Найти тему
В объективе времени

Всплеск революций и wavelet

https://unsplash.com/photos/voM1Z9cGPCU
https://unsplash.com/photos/voM1Z9cGPCU

Середина 80-х годов уходящего столетия была богата революционными событиями в самых различных сферах человеческой деятельности.

Но нас прежде всего интересуют фундаментальные естественнонаучные открытия, приведшие к новым парадигмам в физике, химии, математике и других областях.

Так, в 1984 году при очень быстром охлаждении некоторых сплавов было обнаружено новое состояние вещества - квазикристаллы.

Это открытие оказалось настолько неожиданным, что пришлось пересмотреть само формальное определение кристалла.

В общем смысле, кристаллом называется теперь такое тело, для которого дифракционная картина, образующаяся в результате облучения этого тела пучком каких-либо лучей одной длины волны, содержит острые пики (яркие дискретные точки).

Другими словами, необходимо, чтобы существовал дальний порядок в расположении атомов, приводящий к интерференции отраженных плоских волн.

Физикам было удивительно, что такая интерференция не требует трансляционной инвариантности (периодичности) решетки, характеризующей кристаллы (в том числе и жидкие кристаллы) в старом понимании этого термина.

И все-таки удобно называть кристаллами только периодические структуры, когда тело построено из повторяющихся ячеек атомов, а все остальные - квазикристаллами.

В том же 1984 году была построена основополагающая теория широкого класса самоподобных систем - двумерная конформная теория поля, а также произошла "первая суперструнная революция" в теории великого объединения.

К первым гребням всплеска событий середины 80-х относятся и квантовый (целочисленный и дробный) эффект Холла, давший новый стандарт для определения электромагнитной константы взаимодействия, признание концепции фрактальности и мультифрактальности мира "по Мандельброту" и многое другое.

В 1985 году была открыта новая форма углерода, получившая название фуллерен в честь американского архитектора Ричарда Бакминстера Фуллера.

В это трудно поверить, но тот факт, что помимо известных всем графита и алмаза существует еще одна стабильная молекулярная форма основного элемента органического мира, действительно был установлен всего около двадцати пяти лет назад!

Очевидно, что сама формула этого соединения С60, в которой число 60 определяет количество атомов в молекуле, имеющей форму футбольного мяча, оказалась неожиданной для экспериментаторов.

Хотя в микроскопическом количестве это вещество присутствует даже в саже, его открыли случайно, при экспериментальной проверке в лабораторных условиях одной астрофизической гипотезы.

Специальных экспериментов по поиску именно этого соединения не проводилось, так как на теоретические предсказания стабильности такой системы, существовавшие ранее, должного внимания не обратили.

Более того, в фуллерены поверили только через пять лет - после синтеза их кристаллической формы, фуллерита. Нобелевская премия за первоначальное открытие была присуждена только в 1997 году.

Примерно в то же время были написаны основополагающие работы Д. Детча и Р. Фейнмана по квантовым компьютерам, на основе которых П. Шор придумал в 1993 году полиномиальный по времени алгоритм факторизации целых чисел.

В 1986 году была открыта высокотемпературная сверхпроводимость, когда поиск веществ с такими свойствами скептики уже начали иронично сравнивать с постройкой вечного двигателя.

Полная теория этого явления не создана до сих пор (слишком сложны вещества, обладающие высокотемпературной сверхпроводимостью), и эта проблема является одной из основных в современной физике твердого тела.

Например, высокотемпературными сверхпроводниками оказались и подоспевшие фуллерены, содержащие атомы некоторых элементов внутри "футбольного мяча".

https://unsplash.com/photos/H9t723yPjYI
https://unsplash.com/photos/H9t723yPjYI

А причем здесь wavelet - спросите вы?

Ну, конечно же, качественный скачок в развитии их теории, приведший к революции в теории и практике обработки сигналов, тоже пришелся на середину 80-х годов!

Но это уже математика, точнее, смесь чистой математики, инженерных разработок, геофизики и квантовой механики.

Вейвлеты, всплески или волнолеты?

Английский термин "wavelet" соответствует французскому "ondelette" и означает маленькую волну.

В русскоязычной литературе нет устоявшегося общепринятого аналога этого термина, а простейшие переводы, такие как "волнушка" или "волночка", звучат совершенно ненаучно.

Поэтому, благодаря современным тенденциям использования прямой транскрипции и транслитерации английских слов, можно встретить как "вейвлет", так и "вэйвлет".

В прошлом веке говорили бы что-то вроде "онделетт" - ввиду превалирования французского языка. Это звучит лучше, и в знак признательности франкоязычным ученым, внесшим основной вклад в современную теорию этих объектов, было бы адекватно говорить "онделетт" на всех языках.

В русской математической литературе такой перевод тоже использовался, но наиболее популярным является термин "всплеск", предложенный К. Осколковым. Произнести четыре согласные подряд тоже непросто, но это уже "родные" трудности.

Есть свой этимологический аналог этого слова. Необходимо перевести корневое слово "волна" (присутствующее как в английском, так и во французском терминах) и добавить характерное общее уменьшительное окончание "лет", чтобы получить очень легко произносимое "волнолет".

Неожиданно русский язык приходит на помощь, так как, заменяя это искусственное образование на архаично звучащее, но исконно русское "волнолет", мы вплотную приближаемся к сути взятого объекта: wavelets во многом и есть летающие всплески волн.

Это слово ближе по духу ряду экзотических научных имен, введенных русскими исследователями ("пангеометрия" Лобачевского, "грозоотметчик" Попова, "эка-бор" Менделеева и др.). Этот перевод весьма удачен ввиду его краткости, хотя и не отражает полностью характер движения волн.