Мозг работает как Твиттер
Мозг — это чрезвычайно сложная сеть взаимосвязей, и, на первый взгляд, он имеет мало общего с Твиттером. Исследователи разработали теоретическую модель, представленную недавно на ежегодной встрече Общества неврологии, которая показывает, что информационные потоки между соседними областями мозга, а также между пользователями Твиттера, идут в основном в одном направлении — это свойство предотвращает обратный поток избыточной информации.
Нейрофизиолог Стефан Михалас из Института Мозга в Сиэттле и его коллега Майкл Бьюс сравнили три различных вида сетей: сеть мозговых областей мыши, сеть отдельных нейронов свободноживущей нематоды и сеть пользователей Твиттера. Они хотели узнать, как именно каждый узел связан с соседними узлами.
Все три вида сетей показали аналогичные свойства. Например, если в мозге область, А связана с областью Б, а область Б связана с областью В, то и, А связана с В. То же справедливо и для Твиттера: если пользователь, А читает пользователя Б, а пользователь Б читает пользователя В, то пользователи, А и В скорее всего знают друг о друге.
В большинстве случаев связь оказывается двусторонней: в мозге мыши всего несколько областей мозга передают информацию назад. В случае с Твиттером люди с большим количеством последователей читают только нескольких из этих людей.
Направленный характер этих сетей имеет смысл. По словам Михаласа, таким образом уменьшается ненужная избыточность информации.
Человеческий мозг уже достиг предела развития
Способность к развитию мозга человека достигла своего максимума и человечеству уже не стать умнее, сообщает Daily Mailсо ссылкой на ученых их Кэмбриджского университета (Cambridge University), Великобритания. Оказывается, для дальнейшего развития мозгу человека нужно больше кислорода и дополнительной энергии, чем физически возможно обеспечить. У таким выводам пришел нейробиолог Саймон Лаулин (Simon Laughlin) по итогам изучения структуры мозга человека.
«Нам удалось доказать, что, чтобы работать, мозг должен расходовать энергию и это обстоятельство сильно ограничивает его возможности», — рассказал он. «Способность к обобщению очень энергозатратна, так как требует анализа разной информации, происходящей из разных источников. Недостаток энергии ограничивает наши возможности по анализу информации».
Для того, чтобы снизить свои энергетические затраты, мозг должен устанавливать новые связи между разными участками, которые позволили бы быстрее обмениваться информацией. Однако для того, чтобы установить эти связи, также требуется энергия, нехватка которой требует устанавливать новые связи. Этот порочный круг заставляет сделать только один вывод — развитие мозга человека достигло своего потолка.
Японцы реализовали полную квантовую телепортацию
Новый метод позволяет перейти от вероятностной передачи квантовых битов на расстоянии к детерминированной — без помех и нужды в последующем измерении.
Вас это не удивляет, потому что первая квантовая телепортация — передача квантового состояния на расстоянии, при которой у первой частицы такое состояние разрушается, а у второй возникает состояние, идентичное первой, — была реализована ещё в 1997 году?
Да, это так. Вот только использовать такую квантовую телепортацию для реальной обработки информации при помощи квантовых битов (кубитов) было решительно невозможно. В схеме традиционной квантовой телепортации измерение выполняется после переноса кубитов, а эффективность передачи была низкой. В лучшем случае доходят менее 90% всех отправленных кубитов, причём передающий не понимает, о каких именно кубитах идёт речь, а поэтому не может их продублировать. Мораль проста: при использовании в реальной связи потеря более чем 10% информации делает всю систему непрактичной.
«В 1998 году мы использовали слегка нетипичную технику для нетрадиционной полной телепортации. Но тогда переданное состояние не было квантовым битом, — подчёркивает Акира Фурусава. — Теперь же мы применили нашу экспериментальную методику образца 1998 года, чтобы передать квантовые биты».
