Только, пожалуйста, попроще!

Когда рассказываешь какую-то тему неспециалистам, то часто просят: только, пожалуйста, рассказывайте попроще! Это может быть лекция для школьников, — и тогда так просят учителя, которые очень беспокоятся, что дети ничего не поймут, — или обзорный семинар про тот же коллайдер для физиков, но из других областей. И хоть люди понимают, что, раз я вызвался рассказывать неспециалистам, я постараюсь адаптировать для них, но всё равно часто не могут удержаться и просят. Ну и, признаться, я сам, когда организую семинар и зову кого-то рассказать о теме, совсем далекой от интересов группы, тоже иногда не могу удержаться от такой же просьбы.

Это, конечно, вполне понятно и естественно. Забавно здесь то, что часто, когда люди просят упростить, они не ставят никакого ограничения снизу. Даже когда уверяешь, что вначале будет очень просто, они все равно заранее опасаются, что я с места в карьер сразу начну говорить заумные вещи, и никто ничего не поймет.

У меня тут был поразительный пример.

Научная работа и популяризация

На Днях науки Красноярского края, 2015 год. Фото Константина Петрова.

В фейсбуке Антон Чугунов поделился ссылкой на статью Академическая карьера VS популяризация науки, перевод недавней статьи в Journal of Neuroscience. Там обсуждается вопрос о том, какую роль играет популяризация в работе ученого. Мешает она или не мешает, вредит или помогает, как для самой науки, так и для карьерных перспектив и для отношений с коллегами. Я подумал, что это хороший повод рассказать, как все это происходит у меня.

Вопросы-ответы на sprosi.dirty.ru

Меня пригласили поучаствовать в «народном интервью» в коммюнити sprosi.dirty.ru. Так что в ближайший четверг вечером я там буду отвечать на разные вопросы за жизнь и на околонаучные темы. Если вы уже несколько лет хотели о чем-то меня спросить, но не было повода, то вот он, ваш шанс :)

Вот прямая ссылка на тему.

Растягивают ли гравитационные волны свет?

Гравитационная волна искажает длину двух плечей интерферометра в противофазе, из-за чего точная компенсация света нарушается и фотодетектор регистрирует сигнал (источник). 

Рассказ о детектировании гравитационных волн в лазерном интерферометре часто вызывает такой совершенно естественный вопрос:

Если гравитационная волна растягивает-сжимает пространство, то она также должна растягивать-сжимать и длину волны света. Получается, как расстояние между зеркалами, так и сама «измерительная линейка» изменяются пропорционально друг другу. Каким же образом интерферометр умудряется детектировать гравитационную волну?

Кип Торн, с его полувековым опытом объяснения гравитационных волн и принципа их детектирования для самых разных аудиторий, говорит, что это вообще самый часто задаваемый вопрос на эту тему. В англоязычной литературе есть несколько публикаций, расписывающих ответ на этот «парадокс» на разном уровне, но на русском языке я что-то ничего не встретил. Поэтому я привожу пояснение здесь на максимально простом уровне, в общем-то пересказывая вот эту статью.

Гравитационные волны

Интерпретация сигнала GW150914: профиль гравитационно-волнового всплеска и эффективные орбитальные параметры (источник)

Написал на Элементах длиннотекст про гравитационные волны, с лирическим отступлением. Текст дописывался на излете сил, поэтому его надо будет еще полировать и дополнять. В астрофизике еще принято статьи с крупными результатами дополнять парой десяток технических сопровождающих статей. Вся эта подшивка статей появляется одновременно, так что читать их можно долго.

Соцсети как эмулятор детектора гравитационных волн

Уже третий раз за последние пару месяцев по сети гуляют слухи про то, что детектор гравитационных волн LIGO, зарегистрировал-таки всплеск долгожданных гравитационных волн, пришедших к нам от слияния двух черных дыр в далекой-далекой галактике. И честно говоря, каждый раз эти слухи выглядят как неуклюжая шутка напополам с достаточно некрасивыми поведением.

Сначала известный физик (но сейчас в основном популяризатор) Лоренс Краусс в своем твиттере запостил первый слух в сентябре того года, а потом второй слух уже недавно, 11 января. В обоих случаях это звучало очень странно: у него никаких данных нет, ни с кем из коллаборации он не разговаривал, но вот есть у него слухи откуда-то и всё. Если в первый раз на эту тему пожужжала в основном блогосфера (впрочем, вот заметка в Nature), то в январе честно отписались СМИ и околонаучные издания, включая Nature и Science (у Science, кстати, есть подборка материалов на эту тему).

