Научные идеи и их применения Воронов Юрий Петрович ИЭ и ОПП СО РАН Компания «Корпус» - презентация

1 Научные идеи и их применения Воронов Юрий Петрович ИЭ и ОПП СО РАН Компания «Корпус»

2 Зачем нужны научные идеи? Казалось бы, есть список из полутора тысяч физических эффектов, читай этот список и применяй их Для практических приложений научные идеи сами по себе не нужны. Тем более, что учеными замечена незначительная часть перечисленных в списке эффектов

3 Пример физического эффекта автофобность При контакте жидкости, имеющей низкое поверхностное натяжение, с поверхностью некоторых материалов происходит вначале полное смачивание, а затем, через некоторые время, условия полного смачивания перестают действовать. Жидкая пленка начинает собирается в капли, а на прочих смоченных участках поверхности остается прочно фиксированный слой толщиной в одну молекулу. Эффект используется для нанесения очень тонких покрытий

4 Дары Афины Американский экономист и историк Дж. Мокир задался вопросом: почему в первую промышленную революцию основные изобретения делались во Франции, а внедрялись в Великобритании? И в своей книге он показал, что это совсем не случайно.

5 Два источника научных идей Первый источник – непротиворечивая картина мира Второй источник – универсальность методов Обычно оба источника переплетаются в каждом исследовании. В особенности, если ставится масштабная проектная задача Оба источника приводят к заблуждениям, которые получают право на долгое существование исключительно благодаря институционализации науки

6 Картина мира обязательна Человек стремится каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира для того, чтобы в известной степени попытаться заменить этот мир созданной таким образом картиной. Этим занимаются художник, поэт, теоретизирующий философ и естествоиспытатель, каждый по-своему. На эту картину мира и ее оформление человек переносит центр тяжести своей духовной жизни, чтобы в ней обрести покой и уверенность, которые он не может найти в слишком тесном головокружительном круговороте собственной жизни А. Эйнштейн

7 Методы и картина мира в экономической науке (нобелевские премии XXI века) МетодыСубъектная экономика 2000 г. Дж. Хекман, Д. Макфадден – «За развитие теории и методов анализа» г. Дж. Акерлоф, М. Спенс, Дж. Стиглиц – «За анализ рынков с асимметричной информацией» г. Р. Ингл и К. Грэнджер «За метод анализа временных рядов по модели с авторегрессионной условной гетероскедастичностью (ARCH)»;– «За метод коинтеграции для анализа временных рядов в экономике» г. Д. Kанеман, В. Смит – «За исследования в области принятия решений и механизмов альтернативных рынков» г. Ф. Kидланд, Э. Прескотт – «За их вклад в изучение влияния фактора времени на экономическую политику и за исследования движущих сил деловых циклов» г. Р. Ауманн, Т. Шеллинг – «За углубление нашего понимания сути конфликта и сотрудничества путем анализа теории игр» г. Э. Фелпс – «За анализ межвременного обмена в макроэкономической политике» г. Л. Гурвич, Э. Маскин, Р. Майерсон – «За создание основ теории оптимальных механизмов» 2008 г. П. Кругман – «За анализ структуры торговли и размещения центров экономической активности» 2009 г. Э. Остром, О. Уильямсон – «За анализ экономического управления (governance)» 2011 г. Т. Сарджент, К. Симс – «За эмпирический анализ причинно-следственных зависимостей и важные методы макроанализа» 2010 г. П. Даймонд, Д. Мортенсен, К. Писсаридес – «За анализ рынка с затратами на поиск»

8 Бритва Оккама «Не следует умножать сущности без крайней необходимости» Уильям Оккам ( )

9 Доверять неразумно Если вы верите, что электроны бегают по проводам, нужно на ночь ставить ведро у розетки, может они туда и насыплются. П. Флоренский

10 Порождение сущностей в современной физике Бозон Хиггса - единственная частица стандартной модели, не обнаруженная до сих пор. Он создаётся из-за спонтанного нарушения симметрии поля Хиггса. Присущие всем элементарным частицам массы могут быть объяснены их взаимодействиями с этим полем А кроме того, есть фотоны и фотино, глюоны, поляритоны, нейтрино и нейтрапино, гравитоны и гравитино, лептоны и слептоны, кварки и скварки, гейджино и хитсино, инфлятоны и курватоны, аксионы, аксино и саксионы, майороны, архионы, арионы и фамилоны… Это показатель беспомощности в сохранении лаконичной и непротиворечивой картины мира Крушение надежд копенгагенской школы

11 Бросим камень в воду Фиктивный источник колебаний Берег Вода

12 Спор о том, что от чего отнимать Боярский Л. Я., Ястремский B.C., Хотимский В. И., Старовский В. И. Теория математической статистики. М., е изд. М., 1931 В ней обсуждается вопрос, как при исчислении среднеквадратического отклонения следует вычитать: Σ(х – х) 2 или Σ(х – х) 2 Так поступают истинные материалисты На такое способны только враги народа Как же можно вычитать то, что есть из того, чего нет !!!