Гибридная система телепортации объединила технологию по передаче световых волн в широком диапазоне и способ уменьшения диапазона частот фотонных квантовых битов. Благодаря этому удалось инкорпорировать квантовые биты в световые волны. Кроме того, отказ от принципиально вероятностных белловских измерений позволил сделать и саму квантовую телепортацию не вероятностной, а жёстко детерминированной — впервые в мире.
«Полагаю, мы можем сказать со всей определённостью, что только теперь квантовые компьютеры стали ближе к реальности, — безмерно оптимистично заявляет г-н Фурусава. — Телепортацию такого рода можно представить как квантовый затвор [транзистора], где сток и исток идентичны. Так что, если мы слегка улучшим процесс, исток и сток, чтобы программировать их состояния, то получим программируемый квантовый затвор. Комбинируя множество таких затворов, мы выйдем на настоящий квантовый компьютер».
Как квантовая телепортация нового типа повлияет на нашу повседневность? По меньшей мере она обеспечит надёжную связь, основанную на квантовой криптографии, которая, быть может, положит конец ситуации, когда США прослушивают видеоконференции ООН, президентов Мексики, Боливии, далее везде (остальные страны с приличными разведслужбами тоже, конечно, не отстают). Но нас с вами скорее коснётся использование таких систем для безопасного совершения банковских операций и онлайновых платежей.
И уж совсем всё станет почти сказочным, если г-н Фурусава всё-таки прав, и мы, воспользовавшись телепортацией, сумеем построить полноценные квантовые компьютеры.
Напомним: в мае 2013 года сравнительные тесты весьма скромного квантового компьютера D-Wave One (процессор Vesuvius, лишь 512 кубит) и четырёхпроцессорного компьютера (2,4 ГГц, Intel, 16 Гб оперативной памяти) показали, что ряд задач квантовая машина выполняет за 0,5 с, а обычная — за 30 мин, то есть в 3 600 раз медленнее. Наконец, квантовые компьютеры могут сделать то, что на нынешних в принципе невозможно или требует времени, сравнимого с длительностью существования Вселенной. Да, речь в первую очередь идёт о моделировании новых веществ с уникальными свойствами, от лекарств и конструкционных материалов до высокотемпературных сверхпроводников. Так победим?
Черная дыра может быть дверью в альтернативную реальность
Как часть космической матрешки, наша вселенная может находиться внутри черной дыры, которая сама по себе является частью большой вселенной. Все черные дыры, обнаруженные в нашей Вселенной — от микроскопических до сверхмассивных — могут быть дверными проемами в альтернативные реальности.Одна из последних «галлюциногенных» теорий гласит, что черная дыра является туннелем между вселенными — нечто вроде червоточины. Черная дыра не коллапсирует в одну точку, как предполагалось, а переходит в «белую дыру» на другом конце черной дыры.
В статье, опубликованной в журнале Physics Letters B, физик из Университета Индианы Никодем Поплавский представил новую математическую модель спиралевидного движения материи, падающей в черную дыру. Его уравнения показывают, что такие червоточины являются жизнеспособными альтернативами сингулярностям пространства-времени, которые, как предполагал Альберт Эйнштейн, находятся в центре черных дыр.
Согласно уравнениям общей теории относительности Эйнштейна, сингулярности создаются, когда материя в регионе становится слишком плотной, как в сверхплотном сердце черной дыры.
Теория Эйнштейна предполагает, что сингулярности не занимают пространства, бесконечно плотные и бесконечно горячие — что, в принципе, поддерживается многочисленными косвенными доказательствами, но до сих пор остается трудно понятной для многих ученых.
Если Поплавский прав, может и понимать не придется.
В соответствии с новыми уравнениями, материя, которую поглощает и, видимо, уничтожает черная дыра, становится строительным материалом для галактик, звезд и планет в другой реальности.
Могут ли червоточины решить загадку Большого Взрыва?
