Page Not Found - Forum Akademickie

Błąd 404 - Strona o podanym adresie nie istnieje





Wspó³czesne wêz³y internetowe pracuj± o wiele szybciej ni¿ jeszcze kilka lat temu, ale ka¿da mo¿liwo¶æ przyspieszenia ich przepustowo¶ci to walka z czasem w przesyle informacji oraz mo¿liwo¶æ zarobienia wiêkszych pieniêdzy.

NAUKA XXI WIEKU

Artur Wolski

Bez w±tpienia nowy wiek jasno okre¶la kierunki rozwoju nauki, które maj± zapewniæ cz³owiekowi ¿ycie w wiêkszym komforcie, z szybkim dostêpem, i to za mniejsze pieni±dze, do wszystkich nowo¶ci technicznych, ale te¿ z my¶l± o szacunku do planety, na której ¿yjemy. A jak± wyka¿emy siê kultur± konsumpcji, poka¿e czas i oceni historia.

Dzi¶ ka¿dy siê spieszy. Chcemy szybko siê przenosiæ na drugi koniec ¶wiata i prawie natychmiast oczekujemy te¿ informacji o wydarzeniach rozgrywaj±cych siê setki kilometrów od nas. Biznes i polityka ¿±daj± od nauki rozwi±zañ, które poradz± sobie z du¿ym przep³ywem ci±gle rosn±cych przekazów. Pomys³ów na rozwi±zanie tego problemu jest wiele. Jednym z nich, nagrodzonym przez Fundacjê na rzecz Nauki Polskiej, jest opracowanie prof. Andrzeja Jajszczyka z krakowskiej Akademii Górniczo−Hutniczej.

Teoria wêz³ów

Zaszczytne wyró¿nienie, nazywane polskim Noblem, profesor otrzyma³ za badania w zakresie teorii wêz³ów szybkich sieci telekomunikacyjnych, stanowi±cych podstawê budowy Internetu nowej generacji. I tu dochodzimy do sedna sprawy, bowiem to w³a¶nie Internet, uznany za cud XX wieku, stanowi swoist± sieæ szybkich dróg informacyjnych krzy¿uj±cych siê ze sob±. Gdyby porównaæ je do autostrad, dróg szybkiego ruchu czy sieci lokalnych po³±czeñ wraz z samochodami, to dostaniemy mapê pokryt± bardzo gêst± siatk±. W nat³oku aut wa¿ne jest: opanowanie p³ynno¶ci ruchu, roz³adowywanie tworz±cych siê korków, bezkolizyjne usuwanie zaistnia³ych awarii, jak równie¿ najlepsze wykorzystanie sieci, po której odbywa siê ruch. Podobnie jest w Internecie.

Specjali¶ci od ruchu drogowego od lat ³ami± sobie g³owy nad opracowaniem bezkolizyjnych skrzy¿owañ zwiêkszaj±cych przepustowo¶æ i bezpieczeñstwo. W informatyce jest tak samo. Opracowania prof. Jajszczyka przypominaj± tworzenie okre¶lonych pakietów kierowanych ¶wiat³owodami do specjalnych wêz³ów internetowych umiej±cych radziæ sobie z roz³adowaniem „¶cisku” informacyjnego. Tam znajduj± siê specjalne systemy zabezpieczaj±ce, które wiedz±, jak zmniejszyæ t³ok nagromadzonej informacji i jak przekierowaæ go przez wêze³ na inn± ¶cie¿kê. Zabieg ten musi byæ dokonany w czasie mniejszym ni¿ 50 milisekund (przypomnijmy – jedna milisekunda to tylko jedna tysiêczna sekundy). Je¶li zator nie zostanie usuniêty w tym czasie, dochodzi do blokady, a my, pracuj±c np. przy komputerze, nie mo¿emy otworzyæ potrzebnej nam strony czy przes³aæ istotnej informacji.

O istocie problemu niech ¶wiadczy fakt, ¿e na sterowaniu elektronicznym oparty jest dzi¶ ca³y ¶wiat. Sterowanie komunikacj± powietrzn± i kolejow±, systemami energetycznymi czy bezpieczeñstwem kraju opiera siê na sprawnym dzia³aniu przesy³u informacji. Wspó³czesne wêz³y internetowe pracuj± o wiele szybciej ni¿ jeszcze kilka lat temu, ale ka¿da mo¿liwo¶æ przyspieszenia ich przepustowo¶ci to walka z czasem w przesyle informacji oraz mo¿liwo¶æ zarobienia wiêkszych pieniêdzy. St±d tak wielkie oczekiwania wobec wybitnych pracowni informatycznych i ogromne wyzwania stoj±ce przed naukowcami.