13 Доказательство закона всемирного тяготения по Ричарду Фейнману И опыты Галилея тут совсем ни при чем

14 Гавриил Абрамович Илизаров Великий хирург из Кургана прославился тем, что удлинял конечности и создавал искусственные суставы. Но одновременно с конечностями увеличивались система кровеносных сосудов и периферийная нервная система. Но одновременно появлялась возможность избавления от ряда наследственных заболеваний. Если бы он об этом не молчал, его бы гарантированно записали в лжеученые

15 Генрих Степанович Батищев (1932 – 1990) В 1950 г. поступил в Московский государственный экономический институт, через год перешел на философский факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, который окончил в 1956 г. C 1959 по 1962 гг. аспирант кафедры философии Московского института народного хозяйства им. Г.В. Плеханова. В 1962 г. защитил кандидатскую диссертацию «Категория диалектического противоречия в познании». С того года и до конца жизни работал старшим научным сотрудником Института философии АН СССР. Вселенная отнюдь не тождественна природе или даже материи, она не вещная, a субъектная, человек не может её присваивать или даже осваивать, а может лишь приобщаться к ней.

16 Функции проектного подхода Он сужает рамки требований к непротиворечивой картине мира Он позволяет ограничиться относительно небольшим набором методов По этой причине наука с иерархически построенной институциональной структурой эффективно работает только если извне в нее приходит крупный проект, когда ограничения и по картине мира, и по методам и не малы, и не велики

17 Побиск Георгиевич Кузнецов П. Г. Кузнецов обладает способностью использовать при решении сложных научных проблем в одних областях знания аппарат других наук, зачастую очень удаленных. Это затрудняет немедленное и широкое восприятие, признание и реализацию его идей, но это же и является ценным в научном исследовании, так как именно такой широкий синтез способствует прокладыванию новых путей в науке академики АН СССР: В. Глушков, В. Семенихин, В. Афанасьев, 1975

18 Человек обошел мир пешком

19 Японский вопрос В 1952 году японская фирма Хитати завезла в Японию первую ЭВМ И в стране началась дискуссия вокруг такой проблемы Через какое-то время компьютеры будут помнить больше, чем любой человек, вычислять быстрее, чем человек, логически мыслить последовательнее, чем человек. Спрашивается, а чему мы должны учить своих детей?

20 Японский ответ Детей нужно учить тому, чтобы они были способны быстро порождать образы, непротиворечивые картины отдельных ситуаций и мира в целом

21 7 рыбаков съели 7 судаков за 7 дней За сколько дней 10 рыбаков съедят 10 судаков?

22 Направление 1 – плащ-невидимка Невидимый плащ» не отражает падающие на него волны и не создает фазовой задержки при их прохождении. Для его создания потребуется особый метаматериал с отрицательным (левосторонним) коэффициентом преломления.

23 Направление 2 – дыра во времени Физики из Корнельского университета (США) придумали способ скрывать события от наблюдателя в "разрывах во времени", для этого ученые замедляли электромагнитные волны и потом разгоняли их до обычной скорости, чтобы они "проморгали" то, что следует скрыть.

24 Идея состоит в том, чтобы, не меняя путь распространения электромагнитных волн, замедлять, а потом вновь ускорять их так, что получается контролируемый «разрыв во времени», а скрываемое событие не оставляет никаких следов в луче.

25 Всего лишь 10 пикосекунд Экспериментальная установка построена на базе двух «расщепляющих линз времени» (split time-lens) - кремниевых волноводов, меняющих скорость распространения электромагнитных волн. В установку поступал пробный луч с длиной волны 1,542 микрона (ИФ диапазон). Проходя через линзу и некоторые другие компоненты, луч менял свою длину волны и замедлялся, в результате чего возникал временной разрыв длительностью около 10 пикосекунд. После этого вторая линза восстанавливала луч в его первоначальном виде.

26 Разрушают ли эти проекты непротиворечивую картину мира Несомненно, поскольку возможность существования материалов с любым коэффициентом преломления, ставит под сомнение всю оптику, в которой наличие таких природных сред и материалов необоснованно не допускается Несомненно, потому что «дыры во времени» ставят под сомнение всю физику, построенную на гипотезе непрерывности времени Иными словами, если и то, и другое возможно создать искусственно, то что мешает предположить, что это имеет место и без вмешательства человека? Например, в анализе звездного неба? Есть 210 видов микроскопии, какой из них верен? Великий астроном Н.А. Козырев всегда сомневался в этой гипотезе

27 Благодарю за внимание

28 Две картины мира Объем создал Бог, а поверхность создана дьяволом. Вольфганг Паули, физик Небеса проповедуют славу Божию, и о делах рук Его вещает твердь. Послание апостола Павла к Римлянам Псалом 18, стих 2

29 Из индийской философии Да будет известно всем, что понятие пространства - лишь одно из порождений разграничивающего сознания, что за ним не стоит никакой реальности... Ашвагхоша, индийский философ, II век н.э.