Поплавский говорит, что понимание черных дыр как червоточин может объяснить определенные загадки в современной космологии. К примеру, теория большого взрыва утверждает, что вселенная началась с сингулярности. Но ученых не устраивает объяснение того, как такая сингулярность могла образоваться первоначально. Если наша вселенная родилась из белой дыры, а не из сингулярности, «это решает проблему сингулярностей черных дыр и сингулярности большого взрыва».
Червоточины также могут объяснять гамма-всплески, вторые по силе взрывы во вселенной после Большого Взрыва. Гамма-всплески возникают на периферии известной вселенной. Их связывают со сверхновыми, или смертью звезд, в далеких галактиках, но их точные источники являются загадкой. Поплавский предполагает, что всплески могут быть выбросами вещества из альтернативных вселенных. Материя проникает в нашу вселенную через сверхмассивные черные дыры — червоточины — в сердцах галактик, хотя и непонятно, как это возможно.
«Идея сумасшедшая, но кто знает?», — говорит ученый.
Есть по меньшей мере один способ проверить теорию Поплавского. Некоторые из черных дыр в нашей вселенной вращаются, и если наша вселенная родилась внутри такой же вращающейся черной дыры, значит, она должна унаследовать вращение родительского объекта. Если будущие эксперименты покажут, что наша вселенная вращается в предполагаемом направлении, это может быть косвенным доказательством теории червоточин.
Могут ли червоточины производить «экзотическую материю»?
Теория червоточин может также объяснить, почему некоторые особенности нашей вселенной отклоняются от того, что предсказывает теория, согласно физикам. Основываясь на Стандартной модели физики, после Большого Взрыва кривизна Вселенной должна увеличиваться со временем, поэтому спустя 13,7 миллиарда лет, то есть сегодня, мы должны сидеть на поверхности замкнутой сферической Вселенной.
Однако наблюдения показывают, что Вселенная плоская во всех направлениях. Кроме того, данные света от юной Вселенной показывают, что температура после большого взрыва была примерно одинакова везде. Это означает, что самые дальние объекты, которые мы видим на противоположном конце вселенной, были достаточно близки друг к другу и находились в равновесии, как молекулы газа в герметичной камере.
И опять же, наблюдения не соответствуют предсказаниям, поскольку противоположные объекты в известной вселенной настолько далеки друг от друга, что время, которое понадобится на путешествие между ними на скорости света, превышает возраст вселенной.
Чтобы объяснить расхождения, астрономы разработали инфляционную теорию.
Инфляция говорит о том, что вскоре после того как была создана Вселенная, она наблюдала быстрый рывок роста, в течение которого само пространство расширялось со скоростью, превышающей световую. Вселенная растянулась от размеров атома до астрономических пропорций за долю секунды.
Вселенная потому кажется плоской, поскольку мы находимся на сфере, которая чрезвычайно большая с нашей точки зрения; так и Земля кажется плоской для того, кто стоит в поле.
Инфляция также объясняет, как объекты, которые находятся далеко друг от друга, когда-то могли находиться достаточно близко, чтобы взаимодействовать. Но если даже предположить, что инфляция реальна, астрономы изо всех сил пытаются объяснить, чем она была вызвана. И здесь-то на выручку приходит новая теория червоточин.
Согласно Поплавскому, некоторые инфляционные теории говорят, что событие было вызвано «экзотической материей», теоретической субстанцией, которая отличается от нормальной материи отчасти потому, что отталкивается, а не притягивается под действием силы гравитации. На основе этих уравнений Поплавский пришел к выводу, что такая экзотическая материя могла возникнуть, когда некоторые из первых массивных звезд коллапсировали и превратились в червоточины.
«Возможно, имело место некоторое взаимодействие экзотической материи, которая образовала червоточины, и экзотической материи, которая вызвала инфляцию», — говорит он.
Уравнения червоточин — «хорошее решение»
Новая модель не стала первой, предположившей, что другие вселенные существуют внутри черных дыр. Дэмиен Иссон, физик-теоретик из Аризонского университета, ранее уже предполагал такое.