Dlatego te¿ prof. Jajszczyk konstruuje uk³ady elektroniczne, które coraz wydajniej podnosz± przepustowo¶æ sieci i zwiêkszaj± jej niezawodno¶æ. Na swoim koncie profesor ma ju¿ 19 patentów dotycz±cych struktur komutacyjnych, m.in. w USA, Francji, Niemczech i Wielkiej Brytanii. G³ównym pytaniem jest, jak bezpiecznie ³±czyæ i przy³±czaæ do struktur wêz³a coraz to nowe drogi przekazu, tym bardziej ¿e przekazujemy ju¿ nie tylko tekst, ale obraz czy g³os i dlatego konieczna jest szybka rozbudowa Internetu. Takie okre¶lenia, jak pola czy algorytm Jajszczyka, wpisa³y siê w codzienn± praktykê informatyczn±, okre¶laj± one bowiem, jak zbudowaæ wielkie wêz³y internetowe i jak przez te pola przeprowadzaæ informacje, aby nic siê nie zablokowa³o. Sztuk± te¿ jest opracowanie skomplikowanego systemu zarz±dzania tak± sieci±.

Id±c dalej mo¿na siê zastanowiæ, jakie jeszcze zastosowania znajdziemy dla tak doskona³ego narzêdzia, jak Internet? Tu z pomoc± przychodzi fizyka, która daje odpowied¼ na pytania dotycz±ce zagwarantowania bezpieczeñstwa przesy³anych informacji, a w szczególno¶ci tych utajnionych czy kodowanych.

Fundacja na rzecz Nauki Polskiej uhonorowa³a w tym roku prof. Ryszarda Horodeckiego, fizyka z Uniwersytetu Gdañskiego, za wk³ad w stworzenie podstaw informatyki kwantowej, a w szczególno¶ci za wypracowanie podstaw praktycznej detekcji kwantowego spl±tania i odkrycie spl±tania zwi±zanego – „czarnych dziur” w kwantowej teorii informacji.

spl±tanie kwantowe

Uznaje siê, ¿e fizyka kwantowa jest jednym z fenomenów wspó³czesnej fizyki. Jej zrozumienie wymaga nie lada wysi³ku i wiedzy. Definicja zwiê¼le okre¶la zakres zagadnienia: to dziedzina le¿±ca na pograniczu informatyki i mechaniki kwantowej, zajmuj±ca siê wykorzystaniem mo¿liwo¶ci uk³adów kwantowych do przesy³ania i obróbki informacji kwantowej. Podstawow± jednostk± obliczeniow± wykorzystywan± w informatyce kwantowej jest kubit. Obliczenia kwantowe opisywane s± za pomoc± bramek kwantowych. W naturze istniej± zapisy kwantowe i ca³e ksiêgi kwantowe. Wiemy te¿, ¿e kwantu nie da siê skopiowaæ, co gwarantuje, ¿e i informatyka kwantowa pozostaje polem nie do skopiowania. Ale to tylko jedna z twarzy kryptografii kwantowej.

Prawdziwa przygoda z fizyk± zaczyna siê w obszarze tzw. spl±tania kwantowego. Zjawisko to, którym zajmuje siê prof. Horodecki, dotyczy najmniejszych cz±stek materii i najmniejszych porcji energii. Dla ich opisu stworzono mechanikê kwantow±. Wchodzimy tu w obszar, który ³amie dotychczasowy porz±dek ¶wiata. Bo jak zrozumieæ zachowanie dwóch oddzielonych od siebie obiektów, które wchodz± w natychmiastowy kontakt miêdzy sob±, mimo ¿e odleg³o¶æ miêdzy nimi jest ogromna. Mog³oby siê wydawaæ, ¿e cz±stki te s± daleko od siebie, ¿e siê nie widz±, a wiêc i korelacje miêdzy nimi s± ¿adne. Prawda jest jednak inna – widz± siê i oddzia³uj± na siebie. Na dodatek cz±stki kwantowo spl±tane nie potrzebuj± czasu na przekazanie sobie informacji. Ten tajemniczy stan dwóch lub wiêcej cz±stek okre¶lamy w³a¶nie mianem spl±tania.

Dlaczego tak jest? Na to pytanie odpowied¼ jest niezwykle trudna, a nawet na dzisiejszym poziomie nauki niemo¿liwa.

Okazuje siê, ¿e wiedza o kwantowym spl±taniu znajduje praktyczne wykorzystanie. Mo¿na z niej zbudowaæ klucz do szyfrów strzeg±cych bezpieczeñstwa przesy³anych informacji. Wystarczy tylko tak zbudowaæ przekaz, aby na jego pocz±tku i koñcu znalaz³y siê spl±tane kwantowo cz±stki. Ka¿da próba w³amania siê do zakodowanej informacji skutkuje wtedy zniszczeniem zakodowanej tre¶ci. Zniszczone zostaje bowiem ³±cz±ce je spl±tanie, a to powoduje natychmiastowe powiadomienie nadawcy i odbiorcy przesy³anych tre¶ci o istniej±cym zagro¿eniu. Laureat tegorocznej Nagrody FNP nale¿y do w±skiego grona ¶wiatowych fizyków i informatyków, którzy stworzyli i obecnie rozwijaj± teoretyczne podstawy nowej dziedziny wiedzy, jak± jest informatyka kwantowa. £±czy ona wyzwania teoretyczne i koncepcyjne z fizyki, matematyki i informatyki.