За верность сертификатам

Позвольте, я тут сейчас немножко цинично выступлю, ибо не могу промолчать.

Вот сейчас среди научных популяризаторов шум да гам — скоро вручается премия За верность науке. Многие высказывают свое недоумение оргвопросами, списками лауреатов, и прочими вещами. Другие гордятся тем, что их включили в шорт-лист. При этом считается аксиомой, что это очень престижная премия, что каждый популяризатор в здравом уме должен стремиться ее получить, а если не стремится, то сам себе злобный буратино.

А теперь давайте начистоту: что вообще вам даст эта премия? Окей, есть чисто психологические вещи, маленький праздник для своего тщеславия, оно есть у всех. Есть многочисленные плюсы для раскрутки проекта: широкая известность, которая конвертируется в посетителей сайтов, в тиражи книг, в приглашения куда-то, и может даже в прямую финансовую поддержку. Это тоже понятно, но это рабочие моменты.

Но неужели эта премия — это повод для гордости? Знак Качества? Вы что, без премии не верили, что делаете востребованное и полезное дело, а с премией — поверили? Вы что, автоматически перешли в категорию «заслуженных научных журналистов» (прости господи, название-то какое!), а до этого были недостаточно заслуженными? Вы серьезно считаете, что присужденное некоторой организацией звания что-то меняет?

«Над чем вы сейчас работаете?»

Наверно, человеку со стороны может показаться, что работа ученого последовательная и упорядоченная. Типа, вот сейчас работаешь над одной конкретной Задачей и не распыляешься на другое. Приходишь на работу, делаешь ее, делаешь, — и так несколько недель. Сделал, молодец, написал статью, послал в журнал — и тогда можешь переходить к новой задаче.

В реальности работа бывает очень непохожа на такую «плановую экономику». Типичное состояние у физика-теоретика — это когда у него в голове квасится в разной степени готовности от нескольких до нескольких десятков научных вопросов одновременно. И эти вопросы могут быть разной степени глубины, важности, сложности, срочности. И сам человек может относиться к ним по-разному, он в разной мере готов их решать.

Лестница понимания, ступеньки 4 и 5

В завершение темы про разные смыслы слова «понимать» в применении к какой-то технически сложной вещи. Я уже писал, что я для себя представляю эти разные смыслы в виде некой лестницы. В прошлых двух постах я описал первые три ступеньки:

1. когда понятно, что, собственно, утверждается,
   
2. когда новое утверждение вполне вписывается в ваш багаж знаний, соприкасается с известными вам вещами,
   
3. когда вы можете насквозь проследить объяснение или доказательство утверждения, можете рассказать его другому человеку и ответить на простые вопросы.
   

Теперь я опишу две последние ступеньки этой лестницы (повторюсь, в том виде, в котором я ее чувствую сам, не претендуя на что-то универсальное). Эти две ступеньки — исследовательского уровня, на них человек способен сам вырабатывать новое знание. Но ощущаются они по-разному: ступенька 4 — это умение равномерно разрабатывать задачу, ступенька 5 — это способность сделать скачок понимания, найти неожиданную связь между совершенно разными утверждениями.

Вселенная arxiv.org

На днях открыл для себя совершенно шикарный сервис Paperscape. Это тематическая карта всех статей (а их уже больше миллиона), выложенных в архив епринтов arxiv.org: физика частиц, астрофизика, конденсированные среды, и т.д. Каждая статья — это кружочек, размер которого пропорционален цитируемости статьи, цвет показывает тот раздел архива, где она появилась.

Самая крутизна в том, что кружочки размещены на карте не произвольно, а в согласии с «силовым взаимодействием» между статьями. Считается, что статья отталкивается от всех других обратно пропорционально расстоянию и притягивается к другим статьям по закону Гука через резиночки-цитирования. Если у статьи много ссылок на другие или много цитирований других статей, она притягивается сильнее и находится в гуще литературы. Если связь через цитирования слабая — статья может выталкиваться на периферию (но не обязательно, она может и застрять в гуще).