«Что нового? То, что решение червоточин в ОТО является переходом от внешней части черной дыры к внутренности новой вселенной», — говорит Иссон, не принимавший участия в исследовании Поплавского. — «Мы просто предполагали, что такое решение могло быть, но Поплавский его нашел».
Тем не менее, идея кажется Иссону очень спорной.
«Возможно ли это? Да. Вероятен ли такой сценарий? Даже не знаю. Но это однозначно интересно».
Будущая работа в сфере квантовой гравитации — исследовании гравитации на субатомном уровне — уточнит уравнения и потенциально подтвердит или опровергнет теорию Поплавского.
В теории червоточин нет ничего удивительного
В целом, теория червоточин интересная, но не прорывная, не проливает свет на происхождение вселенной, считает Андреас Альбрехт, физик из Калифорнийского университета в Дэвисе, который также не принимал участия в исследовании.
Утверждая то, что наша вселенная была создана из куска материи от родительской вселенной, теория просто сдвигает событие возникновения всего сущего в альтернативную реальность. Другими словами, она не объясняет, как возникла родительская вселенная или почему наша обладает именно такими свойствами — более того, свойства должны наследоваться, а значит родительская вселенная будет такой же.
«Есть несколько актуальных проблем, которые мы пытаемся решить, и непонятно, к чему все это приведет», — говорит он, отмечая исследование Поплавского.
Тем не менее, Альбрехт не находит идею червоточин, связывающих вселенные, «страньше», чем идею сингулярностей в черных дырах, и он не собирается отказываться от новой теории только потому, что она выглядит слегка двинутой.
«Все, чем занимаются люди в этой сфере, довольно странно», — говорит он. — «Вы не имеете права утверждать, что победит менее странная идея, потому что этого не произойдет, ни при каких обстоятельствах».
Почему завязывают глаза перед расстрелом?
На совещании начальник отдела сделал резкое замечание одному из подчиненных. Тот промолчал и лишь впялился, как выразился кто-то из сотрудников, в обидчика взглядом. А минут через пять шеф вдруг упал головой на стол и захрипел…
Приехавшая «скорая» констатировала смерть. Патологоанатом недоумевал: «Сердце ни с того ни с сего перестало биться. Будто кто-то взял и остановил его, как маятник у часов». Полковник милиции Василий Владимирович В. проводил расследование этого довольно необычного дела. Куда только не обращался следователь относительно «убийственного взгляда», но везде получал один ответ: «Науке факты убийства взглядом неизвестны…»
Однако, история изобилует случаями, связанными с загадочным воздействием взгляда. Вот что, к примеру, сообщила несколько лет назад газета «Канадиен трибьюн». На 55-летнего канадца Стива Мак Келлана во время охоты напала медведица гризли. Лежа на земле, «Стив инстинктивно выставил вперед руку с ножом, а сам взглядом, полным отчаяния и ярости, уперся в глаза зверя.
И странное дело — медведь замер на месте. Охотник продолжал неотрывно глядеть в его глаза, стараясь смотреть точно в зрачки. Он знал, что делать так — только разжигать ярость агрессивного животного. Но ничего не мог поделать с собой. И вдруг… зверь издал громовой рев и рухнул на землю… Зверь, несомненно, был мертв…». На медведе не нашли ни одной раны или даже царапины! И тогда исследователи предположили, что причина смерти — мощный биоэнергетический импульс из глаз человека, разрушивший нервные клетки в мозге зверя…
Ничего экстраординарного в таком предположении нет. В народе издавна считалось, что взгляд человека, находящегося на пороге смерти, несет в себе колоссальную эмоциональную силу, способную нанести непоправимый вред тем, на кого он смотрит. Именно этим объясняют обычай завязывать глаза приговоренным к смерти.
Вчерашняя подборка Интересных фактов находится ЗДЕСЬ
