Важно

  •  

Tuesday, February 21, 2012

Гордон - Диалоги: Прогноз погоды (22.01.2002)



http://www.youtube.com/watch?v=czShGyXKeI0

Возможно ли предотвратить экологический кризис? Если нет, возможно ли научиться им управлять?..


Ниже есть материалы к программе.
Ниже есть продолжение.

Форматирование не сохранено.


1. Мы несомненно переживаем эпоху глобальных изменений, отягощенных не только антропогенным, но и техногенным давлением на среду обитания. Одни процессы идут подспудно, другие широко известны и обсуждаемы. Отсюда возникает иллюзия всеобщего понимания тех или иных научных проблем, реальные страхи часто перед мнимой очевидностью.

Классическим примером такой «страшилки» сегодня может служить вопрос о глобальных изменениях климата. Действительно, что нас ждет в ближайшее и более отдаленное время — глобальное потепление или глобальное похолодание?

Представление о больших и малых циклах в климатологии.

Коротко говоря, к большим циклам относится чередование ледниковых и межледниковых эпох проходящих в масштабе тысяч и десятков тысяч лет. В рамках этих циклов мы движемся к похолоданию, к очередной ледниковой эпохе. Оптимум потепления внутри нашего цикла ледниковья-межледниковья этого большого цикла был пройден около 1000–2000 лет тому назад.

Внутри межледниковья существуют свои циклы похолодания и потепления. И внутри этого малого цикла идет тенденция к потеплению.

Возникает естественный вопрос: есть ли в этом процессе компонент антропогенного воздействия и если есть, то какова его доля? Под антропогенным фактором, подразумевается, прежде всего, парниковый эффект, вызванный накоплением в атмосфере СО 2. В природе углерод «запасен» в виде угля, нефти, газа и т. д., то есть в пассивной форме. В результате антропогенной деятельности он возвращается в биосферу, переходит в актив. Однако, чтобы статистически доказать реальную связь потепления и антропогенного воздействия требуются системные наблюдения в течение минимум 30 лет. Таких достоверных данных пока нет.

Отсюда другой вопрос. Стоит ли целенаправленно бороться с потеплением, если впереди грядет похолодание?

Наглядный пример цикличности природных процессов: еще не так давно обсуждались проекты борьбы с обмелением Каспия, сегодня уже возникла проблема возможного подтопления — результат быстрого повышения уровня воды.

2. Вопрос о торговле квотами на выброс СО 2.

В начале 1990-х годов в Киото ряд промышленно развитых стран подписали договор о стабилизации выбросов СО 2 в атмосферу на уровне начала 1980-х годов. Для стран участниц были выделены квоты на объем выбросов. США и Россия пока не подписала этот документ.

Вопрос. Выгоден ли этот договор России? Можно ли из потепления получить доход, иными словами, если выброс меньше установленной нормы, то разницу можно продать другой стране. Тем более в условиях нынешнего экономического спада.

Последствия потепления климата для России.

Худший вариант: в южных неорошаемых областях возможно снижение урожайности всего до 15%. На остальных территориях возможна амплитуда от падение на 1,2% до роста на 30%.

В социальной сфере для России больше плюсов, чем минусов. В числе очевидных — падение затрат на отопление и на так называемый северный завоз (ежегодное жизнеобеспечение на полгода нескольких млн. чел.).

Вторая обсуждаемая проблема потепления — повышения уровня мирового океана. По прогнозам он не превысит одного метра. Это может стать проблемой для прибрежных территорий Западной Европы и США. Для городов России эта проблема не так существенна, но будут подтоплены побережья, где идет добыча газа и нефти. Добыча с воды сулит подорожание, но, такие технологии, как известно, разработаны (напр. Баку).

Вопрос для обсуждения по климату. Возможна ли некая стабилизация климата через потепление на фоне похолодания за счет взаимного перекрывание этих переменных?

2. Существуют другие глобальные проблемы, которые пока лишь накапливаются, но невнимание к ним уже в недалеком будущем угрожает человечеству более очевидными негативными последствиями.

Современная цивилизация целенаправленно движется к глобальному экологическому кризису. Стоит обсудить хотя бы на два основных признака этого кризиса.

а) истощение ресурсов, то есть состояние их фактического дефицита.

