Физики объяснили направление движения времени

Итальянскому физику Лоренцо Макконе (Lorenzo Maccone) удалось объяснить направленность движения времени с точки зрения квантовой механики. Статья ученого появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводит издание Physical Review Focus.

Известно, что многие физические законы обладают инвариантностью относительно замены времени t на -t (так называемая T-симметрия). Однако, как видно из наблюдений, у времени имеется выделенное направление, то есть события следуют одно за другим и существует понятие причины и следствия. Например, в термодинамике система стремится занять состояние с максимальной энтропией (мера необратимого рассеивания энергии). Поэтому состояния меняются в сторону роста энтропии.

В рамках новой работы Макконе применяет квантовый подход, аналогичный термодинамическому, для объяснения направления времени во Вселенной в целом. Для этого он использует понятие так называемой информационной энтропии, которая является мерой хаотичности информации.

Чтобы пояснить суть своей теории, Макконе предлагает следующую схему. Представим, что имеется получатель информации Алиса. Она получает атом от своего друга Боба и измеряет в лаборатории, скажем, спин полученного атома. При этом состояние суперпозиции двух значений спина разрушается, и Алиса получает некоторую информацию. Боб, однако, ничего не знает о результате измерения - с его точки зрения состояние лаборатории Алисы и атома оказываются связаны. При этом с точки зрения Боба энтропия системы не меняется, а вот с точки зрения Алисы - она растет.

Теперь Боб может взять и распутать состояние атома и Алисы. Однако для этого ему необходимо уничтожить всю информацию о проведенных Алисой измерениях, чтобы "вернуть" атому неясное состояние суперпозиции. В результате для Боба энтропия снова не изменится, но для Алисы она уменьшится. Однако, у Алисы не будет никаких воспоминаний о произошедшем событии - ведь таково было основное условие распутывания состояний атома и лаборатории.

По словам Макконе, похожая ситуация складывается, когда в качестве основной системы (Алисы) выступает вся Вселенная. События, уменьшающие энтропию вполне могут происходить, однако они не оставляют о себе информации и, следовательно, не отличимы от событий, которые никогда не происходили. Таким образом, заключает Макконе, направление движения времени есть направление увеличения информационной энтропии.

Новая работа была достаточно положительно воспринята учеными. Многие не согласны со всеми выводами Макконе, однако называют подход автора к проблеме "новаторским".

Математики рассчитали последствия нападения зомби

Канадские математики рассчитали оптимальную стратегию борьбы с гипотетическим нашествием зомби. По словам исследователей, созданная ими модель во многом напоминает модель распространения идей среди людей. Свои результаты (pdf) исследователи опубликовали в сборнике Infectious Disease Modelling Research Progress, а краткое изложение работы приводит BBC News.

В рамках работы ученые использовали классические представления о зомби как о медленно передвигающихся живых трупах. При этом они считали, что укус зомби приводит к превращению укушенного в одного из живых мертвецов. На основе этих предположений исследователи моделировали распространение "зомби-инфекции", а также пытались выяснить оптимальную стратегию борьбы с ней.

В результате им удалось установить, что лучшим вариантом является тотальное уничтожение живых мертвецов. Попытки найти вакцину против "зомби-вируса" или изолировать живых мертвецов пользы не принесут. По расчетам исследователей, скорость распространения зомби колоссальна - живые мертвецы способны захватить целый город с населением в 500 тысяч человек всего за трое суток.

Ученые отмечают, что столь высокая эффективность "зомби-вируса" объясняется тем, что живые мертвецы после гибели способны возвращаться к жизни. Это отличает новую модель от привычной модели распространения вируса, в которой заболевшие гибнут ровно один раз. Зато ученые отмечают, что их схема напоминает распространение популярных идей, которые выступают в роли болезней. В данном случае "смерть" означает отказ от идеи, однако человек может передумать и снова вернуться к ней.

Многие специалисты по моделированию эпидемий восприняли работу, несмотря на ее необычный антураж, достаточно положительно. Некоторые отмечают, однако, что выводы ученых являются уж слишком пессимистичными. Согласно некоторым фильмам, например, отрубание головы живому мертвецу приводит к его окончательной смерти. Таким образом, теоретическая опасность атаки зомби может быть переоценена.