Інститут повільного і болісного з'ясування напрочуд очевидних речей

Нет честного способа ввести основные понятия физики начинающим

Nikita Kalinin задал в комментах два вопроса:
“Я из-за этого не смог понять в физике ничего. В школе в каком-то классе прошли что такое работа. Это еще можно понять. Затем ввели энергию и на этом я сломался. Что такое энергия? Это такая абстракция, которая позволяет сказать куда переходит работа? А вот принцип наименьшего действия- он выводится из чего-то более фундаментального или просто постулируется?”

Вопросы совершенно резонные, попробую ответить.
(1) Энергия.
Это понятие вводится по этапам. Сначала – механическая энергия. Для сил специального вида (которые представимы как минус градиент от некоторой функции координат, в дальнейшем именуемой “потенциальная энергия”) из законов Ньютона следует сохранение некой величины (“кинетическая энергия” плюс потенциальная энергия). Это важно чисто рецептурно, потому что позволяет решать задачи (в случае одномерного движения сохранения этой величины _достаточно_ для полного решения задачи). Концептуально выглядит как чудо, потому что в школьном курсе физики не объяснить, что особенного в таких специального вида силах.
Дальше чудеса множатся. При движении в магнитном поле, “сила Лоренца” _не_ потенциальная, но некоторая “энергия” сохраняется все равно. Для “диссипативных” сил, таких, как сила трения, ввести сохраняющуюся механическую энергию невозможно, но можно добавить _тепловую энергию_ таким образом, чтобы сумма тепловой и механической энергии сохранялась. Если добавить электромагнитное поле общего вида, тогда сумма механической и тепловой энергии не сохраняется, но можно добавить “энергию электромагнитного поля” таким образом, чтобы с ее учетом полная энергия сохранялась. Сказал бы я, что “и так всегда”, но так _не_ всегда: в общей теории относительности энергия гравитационного поля… эээ… не вполне настоящая (_псевдо_тензор энергии-импульса). Никакого способа просто, убедительно и компактно рассказать про все эти чудеса (почему так? а это почему?) я лично не знаю. К понятию энергии и его фундаментальной роли в физике нужно просто привыкнуть. А потом уже обсуждать связь с вариационными принципами (“теорема Нётер”), симплектической геометрией (“уравнения Гамильтона”) и т.д. Я же говорил: _нет_ честного способа ввести основные понятия физики начинающим, остается только врать и запугивать (если ты это не выучишь, не сдашь экзамен).
(2) Принцип наименьшего действия.
В Ландау-Лифшице он вводится с самого начала как фундаментальный закон природы, что мне всегда (ну, после двадцати лет, когда чуть-чуть поумнел) казалось издевательством. А как правильно? Ну… Его можно выводить из законов Ньютона, потом отдельно – из уравнений Максвелла, потом отдельно – из уравнений гравитационного поля, но остается вопрос – а почему во всех этих, столь разных, случаях, уравнения движения являются уравнениями Эйлера-Лагранжа, то есть, соответствуют экстремуму некоего функционала? (Кстати сказать: в общем случае, этот экстремум _не обязательно_ минимум, не забыть рассказать и об этом). И тут можно начинать пускать пузыри из самых разных сортов мыла. Можно ссылаться на фейнмановскую формулировку квантовой механики и квантовой теории поля и на метод перевала, соответствующий классическому пределу (не забыть тогда еще объяснить несчастному студенту, что числовых полей недостаточно, грассмановы переменные и т.п.). Можно порассуждать, что все есть нейросеть, а, значит, любая задача есть задача оптимизации. Можно связать это со свойствами мироздания, можно – с тем, что наши мозги заточены именно под этот класс задач и потому мы обречены искать под этим фонарем. А что из перечисленного понятнее и убедительнее для начинающего, решайте сами.

(с) Professor Mikhail Katsnelson

Люди приймають знання Інтернету за свої власні

Опубліковано дослідження Адріана Ф. Ворда “Люди приймають знання Інтернету за свої власні” (https://www.pnas.org/content/118/43/e2105061118.abstract?etoc).

Вдаючись до нескінченних побоювань через екзистенціальні загрози, які нібито виходять від ШІ, ми не хочемо бачити головної реальної загрози. Нова синтетична культура людей і алгоритмів (названа мною алгокогнітивна культура) змінює самих людей.

