Цифровой журнал «Компьютерра» № 89

Кафедра Ваннаха: Пришествие мелкомягких роботов? Ваннах Михаил

Опубликовано 03 октября 2011 года

На деловых телеканалах и на экономических полосах газет (много лет уже читаемых в сугубо электронно-дисплейном виде) обсуждаются перспективы превращения китайского юаня в мировую резервную валюту. Противники этого говорят о том, что денежка Поднебесной полноценной свободно конвертируемой валютой не является, ибо слишком сильно зависит от политических решений пекинских властей. Сторонники возражают, что это, дескать, мелочи, не заслуживающие внимания. Что экспортный потенциал Китая, что его промышленная мощь столь велики, что обращать внимание на игры политиков даже и не стоит. Экономика всё превозможет!

Ну а почему, собственно, у Китая столь велик экспортный потенциал? Сторонники левых взглядов сочтут это заслугой сохранения власти компартии (почему-то в других странах левая идеология в наше время ни к чему хорошему не приводит). Поклонники географического детерминизма скажут о более благоприятном, нежели в России, климате (хотя в Греции, которая вот-вот отправит на дно европейскую экономику, климат ещё лучше, а изрезанностью способствующей мореходству береговой черты пользовались ещё три десятка веков назад). Поклонницы либеральных взглядов, захлёбываясь от восторга, скажут, что Поднебесная ныне единственная полностью капиталистическая страна, где ни пенсий, ни бесплатной медицины (что, кстати, несколько не соответствует действительности)…

Реальное, танцующее от производительных сил, объяснение экономического феномена Китайского Чуда очень просто. Континентальный Китай в фантастических масштабах экспортирует на внешние рынки самый универсальный ресурс – живой труд своего гигантского, более миллиарда-с-третью душ, населения. То, что 64 процента ханьцев проживают в деревнях и хозяйство в заметной степени натурально, даёт возможность экспортировать этот труд с низкими издержками. (Поклонникам левой идеи в утешение скажем, что именно Маркс в «Капитале» открыл миру универсальность живого труда и перспективность его эксплуатации для любого — подчеркнём: ЛЮБОГО! — бизнеса.)

И что можно противопоставить такой экономической мощи? Что может конкурировать с таким ресурсом? Ну, прежде всего – такой же, но более дешёвый ресурс. Он имеет место в Индонезии, во Вьетнаме, куда из КНР ныне перетекают швейные да обувные производства. Сейчас бизнес присматривается к Камбодже, с изобилием молодого и живущего меньше чем на доллар в день населения… Но это – возможность, которую даёт конкретная демографико-экономическая ситуация. То, что делается известно чем… Ну а что можно сделать головой и руками?

Речь, прежде всего, заходит об универсальных механизмах, на которые мы сможем переложить рутинный физический труд точно так же, как компьютерная техника приняла на себя рутинные умственные операции, вроде счёта. С энергетической точки зрения это очень просто. Человек при длительной работе способен развивать всего лишь от пяти сотых до одной десятой лошадиной силы, 35-75 Вт… (Кстати, мощность лошади — где-то лишь половина лошадиной силы…)

Ну да, способность человека к тонким и точным движениям… Но давайте поймём простейшую вещь: никто из нас не способен к столь точным и быстрым движениям, как позиционер жёсткого диска, стоящий по нынешним временам весьма доступно. Есть более простые и более традиционные шаговые двигатели. Есть крайне дешёвые асинхронные машины с современными схемами управления. То есть – проблем с силовым обеспечением таких устройств не будет.

Источники энергии? Так, быстро сравните вышеназванные мощности с потреблением вашего ноутбука класса «замена десктопа» и дополнительной батареей. Ничего сверхъестественного не потребуется, технологии доступны уже сейчас, хотя место, конечно, больное.

Конструкция? Да, у эволюции было очень много времени. И за загубленные опытные образцы она не перед кем ни отчитывалась. Но универсальный робот в силу своей универсальности будет востребован в миллиардах копий. На стоимость которых можно раскидать расходы на создание прототипа. И реальные железки незачем ломать, можно в широких масштабах применить имитационное моделирование. Оно же позволит спрессовать требующееся время до приемлемых масштабов.

Когда-то такой подход к созданию сложных технических систем в нашей стране развивал и популяризировал академик Никита Николаевич Моисеев, многолетний заместитель по науке директора Информационно-вычислительного центра АН СССР. Ну а сегодня пришла очередь экономических мегакорпораций, столпов мира информационных технологий, озаботиться этой проблематикой. Свидетельство этому – анонсирование корпорацией Microsoft инструмента для разработки роботизированных платформ.

Речь идёт о пакете Microsoft Robotics Developer Studio, представленном в бета-версии. Какая архитектура лежит в основе современных компьютеров? Правильно, фон Неймана. В которой и программы и данные хранятся в однородной среде. А в новом микрософтовском пакете и разработка программного обеспечения, которому предстоит управлять роботами, и имитационное моделирование аппаратной части роботов, окружающей их среды и взаимодействия с оной также реализованы в одной и той же вычислительной среде. И среда эта – кто бы мог подумать! – Windows…

Разработку предлагается вести в среде языка визуального программирования Microsoft Visual Programming Language. В нём, с весьма высокой производительностью, разработчик сможет смоделировать и «железо» робота, и ту среду, в которой ему предстоит оперировать. Ну, скажем, интерьер более-менее типовой квартиры и беспорядок, имеющий место после убегания хозяев на службу в спальной, кухне, прихожей… Потом – робота-горничную. Потом – смоделировать, какие действия роботессе предстоит выполнить по подтирке пролитого кофе, выбрасыванию использованного фильтра, подметанию крошек со стола, убиранию в холодильник забытой маслёнки. Позже – застилку белья. Убирания в шкафчик не подошедших к утреннему туалету туфель.