30 Наука о поверхностях Surface science есть исследования физических и химических явлений, происходящих на стыке двух фаз: жидкости, газа и вакуума с твердым телом, а также газа с жидкостью. Наука о поверхностях делится на химию поверхностей и физику поверхностей. Журнал «Surface Science» выходит с 1963 года Журнал «Поверхность» выходит с 1989 года

31 Особая роль поверхности в физике Мы произносим слово «поверхность», не задумываясь над его смыслом. В этом термине – тысячи поверхностей, с которыми мы имеем дело. Проведем по глянцевой бумаге рукой. На такой Гулливер у великанов рассмотрел глубокие норы и хлысты длиной с саблю. Острие иглы при увеличении похоже на обломанный кол. Нет в мире безупречных плоскостей из геометрии. Даже гладь воды не безупречна. Молекулы наружного слоя притягивают и держат соседние молекулы снизу и с боков, а сверху притяжения нет. На пограничные молекулы действует сила, направленная вниз. Внутри жидкости молекулы передвигаются свободно. Для попадания в «погранцы», они должны преодолеть силу притяжения глубинных молекул, силу втягивания. Войти в пограничный слой трудно, а выйти из него легко. Место втянутой вниз молекулы не займет ни одна из нижних молекул. Их держат другие, находящиеся глубже. Брешь заполнится молекулами поверхностного слоя, которые стремятся сомкнуться. Это – поверхностное натяжение, особое физическое явление.

32 Основатель химии поверхности В 2007 году лауреатом Нобелевской премии по химии стал Герхард Эртль (71 год) «за исследования химических процессов на твердых поверхностях». 1.Самый известный процесс, изученный им -- каталитическая реакция получения аммиака при взаимодействии атмосферного азота и водорода, где он объяснил кинетику и термодинамику и то, как водород располагается на поверхности металлов- катализаторов. 2.Второй процесс «дожигание» автомобильного топлива, окисление СО до СО 2 в присутствии катализатора (платины). Г. Эртль объяснил нелинейную кинетику этой реакции. 3.Обоснован современный метод хранения водорода в нанопорах металлов, а следовательно, и автомобилей на топливных элементах.

33 Предшественники Г. Эртля (три нобелевских лауреата) Первую Нобелевскую премию за работы по химии поверхности присудили в 1912 году французскому химику Полю Сабатье за метод гидрогенизации органических соединений в присутствии мелкодисперсных металлов катализаторов. Было показано, что главное здесь адсорбция молекулы водорода на поверхности металла, где она диссоциирует на атомы. В 1918 году Нобелевской премии был удостоен немецкий химик Фриц Габер за каталитический процесс получения аммиака из атмосферного азота и водорода (процесс ГабераБоша). В 1932 году Нобелевскую премию за открытия и исследования в области химии поверхности получил американский химик Ирвинг Ленгмюр, установивший, какие силы принимают участие в адсорбции и вывел основное уравнение изотермы адсорбции (уравнение Ленгмюра). Этот процесс журнал Nature назвал самым гениальным открытием ХХ века

34 Пример поликристаллической пленки (один из 210 видов микроскопии)

35 Срезы рельефа поверхности пленки (изображения после контрастирования). Переход от одного уровня контрастности к другому равен одной единице Количество уровней контрастности может увеличиваться вплоть то количества атомных слоев. При анализе роста пленки открываются два неальтернативных пути: отслеживать рост пленки по одному уровню контрастности или каждый раз анализировать все уровни в статике Этот подход вполне можно воспринимать как излишне упрощенный.

36 Дискретное и плоское представление изображения Изображение как непрерывная среда Дискретное представление Контрастирование

37 Оптимизация оптического фильтра Зона 1 максимального числа пятен Зона 2 максимального числа пятен

38 Экспериментальная база наглядной геометрии, если бы ею занимались рыбы Диапазон зрения человека и рыбы ГоризонтальВертикаль Бинокулярная зона Человек154°150°25° Рыба165°134°12°

39 Существо, живущее в двумерном мире (видео от беспилотника) Вид вперед

40 И в заключение Если мы создадим общество, состоящее из существ, которые ориентируются в трехмерном пространстве находясь в двух измерениях, то, возможно, мы поймем, как мы сами можем ориентироваться в четырехмерном пространстве, находясь в трехмерном