Πυρηνική ενέργεια: όχι -ή ναι- ευχαριστώ;
Πυρηνική ενέργεια: όχι -ή ναι- ευχαριστώ;
Νήμα Επιστήμες #2: το νέο ντοκιμαντέρ του Όλιβερ Στόουν και η συζήτηση για την πυρηνική ενέργεια. Τι είναι η κβαντική διεμπλοκή; Ένας «εναλλακτικός» ήλιος. Όταν το AI μπερδεύει γατάκια με λιοντάρια
Όπως σας έχουμε ενημερώσει το Νήμα έχει ανοίξει πλέον τις εθελοντικές συνδρομές! Περισσότερες λεπτομέρειες για το πώς μπορείτε να μας συνδράμετε εδώ.
Nuclear: Ο Όλιβερ Στόουν θεωρεί την πυρηνική ενέργεια κλειδί της κλιματικής κρίσης
Το καινούργιο ντοκιμαντέρ του Oliver Stone, με τίτλο Nuclear και θέμα την πυρηνική ενέργεια, άνοιξε στο Φεστιβάλ της Βενετίας, όπου και βραβεύθηκε. Στη συνέχεια προβλήθηκε στο Φεστιβάλ της Ζυρίχης και από το τέλος Σεπτεμβρίου στους κινηματογράφους της Ιταλίας. Το φιλμ είναι βασισμένο στο βιβλίο του Joshua Goldstein (με πρόλογο του Steven Pinker), «A Bright Future: How Some Countries Have Solved Climate Change and the Rest Can Follow», που εκδόθηκε το 2019. Υποστηρίζει τη θέση ότι η μόνη ρεαλιστική επιλογή για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στο άμεσο μέλλον, που έχει πιθανότητα να αποτρέψει την κλιματική καταστροφή, είναι η επιστροφή στους πυρηνικούς αντιδραστήρες σχάσης. Αύριο κιόλας, προτείνει, και όσο αναπτύσσεται η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, όλες οι χώρες του κόσμου θα πρέπει να καταργήσουν τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας μέσω υδρογονανθράκων και να παράγουν το μεγαλύτερο ποσοστό της ενέργειας που χρειάζονται από πυρηνικούς αντιδραστήρες. Το ντοκιμαντέρ επικαλείται βροχή από επιχειρήματα, ανάμεσα στα οποία: το ανέφικτο της πλήρους κάλυψης των ενεργειακών αναγκών του πλανήτη με ανανεώσιμες πηγές· το επίσης ανέφικτο αλλά και άδικο της απαίτησης να μειώσουν τις ενεργειακές τους ανάγκες οι χώρες εκείνες, κυρίως της Ασίας και σε δεύτερο χρόνο, της Αφρικής, που έχουν ανάγκη αλματώδεις ρυθμούς ανάπτυξης· το ότι το λόμπι των πετρελαϊκών υποστήριξε ενεργά τα κινήματα ενάντια στην πυρηνική ενέργεια, συγχέοντας εσκεμμένα την παραγωγή ενέργειας με το ενδεχόμενο πυρηνικής καταστροφής· το ότι στην πράξη η πυρηνική ενέργεια είναι τάξεις μεγέθους ασφαλέστερη από τους υδρογονάνθρακες, των οποίων η καύση ευθύνεται για χιλιάδες θανάτους κάθε χρόνο· το ότι η Φουκουσίμα και το Τσέρνομπιλ είχαν τελικά περιορισμένο αριθμό θυμάτων· το ότι τα πυρηνικά απόβλητα είναι πλήρως διαχειρίσιμα, και πολλά άλλα. Πιθανότατα ο εντυπωσιακός όγκος στατιστικών στοιχείων που παρελαύνουν καταιγιστικά στην