Известно утверждение, что скорость света не зависит от системы отсчета. Это утверждение верно только в плоском пространстве-времени, а не искривленном, а кроме того, только при переходе из инерциальной системы отсчета в инерциальную. Если вы перешли в плоском пространстве-времени из инерциальной системы отсчета в инерциальную, то тогда скорость света не зависит от скорости движения одной системы относительно другой. Но если вы перейдете в неинерциальную систему отсчета, то уже скорость света не является такой святой коровой, она может зависеть даже от координат, если вы ее понимаете как деление пространственного приращения на приращение временное. Физик Эмиль Ахмедов о принципе Ферма, ньютоновой гравитации и эффектах общей теории относительности.

В журнале «Квантик» № 5, 2016 была опубликована задача:«Робот-пылесос, имеющий форму круга, проехал по плоскому полу. Для каждой точки граничной окружности робота можно указать прямую, на которой эта точка оставалась в течение всего времени движения. Обязательно ли и центр робота оставался на некоторой прямой в течение всего времени движения?» Удивительно, но ответ отрицателен — центр мог двигаться не по прямой! Мы дадим несколько решений, начнём издалека, зато узнаем по дороге много интересного.

Какие условия должны соблюдаться при применении технологии квантовой криптографии? Каковы коммерческие перспективы этой технологии? Каким образом обеспечивается безопасность информации при использовании данного метода ее передачи? О принципе квантового распределения ключа, коммерческой составляющей квантовых технологий и информационной безопасности рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Кулик.

Существует ли предел скорости обработки информации в электронике? Какое решение проблемы предлагают исследования в области нанофотоники? И как сфера квантовых технологий развивается в России? Об этом рассказывает PhD in Physics Владимир Шалаев.

Электронно-цифровые подписи мы используем повсеместно. Это действительно один из самых простых, универсальных и надежных способов гарантировать наше авторство на какой-либо цифровой контент в цифровом мире. Однако, как было показано Питером Шором, квантовые компьютеры дают ускорение в решении ряда математических задач, в частности в решении задачи факторизации. Таким образом, квантовый компьютер может стать угрозой для инфраструктуры электронно-цифровых подписей. Физик Алексей Федоров о квантовых технологиях, принципе блокчейна и электронно-цифровых подписях.

Физик Алексей Федоров о будущем гибридной криптографии, предпосылках возникновения квантового компьютера и задаче факторизации.

Лекцию читает Клепцын Виктор Алексеевич. Летняя школа «Современная математика», г. Дубна. 29 июля 2017 г.

Лекцию читает Веселов Александр Петрович. Летняя школа «Современная математика», г. Дубна. 22 июля 2017 г.

В каждой точке плоскости нарисуем вектор. Получилось векторное поле. Будем считать, что по плоскости течёт вода, а векторы — её скорости течения в разных точках. Теперь бросим в воду несколько щепок и нарисуем траектории их движения. Получится фазовый портрет векторного поля. По картинке стало видно, что происходит со щепками: некоторые приближаются к внешнему предельному циклу, от другого цикла все щепки отдаляются. Куда ещё могут накапливаться траектории щепок (теорема Пуанкаре-Бендиксона). Как ещё могут быть устроены фазовые портреты. Также мы обсудим бифуркации: перестройки фазовых портретов, когда векторное поле слегка меняется. Будут свежие результаты и открытые вопросы.

Принцип исключенного третьего говорит, что любое утверждение либо истинно, либо ложно. В этом курсе мы откажемся от принципа исключенного третьего. Мы не сможем ни доказывать от противного, ни перебирать случаи. Зато все наши доказательства будут в каком-то смысле конструктивны: доказательство существования объекта всегда можно будет превратить в компьютерную программу, которая строит этот объект. На практике конструктивные доказательства полезнее неконструктивных. Я расскажу о некоторых утверждениях конструктивной математики и о её связи с компьютерными системами доказательств.

Дзета-функция Римана была введена Эйлером в 1737-м году. Она может быть задана рядом ζ(s) = ∑ 1/n^s при тех значениях s, при которых этот ряд сходится. Я буду рассказывать, в основном, об обобщениях дзета-функции Римана — так называемой арифметической дзета-функции, которая ставится в соответствие диофантову уравнению (дзета-функция Римана соответствует «тривиальному» уравнению x=0).