Всё это можно отобразить в трёхмерном изображении. Смоделировать датчики. Смоделировать сигналы, которые с этих датчиков пойдут.

Провести эмуляцию управляющего процессора (продвигают контроллер Kinect) и выдаваемых им на исполнительные механизмы команды. Смоделировать работу этих механизмов, сигналы обратных связей… И всё это – в самой удобной, в самой привычной для большинства вычислительной среде.

Много сказано о недостатках «окон», но привычно-доступной для человечества компьютерную технику сделали именно они. Да и эвентуальное появление аналогичных «пингвиньих» пакетов (а Android'у само название велит!) пойдёт, как и любая честная конкуренция, только на пользу! Если домашнее хозяйство в первое время окажется роботу не по зубам (ещё отечественные критики начала 60-х после перевода «Я, робот» Азимова удивлялись, что простой робот там нянчил детей, а сложный – решал довольно простую вариационную задачу на пульте управления…), можно начать, скажем, с соседнего супермаркета.

Только что автор уворачивался от дамочек, двигавших контейнеры с товаром, повинуясь указаниям барышни, которая сама служила белковым интерфейсом к коммуникатору Huawei U8800 (барышня была поймана за талию, а коммуникатор внимательно осмотрен…), покрикивая «номер такой-то к полке номер такой-то»… Так это ж самая что ни на есть роботовская задача! Имеющаяся в изобилии на любом складе, на любом транспортном терминале…

Так что, может, социуму и политиканам развитых стран стоит перестать ламентировать о плохой демографии да раздавать детские капиталы тем, кто радостно «наличит» их путём фиктивной покупки у тёщи нескольких «квадратов» жилья с последующим приобретением большого объёма водного раствора Це-Два-Аш-пять-О-Аш, а взглянуть на то, что действительно решает проблемы? На развитие технологий, и прежде всего информационных?

К оглавлению

Василий Щепетнёв: Человек и броневик Василий Щепетнев

Опубликовано 04 октября 2011 года

В известной композиции «Ленин на броневике» меня всегда интересовал броневик. «Остин-Путиловец» по одной версии, чистокровный «Остин» — по другой. Как бы то ни было, но к броневику в любом случае стоит присмотреться. Могучая машина: два с половиной метра высоты — чем не трибуна?

Более пяти тонн массы, крепкая противопульная броня, повышенная проходимость (преодолевает ров 1,3 метра) и пара пулемётов «Максим» с боезапасом в шесть тысяч патронов. Скорость по шоссе — пятьдесят пять километров в час. Для города больше и не нужно. Едешь, соблюдая «Правила дорожного движения», и пусть какой-нибудь лихач хоть с мигалкой, хоть без попробует подрезать или выскочить на встречную полосу!

Вот ещё модель: броневик БА-27, дата выпуска тысяча девятьсот двадцать восьмой год. Высота два семьдесят, правда, башня для выступления вождя не так удобна. Броня покрепче, чем у «Остина-Путиловца». Бонус — пушечка Гочкиса калибром в тридцать семь миллиметров с оптическим прицелом. Боекомплект сорок снарядов. Пулемёт имеется тож. Скорость не так велика, сорок километров в час по шоссе, но скажите честно: за какое время обыкновенному смертному удастся проехать эти самые километры по городу Москве или хоть Воронежу?

Но если очень нужна скорость, то пожалуйста: броневик БА-И, дата выпуска тридцать второй год. Масса под четыре тонны, та же пушечка Гочкиса и два пулемёта с тремя тысячами патронов, а максимальная скорость по шоссе — семьдесят пять километров в час, уже и для загородной поездки вполне приемлемо.

Но что особенно поражает: мощность мотора у «Остина-Путиловца» пятьдесят лошадиных сил, у БА-И — сорок лошадиных сил, а у БА-27 и вовсе тридцать пять!

Сравним да хоть с «Ладой Калиной»: масса без водителя и пассажиров чуть больше тонны, броня — говорить не о чем, вооружение — говорить совсем не о чем. Зато мощность мотора от восьмидесяти до ста лошадиных сил!

Что, собственно, делают эти лошадки? Куда уходят силы? Появляется ощущение, что довоенные кони работали куда старательнее коней сегодняшних. Неужели инфляция распространяется и на моторы?

Но позвольте, ведь у «Лады-Калины» прекрасная скорость! Сто пятьдесят, а то и сто семьдесят километров в час!

А «позвольте вам этого не позволить»! Теми же «Правилами дорожного движения» максимальная скорость в населённых пунктах России ограничена шестьюдесятью километрами в час, вне населённых пунктов максимально разрешённая скорость — девяносто километров в час. Ах да, на автомагистрали предел поднят до ста десяти километров в час, но увы: на территории Воронежской области автомагистралей нет, и за расчётное время эксплуатации свежекупленного автомобиля не появятся.

Федеральная трасса «Дон» действует в режиме обычной дороги. Разгонишься, бывало, до ста пяти километров, обгоняя тяжёлый подозрительный фургон, а вскоре получишь фотографию себя, любимого, в автомобиле. Вместе с квитанцией: получите штраф, гражданин.

И потому все эти сто пятьдесят или сто семьдесят километров в час — штука непонятная, «один не осязаемый чувствами звук». Человек платит деньги за возможности, которые по закону реализовать не может (вариант «уехать в Германию кататься по автобану» опускаю как несерьёзный). Человек платит лишку при покупке, платит лишку при эксплуатации за тот же бензин, платит лишку налогами — и ради чего?