ταινία είναι αξιόπιστος. Από την άλλη μεριά, υποπτεύεται κανείς πως τα προβληματικά για την πυρηνική ενέργεια σημεία προβάλλονται με λιγότερο άπλετο φως. Για παράδειγμα, δεν αναφέρεται τίποτα σχετικά με την εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα κατά την κατασκευή των πυρηνικών εργοστασίων, κατά την εξόρυξη ουρανίου ή κατά τη διαχείριση των αποβλήτων. Προφανές είναι επίσης το πόσο λίγο ασχολείται η ταινία με τις μακροχρόνιες συνέπειες των ατυχημάτων στο Τσέρνομπιλ και τη Φουκουσίμα. Ορισμένα σημεία, παρόλα αυτά, αξίζουν περαιτέρω προσοχής, όπως ο σχεδιασμός προτύπων αντιδραστήρων στην Κορέα και την Κίνα που μπορούν να παραχθούν μαζικά μειώνοντας και το κόστος και τους ρύπους της κατασκευαστικής διαδικασίας, ή οι αναφορές σε πολύ μικρής κλίμακας αντιδραστήρες που μπορούν να τροφοδοτήσουν μικρές πόλεις αυτόνομα και με μεγαλύτερη ασφάλεια. Υπάρχουν φυσικά ισχυρές αντιρρήσεις…
O δρόμος προς την κλιματική αποκατάσταση;
Παρά τις αδυναμίες του, το ντοκιμαντέρ επιδιώκει να φωτίσει μια συζήτηση που δείχνει να ξανανοίγει, κυρίως στην Ευρώπη: η εξάρτηση από τους υδρογονάνθρακες όχι μόνο καταστρέφει με επιταχυνόμενους ρυθμούς τον πλανήτη αλλά, όπως με εμφατικό τρόπο καταδεικνύει η ουκρανική κρίση, δημιουργεί και γεωπολιτικές εξαρτήσεις που δεν είναι καθόλου εύκολο να παραμείνουν υπό έλεγχο στον αναδυόμενο πολυπολικό κόσμο του άμεσου μέλλοντος. Οι ανανεώσιμες πηγές είναι χρήσιμες, αλλά προσφέρουν πολύ λίγα, πολύ αργά. Η πυρηνική ενέργεια σύντηξης θα βρίσκεται για δεκαετίες ακόμα σε πειραματικό στάδιο. Ίσως η επιστροφή στην ενέργεια σχάσης, με μικρότερους, καλύτερα σχεδιασμένους αντιδραστήρες νέας γενιάς, να αποτελεί τη μόνη επιλογή. Αυτό φαίνεται να πιστεύουν οι Γερμανοί πολίτες, που, μόνο λίγα χρόνια μετά την κεντρική απόφαση της χώρας να αποπυρηνικοποιηθεί πλήρως, που λήφθηκε εσπευσμένα, υπό την πίεση των Πρασίνων, στη σκιά του σοκ της Φουκουσίμα, δείχνουν τώρα να στρέφονται με μεγάλη πλειοψηφία υπέρ του να ανασταλεί το κλείσιμο των πυρηνικών εργοστασίων, τουλάχιστον προσωρινά. Σε αυτό συνηγορεί ακόμα και η Γκρέτα Τούνμπεργκ!
Ίσως η πιο επιτυχημένη παρομοίωση στη ταινία είναι η κλιματική αλλαγή σαν ένα τρένο που μας πλησιάζει ενώ τρέχουμε σε μια γέφυρα πάνω από ένα ποτάμι. Το ξέρουμε οτι δεν θα προλάβουμε να φτάσουμε μέχρι το τέλος της γέφυρας - δεν υπάρχει αρκετός χρόνος. Το λογικό βήμα είναι κάτι που μοιάζει τρομακτικό: το να πηδήξουμε στο ποτάμι. Το άλμα στο ποτάμι είναι η επιστροφή στην πυρηνική ενέργεια - τρομακτικό, αλλά και μονόδρομος.