б) разрушение природы, природного баланса настолько, что она становится неспособной к возобновлению ресурсов. Например, качество воздуха и воды. В таком случае вода и воздух будут уже отходами, а не ресурсами. Или необратимое разрушение лесных и пастбищных ресурсов.

Социальные последствия глобального экологического кризиса очевидны: падение численности населения за счет значительного перевеса смертности над рождаемостью. Ресурсов для обеспечения жизнедеятельности 6 миллиардов населения Земли будет катастрофически не хватать.

3. Теория «золотого миллиарда».

Совокупное название этой известной теории содержит в себе как минимум два подхода. Один из них сформулировал доктор физ-мат. наук В. Г. Горшков. Суть в том, что если за несколько ближайших десятилетий население Земли не сократится примерно до 1 млрд., глобальный экологический кризис неизбежен. В свою очередь, зарубежные исследователи самостоятельно пришли к тому же оптимальному числу вокруг 1 миллиарда человек, а «золотым» этот гипотетический миллиард именуется потому что его составят счастливцы, которые выживут и по «странному стечению» это как раз приблизительная численность населения промышленно развитых стран.

4. От кризиса к устойчивому развитию.

Итак, в настоящее время мы еще реально не вступили кризис, но находимся в стадии подготовки к нему, то есть уже идем по тропе прямо ведущей к глобальной катастрофе. Поэтому актуален вопрос: есть ли еще запас времени, чтобы не возвращаясь к распутью, которое уже пройдено, перескочить на дорогу устойчивого развития.

Определение устойчивого развития было дано в документах ООН. Коротко говоря, это такое развитие, которое удовлетворяет потребностям ныне живущего поколения и при этом не лишает такой возможности будущие поколения.

Парадокс в том, что понятие устойчивого развития было впервые сформулировано именно в промышленно развитых странах, основных разрушителях экологического равновесия. Несмотря на осознание будущих угроз, мировое сообщество, к сожалению, не готовы к реальным шагам по предотвращению кризиса. Почему?

К обсуждению этой проблемы полезно привлечь забавный вопрос — чем устойчивое развитие отличается от коммунизма? Существенное различие в том, что коммунизм постулирует своей целью «удовлетворение все возрастающих потребностей советского человека», а суть устойчивого развития состоит в принципиальном самоограничении потребления и потребностей. Пока правящие элиты развитых стран, от которых собственно и зависит судьба цивилизации, не решаются формулировать принципы устойчивого развития в своих программах, поскольку это приведет в снижению или утрате их популярности.

Где же выход? Есть ли время для подготовки общественного мнения или кардинальные сдвиги в мировоззрении произойдут только после превращении угроз в реальность?

5. Да здравствует кризис!

До сего дня все успешные мировые экономики реализуют старую стратегию, согласно которой все основные природные ресурсы — воздух, вода, ископаемые, леса и пр. используются без их эквивалентного возобновления. Таким образом потребление наращивается самым дешевым образом и самыми быстрыми темпами. Свободные средства в такой экономике в основном снова запускаются по тому же порочному кругу удовлетворения растущих и часто необоснованных потребностей.

Поворот к стратегии устойчивого развития предполагает, что львиная доля свободных средств будет вкладываться именно в возобновление эксплуатируемых природных ресурсов. То есть речь идет о возвращении взятого у природы ресурсного кредита, притом сделать его нужно вовремя и в полном объеме. Лучшей моделью и аналогией устойчивого развития являются циклы природного самовосстановления.

Как определить момент до того, когда ресурсы еще не станут невосполнимыми и вложение инвестиций в этой области еще не будет запоздалым? Для этого видимо необходим безотлагательный системный и координированный международный мониторинг жизненно важных ресурсов планеты.

Есть и другой путь, пока он представляется, к сожалению, наиболее реальным. Дождаться — а ждать осталось недолго, пока возникнут реальные проблемы в нехваткой чистой воды, плодородных земель, например. Для стран «третьего мира» эти проблемы уже реальность.

Исторические примеры решения экологических проблем с запаздыванием имеются.

В России: предельное истощение пахотных земель, что уже в конце XIX ст. привело к резкому падению урожайности, голоду и пр. социальным последствиям. Только тогда началось вкладывание в земледелие необходимых средств, что, как известно, очень скоро принесло ощутимую отдачу.

