NK
Контакт предлагает поделиться чем-нибудь радостным и веселым. А посему настало время математической истории столь же прекрасной сколь и упоротой. Впрочем, надеюсь, что отдельные ее части окажутся познавательными в разных смыслах.
#таксебемысль 22 Про квантовых пчел (пчелиные танцы, многообразие флагов, квантовая хромодинамика)
Я уже писал тут раньше, что умение пчел конструировать правильную шестиугольную структуру сот, - это факт достойный восхищения. Однако есть в поведении пчел и еще более удивительный факт: пчелиные танцы. Я тут вкратце перескажу о чем речь, но вообще вот вам теория https://en.wikipedia.org/wiki/Waggle_dance а вот демонстрация https://www.youtube.com/watch?v=LU_KD1enR3Q Не очень понятно, можно ли считать пчелиные танцы полноценным языком с точки зрения философии (с синтаксисом, семантикой и всем таким). Однако пчелы вполне способны передавать некоторую геометрическую информацию с помощью танца.
Итак, пчела-фуражир нашла нектар в точке с полярными координатами (d,alpha), где начало координат - это улей, а угол отмеряется относительно направления на солнце по часовой стрелке. Тогда пчела пытается сообщить эту информацию другим пчелам, производя определенные телодвижения. Она садится на вертикальную стенку улья и движется по восьмерке, вернее по чему-то вроде буквы тета Θ. По перекладине буквы Θ пчела всегда проходит в одном направлении, чередуя левые и правые повороты. Проходя по перекладине, пчела вибрирует жопой, - чтобы соплеменникам было понятнее, где в ее танце перекладина, а где вспомогательные круги.
Координаты (d,alpha) источника пищи кодируются следующим образом: alpha - это угол наклона перекладины Θ относительно вертикали. А d прямо пропорционально длине перекладины.
За описанную выше расшифровку танца пчел (среди прочего) Карл фон Фриш получил Нобелевскую премию в 1973 году. Тема, судя по всему, оказалась богатая: там есть много всяких тонкостей, которые можно погуглить. Вроде как, в танце кодируются и другие параметры, например количество и качество пищи в локации как-то коррелирует с частотой и амплитудой жопной вибрации. Ну и всякое такое. Правда, судя по википедии, последние исследования говорят, что коммуникационная эффективность пчелиного танца не такая уж высокая. Нет такого, что пчелы увидели танец своего сородича и автоматически ломанули в рекомендованном направлении. Но с другой стороны, многие ли москвичи самоизолировались три недели назад, когда отдельные знающие люди про это настоятельно танцевали?
Еще пара удивительных фактов. Чтобы отмерить угол alpha, пчела должна знать, где находится солнце. У нее есть для этого всякие хитрые органы, в частности, она чувствует поляризацию солнечного света. Поэтому солнце она может найти даже в пасмурную погоду. Но круче другое. После того, как пчела нашла источник пищи, она может танцевать достаточно долго, и положение солнца на небе успевает смениться. Так вот, пчела подстраивает свой танец под актуальное положение солнца, меняя угол наклона восьмерки. То есть, если ее коллега решит воспользоваться информацией только через 4 часа, она, то есть коллега, все равно сможет найти источник пищи. Это вообще фантастика какая-то. Вот вы попробуйте рассчитать изменение азимута солнца через 4 часа (не имея смартфона или хотя бы астролябии). А пчела как-то умеет. Хрен пойми как именно, учитывая что у нее в мозгу порядка миллиона нейронов - не астрономически много, прямо скажем.
И напоследок еще один факт, который правда, согласно википедии, в последнее время оспорили. Если расстояние d до источника пищи слишком маленькое, его изображать, тряся жопой, во время прохождения по перекладине буквы Θ, становится несподручно. Поэтому форма танца при маленьких d перестраивается. Траектория становится похожей на букву V, где каждая черточка - это вырожденная окружность. Ну и в ней как-то тоже координаты закодированы.
А теперь, собственно, сказ про квантовых пчел. Интернет сохранил вот эту популярную статью https://www.discovermagazine.com/planet-earth/quantum-honeybees Предыстория была такая.