Цитата. “Проблему построения современного определения обычно обходят, определяя энтропию через её традиционные свойства. Типичное и вполне удачное определение такого рода звучит так: “мера недоступности тепловой энергии системы для превращения во внешнюю работу; мера деградации или дезорганизации Вселенной”. Однако специалист потребовал бы определения, применимого к изолированной системе с более или менее заданной энергией и числом частиц. Поскольку энтропия на самом деле не является классической величиной, в определение необходимо включить квантовую механику.

Ландау и Лифшиц формулируют это очень точно: “Лишь понятие числа дискретных квантовых состояний, которое неизбежно связано с ненулевой квантовой постоянной, позволяет определить безразмерный статистический вес и тем самым дать однозначное определение энтропии”.

Достаточно определить энтропию как логарифм числа квантовых состояний, доступных системе. Эта формулировка в основном известна по устной традиции, вероятно, начиная с лекций Толмена и Оппенгеймера, но она встречается и в отдельных учебниках. Величина, определённая таким образом, обладает всеми необходимыми свойствами.

Подсчёт состояний большой системы в ещё не вполне заданном энергетическом интервале может быть пугающим занятием, но на практике нам редко приходится вычислять энтропию непосредственно из определения. Обычно мы идём от температуры и химического потенциала, которые являются производными энтропии по энергии и числу частиц, к распределениям Гиббса или Больцмана, из которых энтропия затем легко вычисляется.” (с) Чарльз Киттель, “How to define entropy”, 1989 г.

Что думаете?

#наука #цитата

Статья. В 1896 году в французском журнале Comptes-rendus de l'Académie des sciences (”Труды Академии наук”) выходит две короткие заметки Антуана Анри Беккереля, озаглавленные (почти идентично) “Sur les radiations émises par phosphorescence” (”О радиациях, испускаемых фосфоресцирующими телами”). В них Беккерель докладывает о результатах самых обычных для того времени экспериментов с фосфоресценцией — вторичным излучением веществами фотонов после воздействия света. Беккерель брал соли урана, известные яркой фосфоресценцией, облучал их солнечным светом и фиксировал вторичное излучение на фотопластинку. В первой заметке он пытался выяснить, а не излучает ли вещество кроме света еще что-нибудь, например, рентгеновские лучи, открытые за пару лет до этого, и действительно обнаружил излучение, проникающее через непрозрачный для света экран. А вот во второй заметке он докладывает нечто на самом деле странное:

“Особо я хочу подчеркнуть следующий факт, который представляется мне весьма важным и выходящим за рамки явлений, которые можно было ожидать: те же самые кристаллические пластинки, помещённые напротив фотографических пластинок при тех же условиях и за теми же экранами, но в отсутствие возбуждения падающим излучением и находясь в темноте, всё же продолжают давать те же фотографические отпечатки.

Вот каким образом я пришёл к этому наблюдению. Некоторые из предыдущих опытов были подготовлены в среду 26 и четверг 27 февраля, и поскольку в эти дни солнце появлялось лишь периодически, я оставил все опыты в подготовленном виде и убрал кассеты в темноту, в ящик мебели, оставив на месте пластинки соли урана. Поскольку в последующие дни солнце больше не появлялось, я проявил фотографические пластинки 1 марта, ожидая обнаружить очень слабые изображения. Однако силуэты проявились, напротив, с большой интенсивностью. Я сразу подумал, что действие должно было продолжаться в темноте, и поставил следующий опыт.

На дно непрозрачной картонной коробки я поместил фотографическую пластинку, затем на чувствительную сторону положил выпуклую пластинку соли урана, которая касалась желатино-бромистого слоя лишь в нескольких точках; рядом, на той же пластинке, я разместил другую пластинку той же соли, отделённую от поверхности желатино-бромистого слоя тонкой стеклянной пластинкой. Эта операция была выполнена в тёмной комнате; затем коробка была закрыта, помещена в другую картонную коробку и убрана в ящик.

Я проделал то же самое с кассетой, закрытой алюминиевой пластиной, внутри которой находилась фотографическая пластинка, а снаружи — пластинка соли урана. Всё было помещено в непрозрачную картонную коробку и убрано в ящик. По истечении пяти часов я проявил пластинки, и силуэты кристаллических пластинок появились в чёрном цвете, как в предыдущих опытах, словно они были приведены в фосфоресцирующее состояние светом.” (с) Антуан Анри Беккерель

Сам Беккерель предлагает такое объяснение этого явления: “Гипотеза, которая довольно естественно приходит на ум, состояла бы в том, чтобы предположить, что это излучение, эффекты которого имеют большое сходство с эффектами излучений, изученных гг. Ленардом и Рентгеном, является невидимым излучением, испускаемым при фосфоресценции, и что их продолжительность существования бесконечно больше, чем продолжительность светового излучения, испускаемого этими телами. Однако настоящие опыты, не противореча этой гипотезе, не дают оснований для её формулирования. Опыты, которые я продолжаю в настоящее время, надеюсь, смогут пролить некоторый свет на этот новый порядок явлений.” (с) Антуан Анри Беккерель

Еще несколько лет активной экспериментальной работы понадобится, чтобы выяснить, что источником этого излучения служит превращение одних атомов вещества в другие, то, что мы сегодня называем радиоактивностью.

Что думаете?

#наука #статья

Новости науки. Медузы примечательны не только тем, что похожи на арбузы, но и тем, что спят практически как люди!