Για τις χώρες του Νότου, βέβαια, όπως η Τουρκία (που κατασκευάζει τον πυρηνικό σταθμό Akkuyu με προγραμματισμένη έναρξη λειτουργίας το 2023) ή η Ελλάδα, το ζήτημα είναι και βαθειά πολιτικό: είμαστε έτοιμοι σαν κοινωνίες να εμπιστευθούμε σε μια ιδιωτική επιχείρηση τη λειτουργία και διαχείριση πυρηνικών αντιδραστήρων; Σε έναν κρατικό οργανισμό; Κι αν όχι, μήπως είναι καιρός να αποκτήσουμε δομές που να μπορούμε να εμπιστευθούμε;
Το website του βιβλίου Bright Future, όπου υπάρχει κι ένα βίντεο με τα βασικά επιχειρήματά τους.
Ένας αντίλογος για την επάρκεια των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας από το Πανεπιστήμιο Yale.
Το Ίδρυμα Χάινριχ Μπέλ - η Δεξαμενή ιδεών των Γερμανών Πρασίνων - εξηγεί για ποιους λόγους η πυρηνική ενέργεια δεν αποτελεί λύση για την κλιματική κρίση.
Κβαντική διεμπλοκή και το βραβείο Νόμπελ 2022
Όπως αναφέραμε στο προηγούμενο τεύχος μας, το φετινό βραβείο Νόμπελ δόθηκε σε τρείς ερευνητές, τον Alain Aspect, τον John Clauser και τον Anton Zeilinger, για την πειραματική επαλήθευση του φαινομένου της κβαντικής διεμπλοκής. Το φαινόμενο βρίσκεται στην καρδιά της κβαντικής μηχανικής και αποτέλεσε το επίδικο της πιο συναρπαστικής, ίσως, δημόσιας διαφωνίας στην ιστορία της σύγχρονης φυσικής, μεταξύ του Einstein από τη μια πλευρά, και της νουβέλ βάγκ των φυσικών της δεκαετίας του '20, υπό την ηγεσία του Niels Bohr, και των Heisenberg και Born που ανέπτυξαν την κβαντική μηχανική από την άλλη. Και δικαίως, διότι το φαινόμενο υποσκάπτει τα φιλοσοφικά θεμέλια της κλασικής φυσικής, τις αρχές της τοπικότητας, του ντετερμινισμού, και του ρεαλισμού στον μικρόκοσμο. Πρόκειται για μια συζήτηση που έχει ήδη έναν αιώνα παρελθόν. Παρ’ όλα αυτά ας δούμε σύντομα τα βασικά επιχειρήματα.
Ο ευκολότερος τρόπος να περιγράψει κανείς το φαινόμενο είναι να εστιάσει σε μια ιδιότητα των σωματιδίων που αποκαλείται σπιν. Πρόκειται για ένα είδος εσωτερικής στροφορμής, που στην περίπτωση των φωτονίων, έχει ως κλασικό ανάλογο την πόλωση του φωτός. Περιγράφεται από ένα, ας πούμε, βελάκι που δείχνει προς κάποια κατεύθυνση. Σε ένα ιδεατό πείραμα, όπου δυο φωτόνια παράγονται από διάσπαση ενός μητρικού σωματιδίου με μηδενικό σπιν, τα φωτόνια απομακρύνονται με σπιν που δείχνει προς κάποια κατεύθυνση. Επειδή το αρχικό σπιν ήταν μηδέν και πρέπει να διατηρείται κατά τις διασπάσεις, τα δυο φωτόνια θα έχουν αντίθετο σπιν. Αν το ένα δείχνει προς τα πάνω π.