Коли наші “старі” когнітивні системи взаємодіють із “новими” цифровими технологіями, відбувається адаптація когнітивних систем. І цей процес виявляється надзвичайно швидким. Уже за життя одного покоління змінюється спосіб пошуку та розуміння інформації. Латинський вислів Non Satis Scire (недостатньо знати) в алгокогнітивному середовищі людей і пошукових алгоритмів уособлює невідворотність лавиноподібного масового наростання інтелектуальної сліпоти.

Школярі частіше стали страждати від симптомів депресії

Дослідження 15 тисяч школярів США, які навчаються в 9 – 12 класах, показало, що вони рідше вживають наркотики, рідше мають секс, ніж у 1991 році.
Близько 40 відсотків підлітків, опитаних у 2017 році, повідомили, що коли-небудь займалися сексом. Для порівняння таких у 1991 році було 54 відсотки.
Натомість школярі частіше стали страждати від симптомів депресії. Близько третини повідомили про те, що вони відчували себе смуток або безнадійність протягом двох або більше тижнів поспіль за рік до проведення опитування. Для порівняння, десять років тому такі симптоми відчували приблизно 28% опитаних.
14 % вживали опіоїди за рецептом лікаря.

Джерело – https://www.sciencenews.org/article/number-teens-who-report-having-sex-down

Вдача важливіша за особисті якості

Вважаєтья що інтелект і таланти людей мають вигляд стандартного нормального розподілу (Гауса) – великий пласт посередині, зменшення по краях. При цьому розподіл багатства відбувається за “законом Парето” – 80% ресурсів опиняються в руках 20%.
Американські науковці побудували симуляцію (https://arxiv.org/abs/1802.07068), у якій фігурували 1000 умовних учасників із рівною кількістю ресурсів. Тільки ввели ще фактор випадковості – везіння. І – вуаля – у результаті все прийшло до розподілу 80/20. Наскільки такі моделі відображають реальність – питання, звісно, спірне. Однак це підтверджує те, що й так очевидно – удача часто виявляється важливішою за особисті якості.

Уявлення про вільний ринок, як про меритократичну систему, де нагору піднімаються працьовиті та талановиті “атланти”, – одна з найшкідливіших ідей, що завдала великої шкоди прихильникам ринку (спасибі Айн Ренд). Адже на практиці ми часто спостерігаємо зворотне – багатство валиться на голови людей анітрохи не більш працьовитих і талановитих, ніж інші. Можна намагатися пояснювати очевидне лібертаріанським варіантом “виверту істинного шотландця” – мовляв, так виходить тільки в “кумівському” та іншому “неправильному” капіталізмі. Але навіщо? Адже при відмові від дурної ідеї меритократії ринок не втрачає своєї справжньої цінності.

Просто замість Айн Ренд потрібно читати Фрідріха Гаєка. Гаєк якраз визнає важливість випадковості та везіння, але бачить у цьому саму суть ринку. Суть у тому, що ми нічого не знаємо наперед. Які технології виявляться затребуваними? Які товари потрібні суспільству? Які приховані потреби існують? Усе це можна дізнатися лише дослідним шляхом, на практиці. Підприємці – це люди, які метушаться в темряві і намагаються вгадати (і часто йдуть при цьому на ризик). Той, хто вгадує – отримує нагороду. Він не кращий і не гірший за інших, він просто вгадав. Один вклався в Google, інший в Yahoo. Біткоїн виявився потрібен, окуляри доповненої реальності – ні. І хто ж міг знати наперед?

Визнання влади випадковості позбавляє противників “перерозподілу” головного морального аргументу (“хто домігся – той їсть”). Але надлишковий перерозподіл веде до того, що підприємництво перестає обіцяти нагороду. А це рівноцінно зупинці прогресу, припиненню соціальної творчості. Тому-то ринок схожий не на “Атлант розправив плечі”, а скоріше на “Холістичне детективне агентство Дірка Джентлі”, де низка випадковостей складається в спонтанний порядок, але спроби “зламати систему” закінчуються погано.

За матеріалами ТГ-каналу “Киты плывут на вписку с ЛСД

Дослідження футбольних уболівальників щодо вживання ними алкоголю

Дослідники “University of Florida” проінтерв’ювали 762 футбольних уболівальників, зокрема студентів коледжів, випускників та інших любителів футболу щодо вживання ними алкоголю.
Вчені встановили, що вболівальники пили значно більше в день гри.
Висновок: наука в США зробила крок далеко вперед!

Glassman T, Werch CE, Jobli E, Bian H. Alcohol-related fan behavior on college football game day. J Am Coll Health. 2007 Nov-Dec;56(3):255-60. doi: 10.3200/JACH.56.3.255-260. PMID: 18089506.