В США в 1970-х годах впервые реально возникла проблема загрязнения воздуха в крупных городах. С этого момента в программы снижение уровня промышленных и транспортных выбросов вкладываются значительные средства.

6. Можно обсудить также вопрос о мировых подходах к глобальным проблемам. В частности: Вклад развитых стран в устойчивое состояние биосферы, то есть экологические инвестиции. Место и роль России в проектах такого рода.

Вопросы для дискуссии:

• Принципиальная возможность движения в сторону от кризиса вместе — природы и человечества. Отсюда другой вопрос — является ли человечество частью природы? Если оно порождение и биосферы, и ноосферы одновременно, не здесь ли кроется основа расхождений человека и природы.

• Если кризиса избежать невозможно, то можно ли научиться им управлять?

• На какой срок можно строить научно обоснованные прогнозы глобальных и локальных кризисов. Имеет ли смысл строить такие прогнозы вообще?

Библиография

Арманд А. Д., Люри Д. И., и др. Анатомия кризисов. М., 2000.

Арский М. Ю., Данилов-Данильян В.И. и др. Экологические проблемы: Что происходит, кто виноват и что делать. М., 1997.

Глазовский Н. Сколько людей выдержит Земля//Экос. 2000. № 2.

Горшков В. Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М., 1995.

Израэль Ю. А. Изменения климата и их последствия: реакция мирового сообщества 2000//Труды международной теоретической конференции по проблемам метеорологии и окружающей среды. СПб., 1999.

Клименко В. В. и др. История средней температуры Северного полушария за последние 11 000 лет//Доклады Академии наук. 1996. № 348 (1).

Клименко В. В. и др. Энергия, природа и климат. М., 1997.

Логинов В. Ф. Причины и следствия климатических изменений. Минск, 1992.

Лосев К. С. Экологические проблемы и перспективы устойчивого развития России в XXI веке. М., 2001.

Люри Д. И. Развитие ресурсопользования и экологические кризисы. М., 1997.

Моисеев Н. Н. Экология человека глазами математика. М., 1988.

Моисеев Н. Н. Человек и ноосфера. М., 1990.

Назаретян А. П. Цивилизационные кризисы. М., 2001.

Global change 2001. The scientific basis. Report of IPCC. VMO/UNEP, 2001.

Тема № 59

Эфир 22.01.2002

Хронометраж 1:17:00

http://gordon0030.narod.ru/archive/1945/index.html

Гордон - Диалоги: Квантовые игры (22.10.2002)




Можете ли вы представить двухцветное ожерелье с четным числом бусин, в котором каждые соседние бусинки имеют разные цвета, но тем не менее первая и последняя имеют один и тот же цвет? Как с помощью квантовых экспериментов можно почти убедиться в существовании таких невозможных ожерелий?

UPDATE 09-May-2014:
В 2010 году был впервые получен бозе-эйнштейновский конденсат фотонов.
С их помощью можно играть лучше любых двух классических игроков в невозможное ожерелье, в классическом случае вероятность ошибки не может быть меньше, чем $\frac{1}{1}{N}$, в квантовом случае, это вероятность может быть понижена до $sin^2 \frac{\Pi}{2N}$.

C помощью этой игры мы имеем экспериментальный критерий, позволяющий выбрать между квантовой механикой и некоторой локальной теорией со скрытыми параметрами.

Во-второй части программы, собеседник рассказывает почему он предпочитает многомировую интерпретация Эверетта и почему он считает, что в мире есть только волны.

Ниже есть продолжение.

Форматирование не сохранено.

UPDATE 09-May-2014: (cont)
1 ноября 2010 г. в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences была опубликована статья Шайдла и др.[1], в которой рассказывается об экспериментах, проведённых в июне-июле 2008 г. на Канарских островах Ла-Пальма и Тенерифе, расстояние между которыми составляет 144 км. На Ла-Пальме генерировалась пара запутанных фотонов, один из которых затем передавался по свёрнутому в кольцо световоду длиной 6 км на детектор Alice, расположенный рядом с источником (задержка 29,6 мкс), а другой передавался по открытому воздуху на детектор Bob, расположенный на Тенерифе (задержка 479 мкс). Также была введена электронная задержка в детекторе Bob, так что в системе координат воображаемого наблюдателя, летящим параллельно одному из фотонов с Ла-Пальмы на Тенерифе, события детектирования происходили приблизительно одновременно. Таким образом, эспериментаторам удалось закрыть лазейки для локального реализма и свободы выбора во всех системах координат.

