайте сначала рассмотрим, что вообще из себя представляет кот Шрёдингера. Это мысленный эксперимент, или то, что когнитивный философ Дэниел Деннетт назвал бы насосом интуиции , который приводит людей к новому пониманию квантовой механики.
Во-первых, вы помещаете гипотетическую кошку в коробку. Затем вы в основном подбрасываете монету, и либо кошка убита, либо не убита внутри коробки.
Коробка все время остается закрытой и непрозрачной, и нет обходных путей вроде прослушивания кота или наблюдения за движением коробки. Жив кот или нет? Поскольку невозможно сказать, что кошка фактически и жива, и мертва. Подобно квантовой частице, она находится в двух состояниях одновременно.
Из этого описания вы можете понять, почему мысль о «настоящем» коте Шрёдингера так ошеломляет. Если бы сложное млекопитающее могло испытать суперпозиционирование, это открыло бы такие далеко идущие идеи, как телепортация.
Кошачий проект!
- Как сделать свой собственный незаметный лоток для кошачьего туалета
«Примерно за последние два десятилетия физики создали квантовые состояния в объектах, состоящих из триллионов атомов — достаточно больших, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
Хотя это еще не включает пространственную суперпозицию », — объясняет исследователь Стефан Форстнер .
Команда Форстнера разработала эксперимент , который когда-нибудь может доказать, что большие объекты и даже живые существа могут быть совмещены друг с другом. В каком-то смысле это продолжение исходного мысленного эксперимента, потому что сегодня мы не можем провести этот эксперимент. Но команда, по крайней мере, превратила чистую философию во что-то с параметрами и процедурами.
Best Overall
Black+Decker Dustbuster HHVK515J
Now 18% Off
$89 at Amazon
Good for Minor Cleanup
Eureka NEh200
Now 18% Off
$33 at Amazon
Most Versatile
Black+Decker Spillbuster BHSB320JP
Сейчас скидка 19%
80 долларов на Amazon
Во-первых, они заморозят все части и содержимое гипотетического холодильника как можно ближе к нулю по Кельвину, включая ключевой механизм и резонатор.
. Затем они увидят, допускает ли эта герметичная система нулевого холода внешнее вмешательство, которое исторически приводило волновые функции к одному состоянию вместо двух или более — эффект наблюдателя, который определил вопрос о коте Шредингера и квантовой суперпозиции.
Другие новости о квантовых технологиях
- Квантовый скачок в классическом мире
- Квантовая механика говорит, что «назад в будущее» — это ерунда.
- Продление квантовых состояний в 10 000 раз
«Отдельные частицы света попадут в резонатор и отскочат туда-сюда несколько миллионов раз, поглощая любую избыточную энергию», объясняют исследователи :
«Они в конце концов уйдут резонатор, уносящий избыточную энергию. Измеряя энергию исходящих частиц света, мы могли определить, есть ли тепло в резонаторе. Если бы тепло присутствовало, это указывало бы на то, что неизвестный источник (который мы не контролировали) нарушил волновую функцию.
