Компьютерная химия или математическая химия — сравнительно молодая область химии, основанная на применении компьютерных методов и дискретной математики, прежде всего, теории графов и комбинаторики, к химическим задачам фундаментального и прикладного характера. Исходя из общего определения химии как науки о веществах и превращениях их в друг друга, можно сказать, что вещества (молекулы) моделируются в компьютерной химии молекулярными графами, а превращения веществ (химические реакции) — формальными операциями с графами. Такой подход в ряде случаев заметно упрощает алгоритмизацию химических задач, сводя их к типовым задачам комбинаторики и дискретной математики и позволяет искать решения с помощью компьютерных программ. При этом наряду со специальными программами в компьютерной химии могут применяться и универсальные программы: для работы с таблицами, математические программы (например, Maple или Mathematica) и т. д.
Архив рубрики: Инновации
Есть ли будущее у транспортных проектов Илона Маска: взгляд пессимиста
В Кремниевой долине не счесть идей касательно транспорта. В их видении будущего все мы ловим автономные средства передвижения для поездок на небольшие расстояния – или нас вообще загоняют в подземную сеть туннелей, которые, якобы, доставят нас на место назначения быстрее – а для междугородних путешествий мы пересаживаемся в кабинки, расположенные в вакуумных трубах, выстреливающих нас по направлению к цели путешествия со скоростью 1220 км/ч. Однако все эти фантазии богатых директоров технокомпаний только этим и остаются – фантазиями. Ни одна из этих технологий не реализуется так, как они обещают – если вообще реализуется. На самом деле технологии для преобразования наших транспортных сетей уже существуют, но американцы застряли в устаревшей системе, зависящей от автомобилей, и им отказывают в современных технологиях – не говоря уже о будущих – политики, сидящие на прикорме у лобби энергетических компаний, пристрастившиеся к вредной идеологии «свободного рынка».
Нейросеть PredNet продемонстрировала способность предсказывать ситуации по собранным сенсорным данным
В 2020 году в журнале Nature Machine Intelligence Уильям Лоттер и его коллеги сообщили, что новая нейросеть PredNet демонстрирует удивительное поведение, наблюдаемое в мозге обезьян в ответ на неожиданные стимулы, включая те, которые трудно воспроизвести в простых сетях прямого распространения. В основе PredNet лежит теория о том, что мозг не только обрабатывает данные, но и прогнозирует их, чтобы экономить энергию. Делимся подробностями и ссылкой на код PredNet, пока у нас начинается флагманский курс Data Science. Когда нам представляют неоднозначное изображение, наше восприятие может зависеть от контекста. Некоторые неврологи считают это свидетельством того, что мозг собирает свои представления сверху вниз, используя предсказания о том, чего он ожидает. Как же наш мозг создаёт восприятие из ощущений? Это давняя загадка. Обилие доказательств и десятилетия непрерывных исследований показывают: чтобы воспринимать окружающую обстановку, мозг не может просто собирать сенсорную информацию, как пазл.
Как работают полупроводниковые лазерные излучатели видимого и ИК спектра: кратко о главном
Радиолюбители часто пытаются с той или иной степенью успешности использовать в своих конструкциях полупроводниковые лазерные излучатели видимого и ИК спектра. Лазерный диод внешне кажется довольно простым полупроводниковым прибором. Ему не нужно ни высоких напряжений, ни колоссальных токов. Он на первый взгляд похож на светодиод: пропустил через него ток — получил на выходе излучение. Тем не менее, в использовании полупроводниковых лазеров кроется некоторое количество подводных камней, игнорирование которых ведет прежде всего к снижению их надежности, к быстрой деградации выходной мощности и качества пучка, а нередко и к мгновенному выходу из строя еще до первого включения. В этой статье я хотел бы обратить на эти подводные камни внимание. Лазерный диод – это почти светодиод. Структура лазерного диода напоминает обычный светодиод, и в сущности им же и является. Двойная гетероструктура, гетероструктура с квантовыми ямами и квантовыми точками — все эти типы светоизлучающих полупроводниковых структур применяются и в современных высокоэффективных светодиодах.
Научные инновации: применим ли третий закон Ньютона к фазовым переходам в невзаимных системах
Учёные выяснили, что в невзаимных системах, где третий закон Ньютона не выполняется, фазовыми переходами вещества управляют сингулярности — точки, в которых две характеристики системы сливаются, становясь неразличимыми математически. Открытие может привести к появлению нового математического аппарата. Третий закон Ньютона гласит: Действию всегда есть равное противоположное противодействие. 400 лет этот закон объясняет, почему мы не проваливаемся сквозь пол (пол тоже давит на нас) и почему, гребя вёслами, мы заставляем лодку скользить по воде. В равновесной системе энергия не входит и не выходит. Такое равновесие — это правило. Математически элегантно эти системы описываются статистической механикой — разделом физики, изучающим поведение совокупностей объектов. Это позволяет учёным моделировать условия, ведущие к фазовым переходам вещества, когда из одного состояния оно переходит в другое, например при замерзании воды.
Что Вы знаете об искусственных нейронных сетях и механизме синаптических весов: кратко о главном
Этой статьей начинается серия статей, рассказывающих просто и доступно о нейронных сетях и искусственном интеллекте. Автоматические методы быстрого обучения современных искусственных нейронных сетей совершенствуются постоянно. Уже сейчас автоматизм достиг такого уровня, что начальные значения весов можно задавать любые. Действительно, теперь компьютерная программа будет постепенно корректировать веса в сторону уменьшения ошибки, и откуда начинать – не так уж и важно. Чем дальше начальная совокупность от решения, тем больше времени пройдет, вот и вся разница. Все близко к тому, что нажал кнопку, пошел в бассейн, пришел – сеть обучена. Если сеть посерьезнее, то нажал кнопку, уехал в отпуск, приехал через две недели – сеть обучена. Перед нажатием кнопки нужно только архитектуру задать. Хотя программы могут уже сами корректировать архитектуру сети, все более и более автоматизируясь.