Было проведено четыре измерения по 600 с каждое, детектировано 19 917 фотонных пар, неравенство Белла было нарушено с уровнем достоверности, превышающим 16 среднеквадратических отклонений (2,37±0,02, тогда как предельное максимальное значение составляет 2,828).

Авторы полагают, что их эксперимент опровергает большой класс детерминистических теорий, оставляя только такие, которые практически невозможно ни подтвердить, ни опровергнуть экспериментально, а именно, теории, позволяющее путешествовать во времени в прошлое и производить там действия, а также теории «суперреализма», согласно которым далёкое общее прошлое до возникновения запутанной пары заранее определяет как её поведение, так и все скрытые переменные, связанные с её детектированием.

END OF UPDATE


Ниже есть предварительный план дискуссии.



...Лев Вайдман — профессор Тель-Авивского университета (Израиль)...

• Описание игры с ожерельями и расчет вероятности ошибки «классической» команды.

• Описание ЭПР-пары и введение и обсуждение квантовой вероятности: p=cos2 (q/2).

• Стратегия «квантовой» команды и расчет вероятности ее ошибки.

• Обсуждение реализации опыта в современной лаборатории.

• Выводы: существование фундаментальной случайности в природе или существование многих параллельных миров.

Материалы к программе:

Из статьи Льва Вайдмана «Tests of Bell Inequalities»

Команда из двух игроков стремится убедить третьего участника — исследователя-ведущего — что они нашли секрет создания «невозможного ожерелья». Невозможное двухцветное ожерелье имеет четное число бусин N, причем все смежные бусины — разноцветные, кроме бусины 1 и N, которые одного цвета. Команда не желает раскрывать «секретную последовательность цветов бусин», но игроки готовы раскрыть цвета любых двух соседних бусин на ожерелье. Они утверждают, что имеют одинаковые ожерелья описанного вида — по одному на игрока. Ведущий по очереди спрашивает сперва у одного игрока цвет любой отдельной бусины, затем — в пространственноподобной зоне — у другого игрока узнает цвет соседней бусины. Если команда неоднократно правильно отвечает на вопросы (каждый раз о новой бусине), у наивного ведущего может создаться впечатление, что команда знает, как создать такое ожерелье. В самом деле, если это «классическая команда» и игроки решают заранее какой ответ они дадут на каждый вопрос, то вероятность ошибки составит по крайней мере 1/N. (Существует N различных пар и нет способа нанизать бусины в правильном порядке цветов.) Следовательно, для классической команды вероятность правильно пройти тест, к примеру 5N раз, равна примерно 1%.

Квантовая команда может рассчитывать на гораздо более высокий процент успеха. Игроки не создают никакого ожерелья. Каждый игрок берет с собой частицу со спином −½ из ERP-пары. Когда игрока спрашивают о цвете бусины, он измеряет компонент спина в определенном направлении. И говорит «зеленый» если результат выше определенного значения, и «красный» — если ниже. Его партнер поступает также. В таком случае вероятно 5N раз верно пройти тест составит почти 90%.

Технологические проблемы не позволяют осуществить эксперимент с большим значением N в ближайшем будущем. Не рассматривая попытку «обмануть» исследователя-ведущего на предмет существования невозможного ожерелья, игра может быть определена как соревнование двух команд из двух игроков, причем каждая — в попытке пройти тест максимальное количество раз. Для N, равного четырем или большего, квантовая команда имеет преимущество над классической, так что данная игра является практичным предложением для демонстрации неравенств Белл-типа. (Определенно более практичным, чем GHZ-игра, требующая для игры три частицы.)

Идеальной ситуацией (то есть такой, которая исключает любое жульничество), будет такая, когда вопросы, задаваемые игрокам, определяются быстрыми детекторами, получающими сигналы из удаленных друг от друга галактик, и когда игроки отвечают настолько быстро, что обмен информацией между ними невозможен. Однако я не думаю, что строгое требование исключить любое мелкое жульничество так уж важно. Мне представляется, что проведение одной из этих игр с игроками, находящимися в помещениях, исключающих обмен между ними любыми сигналами, будет весьма наглядным и убедительным доказательством, что природа действительно обладает чертами, приписываемыми ей квантовой теорией. Еще важнее то, что такая игра покажет, что квантовая технология способна выполнять коммуникационные задачи, невозможные для классических устройств.