χ., το άλλο υποχρεωτικά θα δείχνει προς τα κάτω. Η θεωρία της κβαντικής μηχανικής ισχυρίζεται πως, όσο δεν μετράμε το σπιν των φωτονίων, το σύστημα των δυο φωτονίων βρίσκεται σε μια «επαλληλία καταστάσεων», δηλαδή ότι το σπίν τους δεν είναι ούτε πάνω ούτε κάτω, αλλά σε μια σύνθετη και απροσδιόριστη κατάσταση, και μόνο η αλληλεπίδραση με τα όργανα παρατήρησης εξαναγκάζει το σύστημα να «καταρρεύσει» στην μία ή την άλλη κατάσταση, με ίσες πιθανότητες. Με όποιο σπιν κι αν καταρρεύσει το ένα φωτόνιο, το άλλο, που θα μετρηθεί κάπου αλλού ακόμα και πολύ μακριά από το πρώτο, θα καταρρεύσει υποχρεωτικά στην κατάσταση αντίθετου σπιν. Η κβαντική μηχανική ισχυρίζεται ότι το όλο σύστημα καταρρέει ταυτόχρονα. Εντελώς παλαβό, απαράδεκτα παλαβό, σκέφτηκε ο Einstein, που μαζί με τους Podolsky και Rosen, πρότειναν το 1935, το παραπάνω νοητικό πείραμα για να δείξουν ότι η κβαντική μηχανική παραβιάζει την αρχή της τοπικότητας: κάτι που συμβαίνει εδώ και τώρα δεν μπορεί να επηρεάζει όσα γίνονται ταυτόχρονα κάπου αλλού - ή, πιο σωστά, καμία πληροφορία δεν μπορεί να ταξιδεύει ακαριαία, ή με ταχύτητα που υπερβαίνει εκείνη του φωτός. Πώς μπορεί το ένα φωτόνιο, που το παρατηρούμε στο Λονδίνο, να ξέρει τι σπιν «διάλεξε» το άλλο φωτόνιο, που μετρήθηκε στην Αθήνα; Συνεπώς, προτείνουν οι τρεις τους, τα φωτόνια σίγουρα βρίσκονταν σε μια συγκεκριμένη κατάσταση πριν τα παρατηρήσουμε, ίσως εξαιτίας του μηχανισμού της γέννησής τους, κατάσταση που ρυθμίζεται από κάποια ίσως κρυμμένη, άγνωστη μεταβλητή, στην οποία ίσως και να μην έχουμε ποτέ πρόσβαση.
Οι αλλεπάλληλες θεαματικές επιτυχίες της κβαντομηχανικής στο μικρόκοσμο έσπρωξαν το ζήτημα στο περιθώριο για μερικές δεκαετίες. Άλλωστε και οι δυο πλευρές αναγνώριζαν ότι οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής περιγράφουν σωστά τα παρατηρήσιμα φαινόμενα. Η συζήτηση έμοιαζε να έχει κυρίως μεταφυσική χροιά - αφορά το τι συμβαίνει στο μικρόκοσμο όταν δεν κοιτάμε. Το 1964 όμως ο John Bell, που τότε δούλευε στο CERN, σκέφτηκε έναν τρόπο να μετατρέψει το ιδεατό πείραμα σε κάτι πιο ποσοτικοποιήσιμο. Η αρχική ιδέα ήταν το σπιν των φωτονίων να μετρηθεί ως προς έναν κοινό άξονα, οπότε το ένα θα έδειχνε π.χ. «πάνω» και το άλλο «κάτω». Ο Bell συνειδητοποίησε ότι αν ο άξονας δεν είναι κοινός, αν μετρήσουμε το ένα φωτόνιο ως προς έναν άξονα και το δεύτερο ως προς έναν άλλο, υπό γωνία, τότε μπορούμε να διακρίνουμε μεταξύ των δυο ενδεχομένων: αν τα φωτόνια έχουν συγκεκριμένη διεύθυνση σπιν πριν τα μετρήσουμε και ο Einstein έχει λοιπόν δίκιο, τότε οι μετρήσεις θα δείξουν στατιστική συσχέτιση που δεν μπορεί να υπερβαίνει μια συγκεκριμένη τιμή. Αν δεν έχουν, αν βρίσκονται σε επαλληλία και η κβαντική μηχανική τα περιγράφει σωστά, τότε η στατιστική συσχέτιση θα υπερβαίνει αυτή τη μέγιστη τιμή. Η προκύπτουσα ανισότητα είναι γνωστή σαν ανισότητα Bell. Ο κλασικός κόσμος όπου τα φωτόνια είναι έτσι ή αλλιώς, ικανοποιεί την ανισότητα Bell, ο κβαντικός κόσμος, όπου τα δυο φωτόνια συνυπάρχουν σαν μια ενιαία οντότητα, την παραβιάζει. Το ζήτημα δεν ήταν πια μεταφυσικό: θα μπορούσαμε πλέον να αφήσουμε τη Φύση να μιλήσει.