Ради того, чтобы платить, и только?

А возможность с места набрать сто километров в час не за тридцать секунд, а за тринадцать? За возможность манёвра?

Во-первых, не сто, а шестьдесят — это предельная разрешённая скорость в населённом пункте. А во-вторых, даже если человек живёт на хуторе, стоит ли выигрыш семнадцати секунд той цены, которую приходится платить?

Хотелось бы провести испытания: насколько быстрее доберётся из реального пункта А в реальный пункт Б по реальной дороге с реальным движением автомобиль с заявленной скоростью в двести километров в час по сравнению с автомобилем с заявленной скоростью в сто десять километров в час (разумеется, при безукоризненном соблюдении правил дорожного движения)? И сделать выводы.

Вдруг выяснится, что статистически достоверной разницы нет? Тогда, наряду с «Седаном», «Универсалом» и «Спортом», можно будет (идея моя!) выпускать «Калину — Реальность» с двигателем мощностью в сорок лошадиных сил.

Не будут покупать?

Уверен — будут. Кто же устоит перед таким предложением: противопульная броня, пушка калибром тридцать семь миллиметров, пулемёт плюс возможность преодолевать полутораметровые рвы?

К оглавлению

Кафедра Ваннаха: Планшет в облаках Ваннах Михаил

Опубликовано 05 октября 2011 года

В самом конце сентября 2011 года компания Amazon преподнесла всем производителям планшетов хорошую пилюлю, или, точнее, таблетку. (А как ещё прикажете перевести аглицкое словечко Tablet?) В роли этой выступил новёхонький планшет Amazon Kindle Fire Tablet.

Эка невидаль – планшет… Штука широко распространённая. Подумаешь, семь дюймов. Экран с разрешением 1024 на 600 точек, исполненный по IPS-технологии. Двухъядерный процессор. Восемь гигабайт флэш-памяти «на борту». Wi-Fi-связь. Работа под Android. Типовая продолжительность работы от батареи – восемь часов в режиме чтения, что заставляет не отходить далеко если и не от домашней розетки, то хотя бы от автомобильного зарядника и безнадёжно уступает «книжкам» на «электронной бумаге». Всё «как у людей».

Но – новость о выпуске устройства мгновенно попала в ведущие новостные ресурсы мира, причём отнюдь не компьютерные (хотя есть ли в сегодняшнем мире хоть что-то, не связанное с оными…). О свежеиспечённом гаджете рассказали и маститая BBC, и деловой Bloomberg.

Как же удалось в общем-то банальному устройству получить такой высокий рейтинг известности ещё до того, как мы сумели подержать его в руках? Ну, конечно, это заслуга корпорации Amazon.com, свидетельство оригинальности её бизнеса. Крупнейший продавец товаров в Сети. Возникший, казалось бы совсем недавно. С 1995 года она продает в интернете книги.

Да, начиналось всё с бумажных книг. Казалось бы – уходящего носителя информации. (Ну, кто из тех, кто читает эти строки, и застал эти времена по возрасту, не прочитал к тому времени некоторое количество текстов в «экранном» виде…) Но – носителя традиционного, привычного и удобного. Поэтому бизнес у Amazon и пошёл бойко, о чём рассказывала на своих страницах бумажная «Компьютерра». Потом, с 1998 года, к книгам добавились музыкальные записи, ещё через несколько месяцев — видеопродукция… В 2009 году оборот Amazon.com приближался к двадцати пяти миллиардам долларов, а чистая прибыль – к миллиарду… Вот какой эффект дало применение современных информационных технологий к сбыту традиционных носителей информации.

Почему же изначально были именно носители информации? Да по очень простой причине. Различаясь по своему содержанию, снаружи они единообразны. Удобненькие для упаковки и перевозки параллелепипеды. Хорошо для логистики компании, на стартовом этапе ограниченной в средствах. И компакт-диски одинаковы, будь записан на них «Хорст Вессель» или «Ленинградская симфония». И VHS-кассеты не меняют размера от размещения на них ХХХ-контента ХХХ-размера… А стандартизация – это именно то, на чём воздвигнута вся индустриальная цивилизация. И Джефф Безос сделал очень выигрышную ставку на то, что разнообразно внутри и весьма стандартно снаружи.

А что же сегодня? В чём «изюминка» Amazon Kindle Fire Tablet? А давайте угадаем… Чему учит экономика, сколько у товара конкурентных преимуществ? Правильно, два! Первый – новизна. Ну, чего-то особенно нового в новом планшете не усматривается. Значит, остаётся второй. Цена. Низкая стоимость. Та, что в своё время сделала «модель Т» Генри Форда шедевром автомобилестроения и навсегда изменила архитектуру городов индустриальной эпохи, породив феномен пригородов-сабурбов. (Интересно, о чём говорит то, что в России за двадцать лет пригороды не возникли…)

Так вот. Amazon.com намерен воспользоваться этим преимуществом на всю катушку. Цена устройства от именитого производителя – 199 долларов. (Напомним читателям, что доставка товара в Россию обойдется ему в двадцать два доллара или чуть больше…) Так что по сравнению с теми семидюймовыми планшетами, которые присутствуют на прилавках и даже в интернет-магазинах, разница значительная. Можно предположить, что по такой цене устройство, даже при растущем долларе, приобретёт довольно много народу, привлечённого именно его доступностью.

Так что доходы производителя окажутся приличными именно по причине разложения издержек на большие партии массового товара. Кого-то привлечёт добротность исполнения – в демонстрационных роликах качество стекла демонстрируют с помощью связки ключей. Кого-то — брендовое имя производителя. Но в Amazon Kindle Fire Tablet, точнее, в бизнесе, который его окружит, заложена и одна сугубо айтишная новинка.