Бывают объекты непрерывные, а бывают дискретные. Например, размерность пространства. Она дискретна: пространства бывают одномерные, двумерные, трехмерные… А вот размерности «полтора» не бывает. Или бывает? Оказывается, дискретные объекты иногда можно обобщить до непрерывных, и на первой половине курса мы разберем несколько конкретных примеров. Начав с совсем тривиальной арифметики, мы быстро дойдем до таких «странных» вещей, как дробные производные, а на второй лекции разберем красивый пример из алгебраической геометрии. Эти примеры проиллюстрируют один общий рецепт нетривиальных обобщений: если суметь переговорить привычные понятия на другом языке, то «сложные» операции могут стать простыми, и наоборот.

В кольце целых чисел каждый элемент (больше единицы) можно однозначно представить в виде произведения простых, с точностью до порядка сомножителей, это свойство называется факториальностью. Другие «области чисел» удовлетворяют этому свойству тоже, и факториальность вне рамок обыкновенных целых применяется в теории чисел, чтобы найти все решения некоторых диофантовых уравнений. К сожалению, свойство факториальности работает не во всех ситуациях, где возникает понятие простых. К счастью, используя более широкую точку зрения о значении разложения на простых (а именно, какие объекты мы хотим разлагать), можно спасти идею факториальности во многих случаях.

Законы логики играют большую роль в мышлении и речи. Их нарушение приводит к многочисленным логическим ошибкам, которые засоряют не только научное, но и повседневное мышление, мешают нам думать, общаться, понимать друг друга и самих себя, создавая серьезные коммуникативные затруднения. Неясность и неопределенность мышления, его непоследовательность и сумбурность, противоречивость и необоснованность является прямым результатом нарушения законов логики. Мышление, которое строится на их соблюдении, подобно прозрачному ручью, сквозь воды которого виден каждый камушек и песчинка его дна; ручью, к которому хочется припасть в знойный день, чтобы утолить жажду освежающей и приятной прохладой. Мышление, построенное на нарушениях логических законов, подобно мутному потоку, в котором ничего не видно, и вода совершенно непригодна для питья. Правда, некоторые говорят, что в мутной воде удобнее «ловить рыбу», однако добросовестный человек вряд ли может быть сторонником такой «рыбалки».

Покажем яркие и интересные эксперименты по физике, некоторые из которых, на первый взгляд, противоречат «здравому смыслу». Поговорим о том, что и как мы видим, слышим. Обсуждая результаты демонстраций, мы убедимся в общности законов природы.

Сложно переоценить ту роль, которую люминесценция играет в современном мире. Одним из самых важных ее применений на сегодняшний день стоит считать электролюминесценцию. В 2014 году Нобелевскую премию по физике присудили как раз за открытие в области электролюминесценции, а точнее, за открытие неорганического полупроводникового светодиода — LED. Химик Валентина Уточникова о люминесцирующих полупроводниках, триплетном и синглетном состояниях и OLED-дисплеях.

Люминесценция классифицируется по способам возбуждения, то есть по способам перевода материала в возбужденное состояние. Это может быть фотолюминесценция, происходящая при поглощении света, электролюминесценция при протекании электрического тока, может быть хемилюминесценция, происходящая под действием химических реакций, и другие. Химик Валентина Уточникова об антистоксовой люминесценции, биовизуализации и повышении эффективности у солнечных батарей.

Люминесценция — это одно из самых красивых явлений. Оно относится к тем явлениям, которые человечество наблюдает уже очень много лет, хотя объяснять научилось совсем недавно. К люминесценции относится северное сияние, свечение светлячков, свечение морской воды относится к люминесценции проживающего там планктона. И все эти явления человечество наблюдает практически все время своего существования. Химик Валентина Уточникова о влиянии спектроскопии на развитие люминесценции, создании светодиодов и флуоресценции.

Окраска многих животных устроена причудливо и замысловато. На клеточном уровне ее возникновение описывается реакционно-диффузными моделями при помощи систем дифференциальных уравнений. В недавней работе группа ученых из Швейцарии детально изучила механизм формирования окраски глазчатых ящериц Timon lepidus. Оказалось, что это происходит по правилам, характерным для дискретного клеточного автомата, где в роли ячеек автомата выступают отдельные чешуйки кожи ящериц. Математическое моделирование позволило понять, что реакционно-диффузная система может порождать клеточный автомат благодаря особым условиям — в данном случае это подходящие размеры чешуек и толщина кожи ящериц внутри и на границе чешуек.

Возьмите простое решетчатое пространство. Задайте набор нехитрых правил. Запустите время. Вы получили клеточный автомат — почти что целый мир.