Prof. Horodecki, wraz z synami Paw³em, Micha³em i Karolem, a tak¿e we wspó³pracy z prof. Robertem Alickim i prof. Markiem ¯ukowskim, stworzy³ w Gdañsku o¶rodek informatyki kwantowej, który sta³ siê ¶wiatowym centrum badañ w tej dziedzinie. Imponuj±cy dorobek szko³y prof. Horodeckiego podsumowuje monumentalna praca Quantum entanglement, któr± drukuje najbardziej presti¿owe czasopismo podsumowuj±ce dokonania fizyki – „Reviews of Modern Physics”.

li¶cie i ekologia

W¶ród tegorocznych laureatów Nagrody FNP znalaz³ siê te¿ przedstawiciel nauk biologicznych, prof. Jacek Oleksyn z Instytutu Dendrologii PAN, wyró¿niony za wk³ad w odkrycie uniwersalnych biogeograficznych zale¿no¶ci miêdzy cechami ro¶lin, istotnych dla zrozumienia procesów ekologicznych w skali globalnej. Szczególnie docenione zosta³y badania w zakresie ekofizjologii ro¶lin, które doprowadzi³y do stworzenia globalnego opisu kluczowych cech li¶ci (chemicznych, strukturalnych i fizjologicznych). Pozwoli³y one na wykazanie zale¿no¶ci miêdzy sposobem gospodarowania przez ro¶liny pierwiastkami a ich geograficzn± lokalizacj± oraz opisanie uniwersalnej zale¿no¶ci miêdzy zawarto¶ci± azotu a metabolizmem oddechowym ro¶lin. Opublikowane w trzech tekstach w „Nature” i „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” koncepcje na temat biogeograficznych, strukturalnych i chemicznych uwarunkowañ podstawowych procesów fizjologicznych wywar³y znacz±cy wp³yw na modelowanie procesów ekologicznych.

Badania prof. Oleksyna, prowadzone w wielonarodowym zespole naukowców z ró¿nych kontynentów, s± oparte na bardzo obszernym materiale, który obejmuje ponad 1% wszystkich ro¶lin naczyniowych z kilkuset stanowisk na ca³ym ¶wiecie.

Polski renesans

W tegorocznych nagrodach Fundacji nie zabrak³o humanistyki. Prof. Stanis³awa Mossakowskiego, przewodnicz±cego Wydzia³u Nauk Spo³ecznych PAN, wyró¿niono za wszechstronn±, interdyscyplinarn± monografiê dotycz±c± kaplicy Zygmuntowskiej, czo³owego zabytku sztuki polskiego i w³oskiego renesansu.

Badania nad kaplic± Zygmuntowsk± uczony prowadzi³ przesz³o 30 lat. Dla polskiej kultury jest ona niezwykle wa¿na, bo zapocz±tkowuje kulturê renesansow± w naszym kraju, otwiera równie¿ italianizm. Po kaplicy Zygmuntowskiej powsta³o w Polsce ju¿ ponad 200 kaplic na planie kwadratu z kopu³± u zwieñczenia. Kaplica Zygmuntowska powsta³a w latach 1517−33 i jest jednym z wa¿niejszych dzie³ renesansowych w Polsce. Warto wspomnieæ, ¿e nie ma we W³oszech kaplic o tak bogatej formie rze¼biarskiej. Autorem projektu jest B. Berrecci, który mieszka³ i mia³ swój warsztat na krakowskim Kazimierzu.

Z kaplic± Zygmuntowsk± zwi±zane s± te¿ fakty nadaj±ce siê na scenariusz filmu kryminalnego. Otó¿ w 1536 r. czê¶æ Zamku Wawelskiego sp³onê³a, a Berrecciego wezwano do odbudowy i do dokoñczenia kaplicy. Tym samym zosta³ monopolist± finansowym i g³ównym wykonawc± tej ogromnej budowli. Zazdro¶æ ludzka nie znosi³a tak wielkiego wyró¿nienia i byæ mo¿e dlatego Berrecci zgin±³ w tajemniczych okoliczno¶ciach.

Dekoracje kaplicy Zygmuntowskiej wykazuj± ogromn± znajomo¶æ plastyki rzymskiej. Ciekaw± rzecz± jest to, ¿e w kaplicy w przekroju kopu³y pojawia siê elipsa poprawna matematycznie, co uznawane jest za ewenement w skali architektury europejskiej. Tak poprawny model elipsy znany jest tylko z drewnianego modelu kaplicy Watykañskiej, ale jego datowanie jest o kilka lat pó¼niejsze ni¿ kaplicy Zygmuntowskiej. Podjêty przez prof. Mossakowskiego wysi³ek przedstawienia niezwykle dok³adnej weryfikacji stanu dotychczasowej wiedzy oraz odkrycie nowych faktów umo¿liwi³y zaproponowanie nowej interpretacji wiedzy o ca³ej kaplicy.

Red. Artur Wolski – dziennikarz Programu 1 Polskiego Radia, rzecznik prasowy PAN.
Page Not Found - Forum Akademickie

Błąd 404 - Strona o podanym adresie nie istnieje

Page Not Found - Forum Akademickie

Błąd 404 - Strona o podanym adresie nie istnieje