Ну, как эволюционировали средства связи? Сначала власть имущие просто посылали кого из своей челяди с тем или иным устным сообщением. Потом возникла специализация: появились профессиональные гонцы, почтовые станции… Потом, по мере развития гражданских обществ, у населения появились возможности добавить в сумку казённого курьера свои письма.

Так же и с телеграфом. Сначала линии костров передавали дымом один-единственный, но очень важный бит для правителя – вторжение неприятеля, рождение наследника (что в монархиях было важнейшим атрибутом государственной стабильности…). Потом пропускная способность оптических телеграфов возросла, но он тоже оставался государственным атрибутом. Расширение пропускной способности телеграфов электрических позволило выделить часть полосы под гражданские нужды. Интернет, на котором зиждется бизнес Amazon.com, — апогей разделения каналов между информационными пакетами.

Ну а как население Европы хранило свои сокровища? Изначально – дома. В погребе или ином схроне. (Свидетельство этого – до сих пор находимые клады…) Потом стали относить деньги и драгоценную утварь на хранение к ювелирам, «разделяя» их надёжные кладовые. Потом выделились банки, с их ссудным процентом, но бизнес хранения сохранился, в виде общеизвестных «сейфовых ячеек».

Так вот, Amazon Kindle Fire Tablet будет использовать обе эти тенденции. Которые в данном случае перекрещиваются в виде «облачных вычислений». Точнее – не вычислений, а облачного хранения, что ли. Любую амазоновую информацию пользователям планшета предлагается бесплатно хранить на серверах компании. Исчезающе малая стоимость передачи информации по разделённым каналам связи позволяет быстро и дёшево гонять её туда-сюда. Крайне низкая стоимость хранения единицы информации в современной массовой памяти позволяет потребителю уйти от заботы о домашнем файл-сервере и организации хранения информации в нём. Купил фильм, показал старшему ребёнку, отправил в облачное хранилище… Потом извлёк его для ребёнка среднего, потом – младшего. То же – с книжкой, купленной в электронном виде. Идиллия!

Ну и календарные данные там вполне можно хранить. И электронные таблицы с расчетами домашнего бюджета. Amazon стремится избавить потребителя от лишних забот. Ну и, естественно, обеспечить свое будущее. Ваши данные, реши вы воспользоваться описанным устройством и описанными облачными сервисами, будут надежно храниться. Но только при условии сохранения корпорации…

Да, и через какое время форматы, в которых вы храните информацию, перестанут быть актуальными, а? Представьте себе сервис по хранению VHS-кассет, даже бесплатных. Оно вам надо? А когда кто из соседей затевает ремонт, у мусоропровода вырастают связки книг, дефицитнейших в советское время, – «современный иностранный детектив», красненький двенадцатитомник Дюма… Лежат долго, жильцам не надо, а попытки бомжей пролезть в подъезд на предмет отнесения книжек к букинисту по пять рублей за том пресекаются местной молодежью битьём по почкам. Самая читающая страна… Sic transit Gloria mundi!

Но это – размышления о вечном. А в сиюминутном – планшет дёшев и неплохо (вроде бы…) сделан. Нет 3G, правда… Но коммуникаторы нынче прекрасно работают в режиме роутера, раздавая сигнал по Wi-Fi. (А есть и беспроводные специализированные роутеры.) Покрытие беспроводным интернетом с плоскими тарифами ныне присутствует на большей части нечернозёмных губерний.

Так что дешёвой машинке можно будет наверняка придумать много применений. Даже отличных от тех, что заложены в бизнес-модель заокеанских авторов устройства. Но идея переноса большей части операций по вычислению и хранению от мобильного устройства к стационарным – интересна сама по себе, вне достоинств и недостатков свеженькой железки…

К оглавлению

Кивино гнездо: Гамбиты и Гексагоны (часть 1) Опубликовано 05 октября 2011 года

Почти все, кто более-менее близко знаком со специфическими особенностями тайной работы спецслужб, наслышаны и о «золотом правиле» рассекречивания информации: «Легче всего не делать тут вообще ничего».

Как и все государственные ведомства, разведслужбы представляют собой развитые бюрократические системы. Каждая из них работает сама для себя, а все вместе они как бы делают общее государственное дело. Когда речь заходит о рассекречивании — ради интересов истории и общества — какой-нибудь очередной доселе тайной программы, в связи с участием в подобных делах множества разных сторон, бюрократическая процедура в общих чертах выглядит так.

Для того чтобы документы и материалы из секретных архивов конкретного ведомства увидели свет, абсолютно все имевшие к этому отношение инстанции — числом с десяток и более — должны сказать своё «да». Если же хоть одна из сторон скажет вдруг «нет», то весь процесс останавливается и кто-то должен прилагать специальные усилия, чтобы двигать его дальше.

Кроме того, американские разведслужбы (о которых, собственно, и пойдёт речь) не подпадают под общие в державе правила о гостайне, согласно которым грифы секретности автоматически должны сниматься с документов по прошествии определенного количества лет. Как результат спецслужбы не только не обязаны рассекречивать свои архивы, но и, как правило, не хотят этого делать. По множеству разных причин.

Например, даже эпизодическая публикация тайн АНБ о дешифровании дипломатической и военной переписки всех стран без разбору — что врагов, что союзников — при любых сроках давности неизменно вызывает раздражение партнёров и ощутимые трения в межгосударственных отношениях. А по сию пору скрываемые цифры о суммах и динамике бюджетного финансирования ЦРУ в период конца 1940-х годов неизбежно продемонстрируют необъяснимо резкий скачок и появление новых программ сразу после 1947. Что неизбежно породит неудобные вопросы о произошедших в тот год событиях и о сути программ, строго засекреченных вплоть до настоящего времени.