Это всё, больше ничего руками не подстраивается. Дальше просто проводится моделирование силового взаимодействия между миллионом статей и ищется наиболее энергетически выгодная конфигурация, в духе методов молекулярно-динамического моделирования. Все «галактики», скопления, разреженные зоны на карте получаются отсюда сами собой. Особых подробностей этой процедуры не приводится, но похоже, что алгоритм ищет лишь локальный минимум, а для поиска еще более оптимальных конфигураций приходится перестраивать карту руками и перезапускать моделирование. Тем не менее, пусть результат и не абсолютно оптимальный, он все равно получается очень наглядным и релевантным.

Рекордный 2015 год

Среднегодичная глобальная аномалия температуры по данным NOAA (источник)

Ну что, с обещанным рекордом всех нас. Похоже, в 2015 году самый большой скачок среднегодичной глобальной аномалии температуры по сравнению с прошлым рекордом. Подробности, формулировки, ссылки см. в моей новости на Элементах.

Йена

Приятный бонус научной жизни — это регулярные путешествия. Основная цель — научное общение, но что уж душой кривить, в реальности это совмещение приятного с полезным. Среди этих научных путешествий есть две вида, которые доставляют наибольшее удовольствие: это конференции в курортных или экзотических местах и поездки-сотрудничества длительностью в несколько недель. Чем хороши курортные места, объяснять не надо :) А поездки подольше хороши тем, что они позволяют окунуться в атмосферу нового места: живешь не в отеле, а в гестхаусе, ходишь по обычным магазинам, и есть время, кроме непосредственно научной работы, и на людей посмотреть, и попутешествовать. И еще такие поездки полезны в научном плане тем, что не дают тебе зависать в какой-то одной тягучей работе, будоражат активность, подталкивают делать что-то новое.

Вот сейчас я на месяц в Йене (это небольшой городок примерно в центре Германии), по приглашению коллег из Helmholtz Institut Jena.

Лестница понимания, ступеньки 2 и 3

В прошлом посте я начал рассказывать про разные уровни понимания технически сложных вещей, уровни, которые я для себя выстроил в этакую лестницу. Я тогда рассказал про самую первую ступеньку — когда вы понимаете, по крайней мере, само утверждение. Две следующие ступеньки — это когда вам кажутся понятными некоторые отдельные эпизоды объяснения, и когда вы осознаете целиком непрерывную цепочку аргументов. Эти две ступеньки звучат похоже, но между ними есть существенные различия.

Про разные виды (не)понимания

Я скажу, наверно, банальную вещь, но меня давно уже впечатляет то, насколько разный смысл люди могут вкладывать в слово «понимать». Я имею в виду, понимать какой-нибудь технически сложный вопрос: объяснение по математике, лекцию в универе, научный семинар в институте, научную статью не по своей теме, удивительный результат, который ты только что сам получил в вычислениях и уже имеешь к нему вопросы. Между утверждениями «я не понимаю, почему нельзя делить на нуль» и «никто по-настоящему не понимает квантовую механику» — пропасть. И пропасть эта не только по уровню материала, но и по тому, в каком именно смысле человек его «не понимает».

Вот я для себя в голове выстроил некую лестницу «пониманий» и время от времени ее использую в буквальном смысле. Сейчас я опишу первую ступеньку, а остальное — в следующий раз.

Про релятивистскую массу — в последний раз

Видимо, интернет-баталии насчет того, растет ли масса тела со скоростью или нет, будут вестись вечно. Уж не раз объясняли подробно, как, во-первых, этот вопрос правильно формулируется, а во-вторых, как на него ответить. Лев Борисович Окунь потратил немало усилий, чтобы максимально доступным языком объяснить всем сомневающимся, что современная физика использует только одно, релятивистски-инвариантное понятие массы и что понятие растущей со скоростью «релятивистской массы» — это педагогический вирус. Он даже опубликовал на этот счет отдельную книжку. Но только всё равно приходят новые люди и всё начинается сначала.

Однако в этот раз, в комментариях к одной новости на Элементах, этот разговор принял уже несколько иной оборот. Теперь высказывается мнение, что, мол, это Окунь «постановил», что масса от скорости не зависит, в то время как великие физики прошлого (перечисляются Борн, Паули, Фейнман) прямо писали, что масса со скоростью растет. Типа, это что же, Окунь единолично изменил базовое понятие физики?!

По этому поводу чувствую, что нужно высказаться еще раз, — и, надеюсь, в последний раз, — по поводу «релятивистской массы».