Χρειάστηκε παραπάνω από μια δεκαετία για να γίνουν τα πειράματα από ιδεατά, πραγματικά: ο John Clauser μαζί με έναν φοιτητή του, στο Berkeley, κατάφερε, το 1978, να στήσει μια πειραματική διάταξη αρκετά ευαίσθητη για να μετρήσει τη διαφορά. Η επιστημονική κοινότητα ήταν σκεπτική ως προς την αξία του πειράματος γιατί κανείς πια δεν πίστευε ότι η κβαντική θεωρία μπορεί να έχει τέτοιας τάξης ατέλεια, αλλά ο Bell, αυτοπροσώπως, τον ενθάρρυνε. Το πείραμα έδειξε παραβίαση της ανισότητας Bell: τα φωτόνια «συνεργάζονταν» στ' αλήθεια περισσότερο απ' ότι αν είχαν συγκεκριμένο σπιν πριν τη μέτρηση, ο μικρόκοσμος ήταν αναπόδραστα κβαντικός, τα φωτόνια βρίσκονται σε «κβαντική διεμπλοκή». Ο Clauser, που ήλπιζε να δικαιώσει τον Einstein, δήλωσε απογοητευμένος.
Το αποτέλεσμα αντιβαίνει τόσο στην ανθρώπινη διαίσθηση ώστε άρχισαν πολλοί να αναρωτιούνται μήπως υπήρχαν ατέλειες στο βασικό επιχείρημα. Λόγου χάρη, στα πειράματα του Clauser, οι άξονες μέτρησης ήταν τυχαίοι, αλλά σταθεροί κατά τη διάρκεια του πειράματος. Μήπως αυτό επηρεάζει την κατάσταση των φωτονίων με τρόπο που να δείχνουν διεμπλεκόμενα ενώ δεν είναι; Ο Alain Aspect σχεδίασε και εκτέλεσε μια σειρά από πειράματα αυξανόμενης ευαισθησίας το 1982, όπου οι άξονες μέτρησης αλλάζουν με τυχαίο τρόπο στα δισεκατομυριοστά του δευτερολέπτου που χρειάζεται το φως για να διασχίσει την απόσταση ανάμεσα στα δυο φωτόνια τη στιγμή της μέτρησης. Η ετυμηγορία ήταν αναπόφευκτα υπέρ της κβαντικής διεμπλοκής: δεν υπάρχει πια τρόπος τα δυο φωτόνια να επικοινωνήσουν μεταξύ τους, κι όμως συνεργάζονται.