Кроме того, имеются и совсем прозаические причины. Например, если деятельность спецслужбы сфокусирована на сборе информации с помощью космических шпионских спутников, то рассекречивание сведений обо всех подобных делах никак не поможет разведке выполнять свою задачу. Да плюс к тому ещё и повлечёт дополнительные расходы на всю эту архивную канитель.

Тем не менее даже с учётом всех перечисленных обстоятельств случаются и здесь очень заметные исключения — когда разведслужбы США всё же идут на массовое раскрытие секретной прежде информации. Причём делается это не то чтобы по настоянию озабоченной общественности, а скорее по сугубо собственной инициативе ведомства.

Именно такой редчайший случай произошёл в сентябре 2011 года со спецслужбой космической разведки NRO (National Reconnaissance Office), которая столь экзотическим способом решила отметить полувековую годовщину своей успешной шпионской работы.

Согласно официально определённому государством статусу, спецслужба NRO является федеральным департаментом в области обороны и разведки, отвечающим за разработку, запуск и функционирование разведывательных спутников США, занятых сбором информации в виде изображений, сигналов и коммуникаций.

И вот теперь, избрав в качестве подходящей даты 17 сентября 2011 года, NRO рассекретило внушительный массив информации о HEXAGON и GAMBIT — двух (точнее, двух с половиной) своих суперсекретных программах спутниковой разведки периода холодной войны. Более того, наряду с архивом документации, выложенной в интернете на сайте NRO, публике также были непосредственно представлены и три из самых тщательно засекреченных шпионских аппаратов США: спутники KH-7 GAMBIT, его близкий родственник KH-8 GAMBIT 3, а также существенно иной конструкции гигантский KH-9 HEXAGON.

Публичная демонстрация столь необычной техники была устроена в выставочном комплексе Udvar-Hazy Center Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики, что находится на территории международного аэропорта им. Даллеса в штате Вирджиния. Или, иначе говоря, в окрестностях Вашингтона и всего в нескольких километрах от штаб-квартиры NRO. Но самое интересное, что выставлялись аппараты всего лишь на один день, публику пускали на мероприятие исключительно по заранее выданным приглашениям, а по окончании праздника всё это богатство вновь упрятали в секретное хранилище...

Продолжение следует

К оглавлению

Дмитрий Шабанов: Преджизнь Дмитрий Шабанов

Опубликовано 05 октября 2011 года

Я искренне благодарен читателям, заинтересованным в том, что я излагаю. Раз вы просили, продолжаю разговор о происхождении жизни. Но, увы, перед конкретикой — общие рассуждения.

Вы помните о демоне Лапласа — гипотетическом сверхразуме, который по координатам и импульсам всех частиц во Вселенной способен вычислить всё её будущее и прошлое? Не буду обсуждать, почему он невозможен. Скажу лишь, что на доступном для нас уровне анализа одному и тому же настоящему могут соответствовать и разные варианты прошлого, и разные варианты будущего. Часть информации о прошлом исчезает. Вероятно, многие из деталей возникновения жизни на Земле уже невосстановимы.

В спорах вокруг прошлой колонки два креациониста разошлись во мнениях. Первый сказал, что в возможности возникновения жизни вследствие химической эволюции его убедит жизнь, сделанная в пробирке. Второй заранее заявил, что его не убедит и это, пока ему не докажут, что жизнь на Земле возникала именно таким способом, как ему показывают. Ну что, второй подстраховался: убедить его в его неправоте невозможно. Впрочем, скорее всего, не растеряется и первый. Увидев «жизнь из пробирки», он скажет, что это не то, чего он ждал...

А катастрофична ли потеря информации о предыстории? Рассмотрим аналогию. Перед нами — незнакомец. Его прошлое неизвестно, никаких документальных свидетельств о нём нет. Как он появился? Его родила мать, которая зачала его от отца. Откуда мы это знаем? Можем ли мы это доказать абсолютно надёжно? Всё, что мы можем сделать, — это изучить закономерности развития других людей, установить роль оплодотворения и родов в их становлении и сделать вывод о появлении этого человека по аналогии. А абсолютное доказательство? В науке оно недостижимо; именно поэтому наука ищет не абсолютное, а достоверное (заслуживающее доверия) знание. Абсолютная истина проходит по иному «ведомству» (по секрету, от себя лично скажу, что считаю её иллюзорной, принципиально недостижимой для человека).

Вероятно, конкретная информация об «оплодотворении» и «родах» жизни на Земле или утеряна, или ещё недоступна для нас. Мы знаем о событиях в истории Земли благодаря геологической летописи — последовательности осадочных пород. К тому моменту, когда эта машинка заработала, жизнь на Земле уже существовала! Но этот пробел не катастрофа, как и в примере с незнакомцем. Мы можем изучить процессы самоорганизации и отбора на доступных для нас примерах и перенести полученное знание на происхождение жизни по аналогии. Людей, которые ищут абсолютную истину, подкреплённую авторитетом Бога, эти рассуждения не убедят. Что поделать. Дело не в ущербности науки, дело в ненаучности их мышления.

Сторонники чудес потирают руки: но ведь мы-то и не видели возникновения жизни, всякое живое существо появляется от ему подобного! Однако факт возникновения жизни налицо; и понимать его надо не по аналогии с процессами размножения, а по аналогии с процессами самоусложнения, возникновения новых структур. По счастию, нам уже известны и факты переходных между не-жизнью и жизнью феноменов (сейчас расскажу), и механизм, который может создавать преджизнь и превращать её в жизнь (эволюция на основе отбора).

