Когда неизвестное — не число, а функция: разбор функциональных уравнений с олимпиады IMC

Как создавался этот документ.

Это учебное пособие по функциональным уравнениям я не писал руками. Я провёл со студентами ВШЭ онлайн-занятие факультатива по олимпиадной высшей математике — разобрал пять задач международной студенческой олимпиаде IMC. А дальше ИИ собрал из видеозаписи занятия вот этот разбор: восстановил выкладки по тому, что осталось на доске, сверил каждое условие со сборником задач IMC, написал решения «по шагам» и нарисовал к ним иллюстрации. Ему хватило на это всего почти ровно 100 минут.

Затем ИИ взял pdf и превратил в markdown. Дальше скопировал — вставил. Только что вручную пришлось 16 рисунков вставлять.

Получился любопытный эксперимент: подробное пособие было создано автоматически из живого проведения факультатива, без участия человека в его написании. Грубых ошибок я не нашёл, но «ошибок нет» в олимпиадных доказательствах — слишком смелое заявление, поэтому приглашаю проверить. О том, как именно это устроено — в конце статьи; там нарисована схема мультиагентного пайплайна, с помощью которое создавалось пособие.

Предлагаю в комментариях обсудить результаты этого эксперимента и последствия. Правок в документ не вносилось, кроме добавления небольшого числа дополнительных пробелов и переносов строк для улучшения визуального восприятия текста.

Оценить эксперимент
Когда неизвестное — не число, а функция: разбор функциональных уравнений с олимпиады IMC
Source: geektimes

Почти зелёные миры: перспективы фотосинтеза на планетах у оранжевого карлика (спектральный класс K)

Ранее я публиковал на Хабре относительно успешную статью «Негостеприимные красные карлики. Об ультрафиолетовой зоне обитаемости». В ней я упоминал, почему поблизости от многочисленных звёзд спектрального класса М (красных карликов) маловероятно возникновение жизни земного типа (на основе нуклеиновых кислот), поскольку высокая и нерегулярная активность звезды в ультрафиолетовом спектре не оставляет окна для образования клеточных организмов. Сегодня вернёмся к этой теме и поговорим о некоторых интересных опытах, которые указывают на относительную благоприятность звёзд спектрального класса K (оранжевых карликов) для развития фотосинтеза и, соответственно, инопланетной флоры. Цвет подобной гипотетической растительности едва ли будет зелёным, но долговременное существование растительного покрова на скалистой планете близ оранжевого карлика кажется вполне реалистичной картиной. Давайте обсудим эти модели подробнее.

Читать далее
Почти зелёные миры: перспективы фотосинтеза на планетах у оранжевого карлика (спектральный класс K)
Source: geektimes

Теорема Фробениуса

Эта заметка является продолжением статьи: url{https://habr.com/ru/articles/1044230/} <<Выпрямление векторных полей и коммутирование потоков>>

Возьмем гладкую функцию трех переменных f:mathbb{R}^3tomathbb{R} (предположим для простоты, что её градиент нигде не обращается в ноль). Рассмотрим её поверхности уровня: begin{equation*} f(x, y, z) = C end{equation*}

При различных значениях константы C мы получаем набор непересекающихся двумерных поверхностей. Пространство расслаивается на них, как слои в луковице. Если теперь в каждой точке пространства взять касательную плоскость к проходящей через неё поверхности уровня, мы получим поле двумерных плоскостей.

По построению это распределение интегрируемо, а поверхности уровня f(x,y,z)=C являются его интегральными поверхностями.

Обратно, допустим, кто-то задал нам совершенно произвольное гладкое поле двумерных плоскостей в mathbb{R}^3 и попросил найти для них интегральные поверхности.

Поле двумерных плоскостей можно задать двумя линейно независимыми в каждой точке mathbb{R}^3 векторными полями u(x,y,z) и v(x,y,z). Тогда через каждую точку (x,y,z) пространства проходит плоскость, содержащая векторы u(x,y,z) и v(x,y,z).

Всегда ли мы сможем найти такую функцию f, поверхности уровня которой будут везде касаться наших плоскостей?

Интуиция может подсказывать, что это всегда возможно, но это не так.

Ответ на вопрос дает теорема Фробениуса.

Читать далее
Теорема Фробениуса
Source: geektimes

[Перевод] Туман живой! Учёные изучили, чем занимаются бактерии, живущие в каплях тумана

Что, если туман — это не просто воздух с каплями воды, а живая экосистема?

Этот вопрос не давал покоя исследовательнице облаков Ти Тхуонг Тхуонг Као. Будучи аспиранткой Аризонского государственного университета (АГУ), она следовала за своим любопытством, которое водило её то к микробиологам и химикам, то к отбору проб тумана перед восходом солнца в Пенсильвании и многочасовым изучениям образцов под лабораторным микроскопом. И она нашла свой ответ.

Её исследовательская группа из АГУ обнаружила, что бактерии, плавающие в крошечных капельках тумана, живут, растут и — что весьма полезно — разлагают загрязняющие вещества прямо в воздухе.

Исследование, опубликованное в журнале mBio, меняет наше представление о тумане. Это не стерильный туман и не море микробов в подвешенном состоянии. Это временная водная среда обитания для маленьких друзей, которые очищают воздух, которым мы дышим.