Ο Alain Aspect περιγράφει την κβαντική διεμπλοκή και την κβαντική πληροφορία:
Μια άλλη πιθανή «τρύπα» στην πειραματική διάταξη θα μπορούσε να αφορά το ότι μόνο ένα μικρό κλάσμα ζευγών φωτονίων ανιχνεύονταν σε αυτή. Ο Anton Zeilinger, του πανεπιστημίου της Βιέννης, έστησε το 2015-17, μια σειρά πειραμάτων με υπερευαίσθητους ανιχνευτές φωτονίων, καταμετρώντας πάνω από το 65% των ζευγών. Επιπλέον, τροποποίησε τους άξονες μέτρησης με αυτόματα τυχαίο τρόπο, χρησιμοποιώντας για την τυχαιοποίηση, σε ένα από τα πειράματά του, το χρώμα του φωτός δύο μακρινών άστρων: αν κάποιου είδους κρυμμένη μεταβλητή καθορίζει το σπιν των φωτονίων με κάποιο παρανοϊκά περίπλοκο τρόπο που εξαρτάται από την προετοιμασία των συσκευών του πειράματος, σε αυτή τη διάταξη θα πρέπει να υποθέσουμε ότι αυτός ο παράξενος (μη κβαντικός) επικαθορισμός που θα έσωζε την εκδοχή του Einstein, συμπεριλαμβάνει το τι συνέβη κατά την εκπομπή του φωτός από τα συγκεκριμένα αστέρια πριν από 600 χρόνια. Η συντριπτική παραβίαση των ανισοτήτων του Bell φαίνεται να κλείνει την πόρτα και στις πιο ακραίες προσπάθειες εξορθολογισμού των αποτελεσμάτων: η κβαντική διεμπλοκή είναι πειραματικά επιβεβαιωμένη πραγματικότητα.
Γιατί όμως είναι τόσο σημαντική η πέραν πάσης αμφιβολίας επιβεβαίωση του φαινομένου της κβαντικής διεμπλοκής, 90 χρόνια σχεδόν μετά από μια διένεξη θεωρητικών φυσικών για το μικρόκοσμο; Τις τελευταίες δεκαετίες η δυνατότητα διεξαγωγής πειραμάτων στο επίπεδο των ατόμων έχει απογειωθεί, και μαζί της αυξάνονται οι προσδοκίες ότι θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την κβαντική συμπεριφορά, και συγκεκριμένα εδώ, τη διεμπλοκή, σε νέες τεχνολογικές εφαρμογές που, αναπόφευκτα, φέρουν τον όρο «κβαντικό» στον τίτλο τους. Οι εφαρμογές στους κβαντικούς υπολογιστές είναι ένα παράδειγμα: αντί για τα συνήθη δυαδικά μπιτ πληροφορίας που βρίσκονται στην καρδιά κάθε (κλασικού) αλγόριθμου, μπορούμε τώρα να φανταστούμε, και να πραγματοποιήσουμε, κβαντικούς αλγόριθμους όπου ο φορέας πληροφορίας είναι ένα quantum bit, ή qubit, που δεν παίρνει τιμές 0 ή 1, αλλά όλες τις τιμές από το μηδέν μέχρι το ένα, και όπου οι υπολογισμοί γίνονται θεωρώντας δεδομένη την κβαντική διεμπλοκή μεταξύ qubits.
Ο ιδιωτικός τομέας επενδύει με ζέση στις προσπάθειες αυτές, και φυσικά η πλουσιοπάροχη χρηματοδότηση της IBM, της Microsoft, της Google κλπ., είναι ευπρόσδεκτη. Ακόμα μεγαλύτερη επένδυση όμως κάνει η Κίνα, η οποία έχει πάρει πολύ σοβαρά το θέμα της ανάπτυξης κβαντικών υπολογιστών και μάλλον βρίσκεται στην πρωτοπορία, προς το παρόν.
Η κβαντική κρυπτογραφία είναι ένα άλλο πεδίο εφαρμογής, όπου η κβαντική διεμπλοκή εξασφαλίζει ότι το μήνυμα δεν μπορεί να υποκλαπεί. Η κβαντική τηλεμεταφορά, όπου η διεμπλοκή εφαρμόζεται για να αντιγραφεί η πληροφορία που φέρει ένα φωτόνιο από το ένα σημείο στο άλλο, μπορεί να μην είναι ακόμα στα επίπεδα του Star Trek, αλλά διερευνάται συστηματικά, από την ερευνητική ομάδα του Zeilinger μεταξύ άλλων.