Да-да, я считаю, что мы уверенно можем предполагать, что люди, для которых отсутствует нотариально заверенное подтверждение «порочных» сношений родителей, появились вследствие того же закономерного процесса, что порождает и иных людей. Хотите — верьте в непорочное зачатие и безматеринские роды. Столь же уверенно я заключаю, что сложнейший феномен жизни возник в результате того самого закономерного процесса, что обеспечивает уже изученные процессы усложнения автокаталитических реакций вследствие эволюции на основе отбора.

Одна из сложностей в изучении абиогенеза состоит в том, что мы имеем дело с очень зрелой, долго совершенствовавшейся жизнью. Глядя на её нынешнее совершенство, мы не видим этапов, через которые проходило её становление. Креационисты любят говорить о так называемой неупрощаемой сложности («irreducible complexity»). Приведу пару примеров.

Пример № 1. Синтез белка по матрице РНК выполняют рибосомы — сложнейшие молекулярные роботы. Главная часть такого робота у кишечной палочки (классического объекта исследований) — молекула 23S-рРНК. Могла такая совершенная конструкция возникнуть сразу, одним скачком? Конечно, нет.

Пример № 2. Жизнедеятельность клетки основана на взаимодействии двух классов биополимеров — ДНК и белков. ДНК кодирует белки, белки строят ДНК — они создают друг друга примерно как две руки на картине Эшера. Мог какой-то из классов этих полимеров возникнуть и выполнять свои функции без другого? Конечно, нет.

Оба примера используют как доказательства сотворения жизни. И впрямь, решения обеих проблем нетривиальны. Мы бы их и не узнали, если бы поверили в чудо и вместо изучения закономерностей химической эволюции занялись бы трактовками замыслов Бога. Решили эти проблемы те, кто имел иммунитет к креационистской агитации.

Первое. Выяснено, что супермолекула 23S-рРНК имеет несколько уровней структуры, хранящих «память» о её предыстории и её постепенном совершенствовании.

Вторую проблему решают представления о первичности роли РНК. В ключевых взаимодействиях ДНК и белка между ними всегда оказывается РНК. РНК способна к матричному копированию, как ДНК, и обладает ферментативной активностью, как белок. Иногда молекулы РНК напоминают преджизнь.

Начну с опытов А.Б. Четверина, выполненных в Институте белка РАН. В чашку Петри (такую, в какой выращивают культуры бактерий) помещают гель, содержащий РНК-нуклеотиды (мономеры РНК) и белок (РНК-синтетазу), способный собирать их по матрице. Достаточно ненадолго приоткрыть чашку хоть в помещении, хоть на открытом воздухе, чтобы со временем на поверхности геля появились... колонии размножающейся РНК. Эти молекулы летают в воздухе. Попав на среду, позволяющую им самовоспроизводиться, они размножаются и конкурируют друг с другом! В конкретных условиях эксперимента преимущество будут иметь одни или другие типы последовательностей. При засевании новых чашек выращенными на среде культурами РНК эти культуры будут эволюционировать в сторону оптимальных для данных условий последовательностей.

Интересный результат, полученный Четвериным и его коллегами, заключается в описании рекомбинации (обмена участками РНК), спонтанно происходящей в присутствии ионов Mg²⁺. А кроме того, метод колоний РНК перспективен для диагностики многих болезней...

На Западе чаще изучают эволюцию РНК в жидкости. С одной стороны в реактор втекает «пищевая» смесь, с другой — выходит отработанная жидкость с молекулами РНК. Конечно, «пища» для этой РНК-овой преджизни очень особая: её важный компонент — белки РНК-синтетазы. Зато в таких условиях можно по-настоящему изучать закономерности отбора и изменчивости на уровне автокаталитических реакций.

Рибозимы, которые синтезируют любые РНК в любых условиях, ещё не известны, но те, что синтезируют некоторые последовательности в определённых условиях, уже найдены (кроме прочего — в результате отбора). А ещё известны пары молекул РНК, каждая из которых способна собирать другую из её фрагментов. Знаете, прямо как далай-лама вместе с панчен-ламой: далай-лама ищет реинкарнацию панчен-ламы и воспитывает его в новой жизни; панчен-лама делает то же самое для далай-ламы...

Эти и многие другие результаты подтверждают концепцию «мира РНК» — этапа химической эволюции (или, если угодно, преджизни), основанного на самовоспроизведении РНК.

Реконструкция «мира РНК» ещё не закончена. Временами кто-то из исследователей абиогенеза сообщает о какой-нибудь существенной нестыковке. Раз за разом то, что казалось нестыковками, находит свое объяснение (как в примере с синтезом цитидина в прошлой колонке). Помогает ли в этой работе критика со стороны креационистов? Нет, конечно: те заняты своим. Вычисляют вероятность случайного спрыгивания атомов в живую клетку, трубят о ниспровержении научных представлений о возникновении жизни и рапортуют о неоспоримых доказательствах Божественного вмешательства.

Но всё-таки «мир РНК» очень непрост. Как он мог возникнуть? Как компоненты для синтеза РНК могли достичь нужной концентрации?

Одно из возможных решений этой проблемы — гипотеза «мира ПАУ», предшествовавшего «миру РНК». В этой гипотезе (и многих её возможных альтернативах) в качестве фактора, обеспечивающего концентрирование и закономерное размещение определённых веществ, рассматривается их связывание на упорядоченных поверхностях (как на кристаллических решетках минералов). Исследователи абиогенеза искали основу, которая собирала бы азотистые основания и размещала их на том расстоянии друг от друга, на каком они находятся в РНК и ДНК, — 0,34 нм. Нашли.