Люди схильні писати і ретвітити будь-яку дезінформацію

Дослідження про те, що під час надзвичайних ситуацій люди схильні писати та ретвітити будь-яку дезінформацію. Точніше так: із тих, хто писав або ретвітив неправдиву інформацію, менш як 10% видалили її або зняли ретвіт. І менше 20% надалі намагалися пояснити ситуацію новими дописами. При цьому загалом у поширенні неперевіреної інформації помічені були до 90% користувачів у регіоні надзвичайної події.

Джерело – http://www.buffalo.edu/news/releases/2018/05/020.html

Немає жодної прямої залежності між відеоіграми та насильством

Дослідження засвідчили, що немає жодної прямої залежності між відеоіграми та насильством у реальному житті.

Ба більше, існують дані про те, що жорсткі ігри знижують рівень насильства в суспільстві.
Моралізаторська риторика щодо того, що ігри призводять до насильства в реальному житті, є ніщо інше, як хибна ідея, мета якої – відвернути суспільну увагу від таких справді вирішальних чинників насильства, як злидні, нерівність в отриманні освіти, відсутність доступу до психологічної та соціальної допомоги.

Джерело – http://interpersonalresearch.weebly.com/uploads/1/0/4/0/10405979/ppmc_-_vvgs_and_real-world_violence.pdf

Попри запровадження всіляких драконівських заходів

Як відомо кримінологам, у більшості випадків, чоловіки вбивають інших чоловіків (а не жінок і дітей), а жінки, зазвичай, вбивають дітей (причому здебільшого своїх власних).

Короткі висновки такі: попри спроби запровадження всіляких драконівських заходів, заборон, жорстоких покарань матерів за вбивство дитини, вони загалом виявилися неефективними заходами із запобігання цим злочинам.

Незважаючи на загрозу жахливих покарань, включно зі смертною карою, практика дітовбивства тривала доти, доки в жінок не з’явився доступ до безпечного аборту.

Джерело – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26771523

Вищі показники IQ іноді збільшують ймовірність фінансових труднощів

Наскільки важливий інтелект для фінансового успіху? Використовуючи тест NLSY79, який відстежує велику групу молодих американських бебі-бумерів, дослідження показує, що кожне підвищення на один бал в тесті IQ збільшує дохід на суму від 234 до 616 доларів на рік за умови незмінності різних факторів. Результати регресії свідчать про відсутність статистично помітного зв’язку між показниками IQ та багатством. Фінансові труднощі, такі як проблеми з оплатою рахунків, банкрутство або досягнення ліміту кредитної картки, пов’язані з показниками IQ не лінійно, а квадратичною залежністю. Це означає, що вищі показники IQ іноді збільшують ймовірність фінансових труднощів.

Джерело – Do you have to be smart to be rich? The impact of IQ on wealth, income and financial distress

Недостаток физической нагрузки

Согласно данным ВОЗ и исследованию опубликованному в The Lancet Global Health, более четверти взрослого населения Земли (1,4 млрд. чел.) испытывают недостаток физической нагрузки.

Глобальное популяционное исследование с участием 1,9 млн человек в 168 странах мира показало, что за период с 2001 по 2016 год уровень физической активности человечества не вырос, что не может не огорчать. В среднем в мире каждая третья женщина и каждый четвертый мужчина испытывают дефицит физических нагрузок, что увеличивает риск возникновения сердечно сосудистых и некоторых онкологических заболеваний, диабета 2 типа и деменции.

Рекомендуемый ВОЗ уровень физической активности для поддержания здоровья составляет 150 минут в неделю нагрузок средней интенсивности или 75 минут – высокой.

В странах с высоким доходом уровень гиподинамии намного выше, чем с низким – 37% против 16%. Развитые западные страны (Германия, США, Новая Зеландия) также ответственны за наибольший рост за период с 2001 по 2016 год: с 31% до 37%. В Китае, наоборот, уровень гиподинамии снизился (с 26% до 17%), что положительно повлияло на показатели всего региона юго-восточной Азии.
Есть страны, где более половины взрослого населения неактивны: например, Кувейт (67%), Саудовская Аравия (53%) и Колумбия (63,6%)
В среднем, женщины менее активны, чем мужчины, причем в некоторых странах разница довольно значительная и от благосостояния страны не зависит. Например, в Бангладеш (40% женщин и 16% мужчин) и США (48% женщин и 32% мужчин).

Источники:
http://www.who.int/gho/ncd/risk_factors/physical_activity/en/
https://www.thelancet.com/journals/langlo/article/PIIS2214-109X(18)30357-7/fulltext

1 2 3 4 5 8