Συνολικά, το ερευνητικό πεδίο της Κβαντικής Πληροφορίας, που περιλαμβάνει λιγότερο ή περισσότερο όλες αυτές τις εφαρμογές, βρίσκεται σε πλήρη ανάπτυξη και δείχνει να μπορεί να μετατραπεί σε ένα από τα πιο δυναμικά επιστημονικά πεδία του 21ου αιώνα, και με εντυπωσιακές εφαρμογές. Μένει να δούμε αν οι υψηλές αυτές προσδοκίες θα επαληθευθούν.
Διαβάστε:
Ηλιακή δραστηριότητα σε punk-rock έκδοση
Είναι καλό να θυμόμαστε ότι οι διαγαλαξιακές εικόνες που έρχονται από το James Webb μπορεί να είναι εντυπωσιακές, αλλά πολύ απέχουν απ’ το να είναι απευθείας φωτογραφίες. Η επεξεργασία δεδομένων είναι βέβαια απαραίτητη για το ευρύ (ή και λιγότερο ευρύ) κοινό. Εδώ, ας πούμε, μπορεί κανείς να δει ένα απολαυστικό (αν και μακροσκελές) βίντεο από την επιφάνεια του ήλιου, σε πολύ υψηλή ανάλυση, με επική μουσική υπόκρουση και αντίστοιχα δραματικό μοντάζ. Υπάρχει όμως και αυτό το πειραματικό βίντεο ηλιακής δραστηριότητας, που περιγράφεται δικαίως, από το Aeon, σαν «το πανκ-ροκ αντίδοτο στις γυαλιστερές εικόνες του James Webb», φτιαγμένο από εικόνες της πύλης ανοιχτών δεδομένων της ΝΑΣΑ, με ξεκάθαρη επιρροή πρώιμου David Lynch, για όσους από μας έχουν πιο κίνκυ γούστα, το οποίο είναι, σε κάθε περίπτωση, πλησιέστερα στις εικόνες που πραγματικά συλλέγονται από τα τηλεσκόπια.
Γέφυρες στον υπέροχο κόσμο των αφηρημένων μαθηματικών
Ιδού ένα, στο βαθμό του εφικτού, βατό εγχείρημα εκλαΐκευσης του προγράμματος Langlands, μιας προσπάθειας να γεφυρωθούν τα μέχρι τώρα ξένα μεταξύ τους πεδία της θεωρίας αριθμών και της αρμονικής ανάλυσης, που περνάει από το θεώρημα του Φερμά και καταλήγει στις ελλειπτικές καμπύλες. Σημειώνουμε ότι οι τελευταίες έχουν αρχίσει να κάνουν αισθητή την εμφάνισή τους και στον κόσμο της θεωρητικής φυσικής. Το βίντεο χαίρει, αν μη τι άλλο, εξαιρετικών γραφικών, σε σημείο που αρκετοί σχολιαστές στο youtube ζητούν την αύξηση του μισθού του εμπλεκόμενου γραφίστα.
Ευάλωτα και ατελή συστήματα τεχνητής νοημοσύνης
Ο Cory Doctorow παρουσιάζει εδώ μια σειρά από έρευνες γύρω από τους ποικίλους τρόπους με τους οποίους μπορεί κανείς από το να αλλοιώσει μέχρι και να κατευθύνει τη λειτουργία αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης, ενάντια στις προθέσεις των σχεδιαστών τους και με μη ανιχνεύσιμο τρόπο. Μια απ’ αυτές, με την υπογραφή ομάδων από Cambridge, Oxford, και Imperial, επισημαίνει το πόσο ευάλωτοι είναι αυτοί οι αλγόριθμοι στο ενδεχόμενο ο compiler ο ίδιος (!) (το πρόγραμμα που μετατρέπει τον κώδικα σε εκτελέσιμο αρχείο) να έχει αλλοιωθεί. Κάτι τέτοιο θα επέτρεπε στον κακόβουλο ιδιοκτήτη του τη δυνατότητα να ελέγχει πλήρως την απόκριση ενός νευρωνικού δικτύου, με τρόπο εντελώς ανεπαίσθητο και οριστικά μη ανιχνεύσιμο. Ένας από τους συγγραφείς, ο Ross Anderson, γράφει:
«Το συμπέρασμα είναι ότι για να είναι αξιόπιστο ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης, χρειάζεται να διασφαλίσεις την ακεραιότητα ολόκληρης της αλυσίδας: το ίδιο το μοντέλο, τα προγράμματα που το κωδικοποιούν, τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται κατά την εκπαίδευση, τη σειρά με την οποία τα δεδομένα ομαδοποιούνται και παρουσιάζονται στο μοντέλο - με λίγα λόγια, τα πάντα.»