Помните миссию Deep Impact по бомбардировке кометы Темпеля 1 в 2006 году? В выбитом из кометы веществе зарегистрировали соединения, которых должно было быть много и на поверхности молодой Земли, — полиароматических углеводов, ПАУ. В воде ПАУ химически модифицируются и образуют стопки, способные связывать азотистые основания. Согласно этой гипотезе пре-РНК, синтезированные на стопках ПАУ, соединялись не сахарофосфатным остовом (как РНК), а полиформальдегидным. С изменением кислотности среды такие пре-РНК освобождались...

Исследование закономерностей происхождения жизни продолжается. Не слабеет и пропаганда, нацеленная на разрушение научно обоснованной картины мира. Что интереснее Вам, читатель: новооткрытые закономерности самоорганизации и эволюции или демагогия о бессилии науки и необходимости чудес?

К оглавлению

Василий Щепетнёв: Энергетика человека Василий Щепетнев

Опубликовано 06 октября 2011 года

Можно допустить, что человек допрометеевой эпохи физиологически был схож с человеком современности. И в среднем за сутки потреблял пищи на три-четыре тысячи килокалорий. На добычу этих калорий плюс поддержание себя в жизнеспособном состоянии (искать вершки и корешки, ловить лягушек и ящериц, спасаться от волков и тигров) у него уходили те же три-четыре тысячи килокалорий.

Эффективность самообеспечения составляла сто процентов: три тысячи килокалорий пришло, три тысячи килокалорий ушло. Никакого кредита, никаких долгов. Более того, те же три тысячи килокалорий обеспечивали расширенное воспроизводство — в смысле прокорма детёнышей племени (если тогда институт семьи не существовал).

Крестьянин начала девятнадцатого века тратил энергии побольше. У него была лошадь, а то и две, корова, свиньи, мелкая живность, которые и потребляли, и выделяли энергию. А ещё он топил печь — летом готовить пищу, а зимой ещё и греться. Плюс лучины для освещения избы. Плюс расход энергии на создание орудий труда (даже если энергию тратил не он, а кузнец, это не меняет сути дела).

Впрочем, лошади и коровы включались в биологический круговорот — живи они сами по себе, всё равно потребляли бы энергии примерно столько же. А вот печь — объект явно затратный. Сожжённые дрова не всегда воспроизводились природой: леса вырубались, и территория обитания нашего зелёного друга сокращалась нещадно.

Точного значения печных килокалорий не скажу. Любителям точности приведу задачу из «Собрания арифметических задач» Воронова, издание 1876 года: «Определить вес сажени однополенных годовалых сосновых дров, зная, что вес свежего соснового дерева составляет 90% веса воды того же объёма; вес годовалой сосны 9/11 веса свежей сосны; кубическая сажень воды весит 593 пуда; сажень однополенных дров равна 1/4 кубической сажени, а древесная масса (по причине промежутков между поленьями) занимает в среднем 14/27 пространства, занятого дровами».

На месяц отопления обыкновенно требовалось две сажени дров.

На глазок на печь приходилось тысяч двадцать-тридцать килокалорий в день. При семье в шесть человек выходит пять тысяч килокалорий на душу зимой. Летом — много меньше. В среднем за день на крестьянина средней полосы России оставлю (тут главное — порядок, а не пятый знак после запятой) три тысячи килокалорий внешних, дополнительных.

Итого для обеспечения расширенного воспроизводства крестьянин одалживал у природы три тысячи килокалорий. Теоретически он мог их вернуть, но практически возрождением лесов занимались энтузиасты вроде чеховского доктора Астрова.

Двадцать первый век. Среднестатистический клерк московской или воронежской фирмы тратит на перемещение «дом-работа-дом» два-три литра бензина, получаемого из нефти, которую принято считать ресурсом невосполнимым (хотя есть и другие теории). Это двадцать пять тысяч невосполнимых килокалорий. На приготовление пищи и отопление расходуется природный газ — ещё три тысячи невосполнимых килокалорий. Плюс расход электроэнергии на всякие конторские и домашние нужды — охлаждение воздуха, продуктов, пылесос, телевизор, компьютер, освещение, лифт и прочая — пусть пять киловатт-часов, то есть ещё четыре тысячи невосполнимых килокалорий. Плюс энергия, затраченная на производство банок, бутылок, пакетов и прочих предметов, ежедневно выбрасываемых на помойку.

Получается, что современный человек для того, чтобы получить необходимые физиологически три тысячи килокалорий, берет из внешней среды тридцать-сорок тысяч килокалорий без отдачи. То есть с физиологической точки зрения труд его вдесятеро менее эффективен, нежели у крестьянина начала девятнадцатого века.

И, наконец, вершина эволюции, Олигарх. Физиологически он ничем не отличается ни от мужика восемьсот двенадцатого года, ни от клерка. Для жизни ему нужны те же три тысячи калорий энергии, получаемые из белков, жиров и углеводов.

На деловую встречу Олигарх летит на личном самолёте, например на Боинге 767-300, сжигающем при полёте из Сиднея в Москву невозвратных калорий просто очень много. Идет из пункта А в пункт Б на яхте с двигателем в десять тысяч лошадиных сил, опять расходуя невозвратных калорий изрядно, и тому подобное.

Мысль не новая, но повторюсь: необходимы тщательные исследования повседневной жизни олигархов, чтобы иметь не умозрительные, а точные сведения о том, сколько энергии тратит Олигарх для того, чтобы обеспечить себе физиологический оптимум.