На первый взгляд, удивительно, ведь у них почти нет нервной системы, а ранее считалось, что сон это поведение, характерное для относительно сложных мозгов. Тем не менее, ещё в 2017 году выяснилось, что состояния, напоминающие сон, испытывают и относительно простые живые существа, в частности, медузы.

Теперь ученые из Университета имени Бар-Илана в Израиле подробнее изучили паттерны сна медуз вида Cassiopea andromeda, а также морских анемон Nematostella vectensis. Они создали в аквариуме искусственную смену дня и ночи — 12 часов облучали аквариум светом и на 12 часов его гасили — и использовали инфракрасные камеры, чтобы наблюдать за поведением животных. В ночное время, в течение примерно шести часов, медузы пульсировали в пять раз реже, чем днем, что соотносится с состоянием сна. Также ученые рандомно создавали медузам разные тревожащие факторы, например, вспышки света, и замеряли, как быстро они отреагируют — в периоды сна реакция замедлялась на 20 секунд. Интересно, что анемоны, наоборот, спали днем и ураганили ночью. Более того, если медузы плохо поспали одну ночь, то следующей им требовалось больше времени для отдыха.

Затем у ученых возник вопрос, повлияет ли на медуз мелатонин, ответственный за циркадные ритмы у человека и других спящих животных. Оказалось, что да — добавление мелатонина в аквариум усыпляло животных даже в то время суток, в которое они обычно не спали.

Ранее другая группа исследователей также показала, что сон у человека, мышей и мух связан с уровнем повреждений ДНК в нейронах (якобы, когда нейроны бодрствуют, активно стреляя ионами направо и налево, их ДНК быстрее повреждается). Ученые попробовали индуцировать подобные повреждения в медузах с помощью ультрафиолетового облучения и химикатов и действительно, следующей ночью атакованные особи спали на 30% дольше.

Таким образом, исследователи делают вывод, что сон мог возникнуть на самых ранних этапах эволюции нервных систем, и нужен, чтобы чинить ДНК активно изнашивающихся клеток.

Исследование опубликовано в Nature Communications 6 января 2026 года.

Что думаете?

#наука #news

Видео. Таймлапс работы 30-метровго радиотелескопа IRAM (Institute for Radio Astronomy in the Millimeter Range), установленного в горном массиве Сьерра-Невада на юге Испании на высоте 2850 метров. Телескоп является частью Телескопа горизонта событий, массива радиотелескопов, разбросанных по всей Земле, подаривших нам уже несколько изображений сверхмассивных черных дыр. 30-метровая антенна принимает радиосигналы в миллиметровом диапазоне, излучаемые, например, облаками монооксида углерода, являющегося одним из основных маркеров для радиоастрономов и играющего большую роль в космической химии.

Что думаете?

#наука #видео

Новости науки. О том, как японские ученые исследуют одуванчики-мутанты.

Мы все просто пытаемся выжить (ну и размножиться, по возможности), и одуванчики не исключение. Японские ученые выяснили, что одуванчики, произрастающие в городской черте, имеют примерно в два раза более маленькие парашютики (в простонародии — паппусы), чем их полевые собратья. Для этого были изучены различные популяции цветов — одна с ухоженных и относительно небольших газончиков центра Нагои (четвертого по величине города страны) и их деревенские коллеги с обширных полей около окраинного района Оказаки. Зачем городским одуванчикам маленькие парашютики, понятно — запускать семена вдаль, где они скорее всего приземлятся на шоссе или чей-нибудь дом, не имеет смысла. Поэтому цветок выработал такую адаптацию в целях сохранения энергии. Тем не менее, отмечают исследователи, в долгосрочной перспективе им от этого жить лучше не станет, ведь небольшой радиус разлета семян приведёт к близкородственному скрещиванию, что грозит коллапсом всей популяции. Вот такая вот эволюция в действии.

Статья опубликована в Biology Letters 14 января 2026 года.

Что думаете?

#наука #news

Изображение. Китайский 60-сантиметровый терагерцовый телескоп-прототип ATE-60 (Antartic Terraherz Explorer) на ледниковом плато Плато Аргуса в Антарктиде.

Мы (человечество) освоили практически весь электромагнитный спектр для астрономических наблюдений. Просадка наблюдается лишь в нескольких спектральных диапазонах, в частности, в террагерцовом (между инфракрасными и микроволнами), потому что его частоты хорошо поглощаются водяным паром, повсеместно присутствующим в атмосфере. Но уже больше двадцати лет китайцы вынашивают планы, чтобы занять эту перспективную нишу, ведь террагерцовое излучение хорошо проникает через космические газовые облака, в то же время неся полезную информацию о химическом составе вселенной. Чтобы воплотить эти планы в жизнь, они облюбовали самое сухое место на планете — Плато Аргуса в Антарктиде с высшей точкой в 4087 метра. Именно там разместили небольшой телескоп-прототип ATE-60, призванный показать, возможны ли вообще наблюдения в этом диапазоне. О том, что доставка телескопа в такую даль была сопряжена с большими сложностями, можно не говорить. Собственно, поэтому пока и ограничились небольшим портативным устройством. И оно работает! — 7 января 2026 года в Science Advances уже опубликовали статью, описывающую первые результаты террагерцовых наблюдений углерода в межзвездных облаках. Теперь, надо полагать, задумаются над постройкой более крупной антарктической обсерватории. Так что беднягам-астрономам придется ездить в самый центр Антарктиды в командировки.

Что думаете?

#наука #scimage