Σε άλλα νέα, στις 5 Οκτωβρίου, το Nature δημοσίευσε τα αποτελέσματα ενός μακροχρόνιου πρότζεκτ με επίκεντρο έναν αλγόριθμο που ανακαλύπτει καινούργιους αλγόριθμους στα μαθηματικά. Συγκεκριμένα ο αλγόριθμος AlphaTensor, που βασίζεται σε μια τεχνική μηχανικής μάθησης «βαθειάς ενίσχυσης», τέκνο της ομάδας DeepMind που χρηματοδοτείται από τη Google, ανακάλυψε έναν ταχύτερο αλγόριθμο για τον πολλαπλασιασμό πινάκων μεγάλων διαστάσεων, πρόβλημα που είναι κεντρικής σημασίας στην επιστήμη υπολογιστών. Η επιτυχία του χαιρετίστηκε ως το πρώτο βήμα μιας πορείας που οδηγεί στην πρόωρη συνταξιοδότηση των μαθηματικών του κλάδου των αλγορίθμων. Δύο απ’ αυτούς, οι Kauers και Moosbauer από το Linz της Αυστρίας, απάντησαν στις 13 Οκτωβρίου, με μια δημοσίευση που βελτιώνει τον αλγόριθμο που βρήκε ο αλγόριθμος. Ελαφρώς, αλλά τον βελτιώνει, και δείχνει να τους πήρε μόνο 8 μέρες δουλειάς, ενώ οι σχεδιαστές του αλγόριθμου που βρίσκει αλγόριθμους, τον οποίο με σκωπτική διάθεση αποκαλούν αλγόριθμο FBHHRBNRSSSHK από τα αρχικά των πολλών συμμετεχόντων στο αρχικό άρθρο, δαπάνησαν μήνες για να πετύχουν ελαφρώς χειρότερο αποτέλεσμα. Η πρόωρη συνταξιοδότηση μπορεί να περιμένει.
Η Ανατολική Μεσόγειος θερμαίνεται και εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα
Δεν είναι η ιδέα σας: η θάλασσα στα μέρη μας γίνεται όλο και θερμότερη. Και αυτό φυσικά έχει συνέπειες για την πανίδα και τη χλωρίδα της, αλλά και για τις κλιματολογικές της αναδράσεις. Άλλωστε η περιοχή της Μεσογείου θερμαίνεται 20% ταχύτερα από ότι θερμαίνεται κατά μέσο όρο ο πλανήτης μας.
Μαθαίνουμε όμως πλέον πως η Ανατολική -ειδικά- Μεσόγειος, έχει τόσο θερμανθεί που εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα, αντί να το απορροφά και σχηματίζονται έτσι ανθρακικές ενώσεις που κατακρατούν το CO2 και μετά το αποδεσμεύουν στην ατμόσφαιρα. Το υπερκορεσμένο από διοξείδιο του άνθρακα νερό της θάλασσας σχηματίζει κρυστάλλους αραγωνίτη αυθόρμητα - πιθανότητα γύρω από πυρήνες μικροπλαστικών, καθώς η Μεσόγειος είναι και μια από τις πλέον μολυσμένες από μικροπλαστικά θάλασσες του πλανήτη μας.