Читать далее
[Перевод] Туман живой! Учёные изучили, чем занимаются бактерии, живущие в каплях тумана
Source: geektimes

Проклятие Бога Солнца: как потомки конкистадоров расплачиваются за грехи предков

Многие инженерные решения выглядят единственным разумным вариантом в момент их принятия. Альтернативы кажутся слишком дорогими, сложными и непривычными. Горизонт планирования ограничен несколькими десятилетиями, тогда как проблемы могут проявиться через 100, а то и через 500 лет.

Именно это происходит в Мехико: город проседает на сантиметры каждый месяц, а в наиболее пострадавших кварталах — на 50 сантиметров в год. Проблема заложена почти 500 лет назад, описана 100 лет назад — и она по-прежнему не решена. Трещины в дорогах, перекошенные здания, обрушения метро, водный кризис — все это тянется от одного решения, принятого испанскими конкистадорами в XVI веке. Давайте разберемся, как ошибки прошлого влияют на настоящее и к каким фундаментальным проблемам с окружающей нас инфраструктурой приводит смена технологий.

Читать далее
Проклятие Бога Солнца: как потомки конкистадоров расплачиваются за грехи предков
Source: geektimes

Почему не взлетели дирижабли? Часть 25: крушение «Гинденбурга» и конец первой эры воздушных кораблей

В прошлых частях мы шагнули в эпоху после завершения Второй мировой войны, чтобы проследить за последними дирижаблями СССР и ВМС США. Однако наше повествование будет однозначно неполным без рассказа о том, как завершилась история классических немецких цеппелинов. Два огромных трансатлантических авиалайнера LZ-129 «Hindenburg» и LZ-130 «Graf Zeppelin II» стали пиком развития германского дирижаблестроения. Казалось, что хотя бы на дальних межконтинентальных маршрутах воздушные корабли жёсткой конструкции ещё вполне способны конкурировать и с пассажирскими судами, и с большими самолётами. Увы, судьба рассудила иначе — и объятый пламенем «Гинденбург», обрушившийся майским вечером перед объективами камер на поле американской авиабазы Лейкхёрст, поставил трагическую точку в этой истории. 

Читать далее
Почему не взлетели дирижабли? Часть 25: крушение «Гинденбурга» и конец первой эры воздушных кораблей
Source: geektimes

«Квантовое вмешательство» помогает раскрыть фундаментальные принципы природы

В течение последних десятилетий исследователи свыклись с мыслью о том, что квантовые компьютеры в конечном итоге смогут взломать широко используемые коды, которые обеспечивают безопасность большей части цифрового мира. Чтобы защититься от этой участи, они потратили годы на разработку новых кодов, которые, как кажется, будут в безопасности от будущих взломщиков, вооружённых квантовыми компьютерами.

В то же время они также придумали гениальные способы использования правил квантовой механики для обеспечения безопасности связи. Но квантовая механика, как и предшествовавшая ей «классическая» механика, — это всего лишь теория о том, как работает природа. Что, если в конечном итоге её вытеснит более полная теория, точно так же, как квантовая механика вытеснила ньютоновскую физику столетие назад? Будут ли эти методы квантовой связи по-прежнему безопасны в мире, где существует ещё более фундаментальный набор правил?

Читать далее
«Квантовое вмешательство» помогает раскрыть фундаментальные принципы природы
Source: geektimes

Лицензии Creative Commons в суде: реальная защита или иллюзия?

Лицензии Creative Commons сыграли большую роль в развитии интернета, но многие до сих пор сомневаются, насколько они работают на практике. Что происходит, когда нарушитель использует CC-фотографию без указания авторства и можно ли взыскать с него компенсацию. 

Суды рассматривают нарушение лицензий CC как нарушение авторских прав, за которое можно требовать компенсацию. Но размер и реальность этой компенсации зависят от регистрации авторского права, доказанного ущерба и практики конкретной юрисдикции — «автоматических миллионов» ждать не стоит.

Читать далее
Лицензии Creative Commons в суде: реальная защита или иллюзия?
Source: geektimes

Заметки на полях: алгебра матриц Паули

Продолжаю изучать геометрическую алгебру в применении к физике. На очереди алгебра матриц Паули и её реализация в четырёхмерном евклидовом пространстве.

Читать далее
Заметки на полях: алгебра матриц Паули
Source: geektimes

Как пересмотр теории выученной беспомощности меняет концепцию баз знаний?

Многие из нас во время просмотра «Криминального чтива» Квентина Тарантино удивлялись, что же такого необычного сделал мистер Вульф? Тот самый, который «специалист по решению проблем». Казалось бы, что он просто немного подумал, тогда как все вокруг него пребывали в панике и идиотизме. Здесь гениальный Тарантино не только наглядно показывает примеры выученной беспомощности, но и предвосхищает ее кардинальный пересмотр в 2016-м году. Для преодоления проблемы беспомощности нужна своего рода карта будущего, которая позволит удерживать причинность и траекторию действий. А тут как раз моя работа над базами знаний уткнулась в эти самые «карты», «причинности» и «траектории». Так что статья по пересмотру концепции выученной беспомощности попалась очень даже вовремя. И сама собой возникла идея, как базы знаний будущего будут называться, и как они будут помогать решать проблемы выученной беспомощности в будущем. И что выученная беспомощность — ключевое понятие природы человека и человечества. Кому интересно, добро пожаловать под кат!

Читать далее
Как пересмотр теории выученной беспомощности меняет концепцию баз знаний?
Source: geektimes