Из статьи Льва Вайдмана «Variations on the Theme of the Greenberger-Horne-Zeilinger Proof»

Когда я разговариваю с другом, который не является физиком и хочу продемонстрировать ему чудесную силу квантовой теории, я начинаю с казалось бы невинной игры.

Представим себе такую игру для команды из трех игроков. Игрокам позволено совершать любые приготовления прежде чем они разойдутся в три удаленные точки A, B и С. Затем, в момент времени t, каждому игроку задают один из двух вопросов: «Каково значение Х?» или «Каково значение Y?». Каждый игрок должен дать ответ, тоже допускающий только два варианта: «1» или «-1». Игрок должен отвечать быстро, то есть до того как у него будет возможность получить посланное после времени t сообщение от другого игрока.

Согласно правилам игры, или всем игрокам задают «Х-вопрос», или только одному — «Х-вопрос», а двум остальным — «Y-вопрос». Команда выигрывает, если результатом их ответа будет «-1» в случае «Х-вопроса», и «1» в случае одного Х- и двух Y-вопросов. И тут я спрашиваю друга — как должна играть команда, чтобы наверняка выиграть?

Иногда друзья проявляют заинтересованность в этой детской задачке и сразу пытаются ее решить, тем более что я обещаю им необычное и важное решение, но обычно минут через тридцать я получаю ответ «Это невозможно!»

Самым простым доказательством такой невозможности является следующее. Поскольку игрок перед ответом не может получить сообщение от других игроков о том, какой вопрос был им задан, то представляется, что он ничего не выиграет от откладывания решения о том — как отвечать на каждый вопрос — до того момента, как вопрос будет задан. Следовательно, оптимальная стратегия должна заключаться в следовании заранее согласованным решениям игроков — какие ответы давать. Но легко доказать, что любая такая стратегия не может дать верной победы для всех возможных комбинаций вопросов.

[Это доказывается в статье и математически, и простым перебором комбинаций.]

Обычно после этого я говорю приятелю, что использование в данном случае квантового эксперимента может привести к победе. Сначала к моим словам относятся с недоверием, но когда я приступаю к доказательствам, удивлению не бывает пределов.

Решение, предлагаемое квантовой теорией таково. Каждый член команды берет с собой частицу со спином −½. Частицы заранее подготовлены и находятся в коррелированном состоянии (обычно называемом GHZ-состоянием).

Теперь, если член команды получает Х-вопрос, он измеряет [определенный параметр частицы]. Если получает Y-вопрос — [измеряет другой параметр]. Квантовая теория убеждает, что команда, следующая такой стратегии выигрывает всегда.

[Далее следует математическое доказательство.]

В квантовом решении задачи игроки не решают заранее, какой ответ они дадут на каждый из двух возможных вопросов. В «доказательстве» невозможности выигрыша, приведенном выше, ошибочно полагалось, что откладывание решения об ответе до момента постановки вопроса не может помочь выиграть. Это предположение выглядит правдоподобно, поскольку релятивистская причинность не позволяет посылать сигналы после момента постановки вопроса — и тем не менее это предположение неверно, поскольку не учитывает необычные отношения, которые могут демонстрировать квантовые объекты.

Библиография

Менский М. Б. Квантовые измерения и декогеренция. Модели и феноменология/Пер. с англ. М., 2001.

Bell J. S. Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics. Cambridge, 1987.

Vaidman L. Tests of Bell Inequalities//Physics Letters. 2001. № 286: 241–244.

Vaidman L. The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanic/The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Stanford, 2002.

Тема № 159

Эфир 22.10.2002

Хронометраж 33:32


http://gordon0030.narod.ru/archive/9040/index.html

"Зона кризиса". Германия и Европа


Европейцы пьют немецкое пиво, ездят на немецких машинах, иногда, кстати, за пособием, строят немецкими кранами и экскаваторами, освещают свои утепленные немецким пеноизопропиленом дома немецкими энергосберегающими лампочками и запивают всякую печаль немецкими антидепрессантами. Все это они делают в долг - деньги им одалживает Германия, которая борется за евро. А он все чахнет.

http://www.vesti.ru/videos?vid=397556