Суммирую: по мере развития человеческого вида при неизменности физиологического оптимума резко возрастает количество энергии, которое тратится на обеспечение этого самого физиологического оптимума. Иными словами, КПД человеческого вида стремительно падает.

Тут дело не в морализаторстве, не в пропаганде аскетизма или, не к ночи будет сказано, социального переустройства на началах всеобщего уравнения.

Вопрос в другом: как долго может просуществовать вид, каждодневно истребляющий основу собственного существования? Три поколения, десять, двадцать пять? Или прогресс дойдёт до такой степени, что за жизнь средний человек будет потреблять звезду типа нашего Солнца? И только когда израсходуется последняя звезда во Вселенной, исчезнет и человечество?

К оглавлению

Александр Амзин: У пределов восприятия Александр Амзин

Опубликовано 06 октября 2011 года

Компания Infocom, выпускавшая лет тридцать назад культовые текстовые игры (самая известная из них – трилогия Zork), заявляла в своих брошюрах:

Infocom просуществовала 10 лет – с 1979 по 1989 год. Она погибла, вытесненная той самой графикой. Компанию не спасло даже то, что перед смертью она стала включать в свои игры картинки – в конце концов, книжки с картинками обычно интереснее.

Другой пример, год 2007. Я настраиваю очередной компьютер родственникам. Запускаю их любимую игру, American McGee’s Alice, и обнаруживаю, что настройки сбиты на самое низкое разрешение. Я выставляю максимальное, предъявляю в качестве доказательства то, что теперь всё не только работает быстро, но к тому же стало красивее, чем раньше. Натыкаюсь на непонимающий взгляд. Понадобилось несколько минут, прежде чем я принял страшную правду. Владельцы компьютера не видели разницы между картинкой низкого качества и высокого.

Впоследствии я не раз встречался с этим феноменом, в том числе наблюдая за собою. В какой-то момент мне стало почти всё равно, смотрю ли я видео в 720p или в 1080p. World of Warcraft на моём морально устаревшем компьютере выглядит чуть хуже, чем на игровом компьютере жены. Впечатления при этом одни и те же.

В Nintendo, выпуская негодную для графики кинематографического качества консоль Wii, прекрасно знали, что иногда качество изображения не имеет никакого значения. Тот же закон известен художникам: набросок карандашом способен вызвать более сильные чувства, нежели картина маслом. Режиссёры отказываются от съёмок в 3D, если те ничего не добавляют к кинофильму.

За последние лет десять с нами что-то произошло. Нечто, чего не предусмотрел Infocom. Руками человека был создан компьютер, производящий картинки голливудского или почти голливудского качества.

Но одновременно мы подошли к пределу восприятия качества. Есть ли разница между пятимегапиксельным и восьмимегапиксельным снимком? А между игрой с 3D-очками и без? А между Retina Display нового айфона и чётким дисплеем кого-то из конкурентов?

Технически, маркетингово – конечно, несомненно. Но человеческий глаз всё чаще ошибается, всё чаще обманывается. Мозг, стреноженный детерминированно высоким качеством картинки, посылает воображение по строго заданному вектору. Это не хорошо и не плохо – в конце концов, некоторые идут на «Аватар» во второй раз, чтобы проверить связь красивых изображений с работой слёзных желез.

Заметьте, основное распихивание друг друга локтями сейчас происходит в области мобильной графики; настольную не то чтобы некуда двигать – но зачем? Мобильная же графика ещё не развилась настолько, чтобы её качество потеряло смысл. Через несколько лет произойдёт и это. Будут революционные технологические прорывы, но вряд ли будут качественные, вроде цветного кино в эпоху чёрно-белого или интерактивной графики в эпоху текста.

В этой связи мне интересно знать: что такое воображение? Чем оно живёт? Где острее ощущения — при чтении книги, при просмотре телевизора, при трёхмерном крошеве на экране компьютера?

Попробуйте играть в Zork сейчас — вы не выдержите и трёх минут. Скучно, плоско, много букв. В старые графические игры, в которых из-за технического несовершенства приходится заглядывать туда, где не светит солнце, играю я и сравнительно небольшая прослойка из клуба тех, кому за тридцать.

Но если мы выбрали не книжки с картинками, а картинки без книжек, отчего читалки продаются миллионами и десятками миллионов экземпляров?

Сколько нас толпится у пределов восприятия и не решается сделать шаг назад?

К оглавлению

Кафедра Ваннаха: До и после Великого Кольца Ваннах Михаил

Опубликовано 07 октября 2011 года

Связь с внеземными цивилизациями – одна из «городских легенд» современного естествознания. В принципе нет никаких законов природы, ограничивающих возможность существования где-то на звёздах иной жизни, иного разума и иной технологической цивилизации. А технологическая возможность на электромагнитных волнах короче трёхсот метров и длиннее трёх сантиметров была продемонстрирована в работах Коккони и Моррисона аж в 1959 году.

Согласно им частоты ниже мегагерца будут поглощаться межзвёздной средой, а выше десятка гигагерц – молекулами, входящими в состав планетных атмосфер. Для связи на расстоянии десяти парсеков достаточно было передатчика в десяток киловатт. «Заглушки», забивавшие в годы «холодной волны» вражьи голоса, излучали куда больше…

Но вот беда – сигналов из иных миров обнаружено не было. Ни пионерским проектом «ОЗМА» в 1960 году, году ракетно-спутниковой эйфории, ни последующими работами. Так что чужой разум по-прежнему пребывает где-то по соседству с давшей работам Дрейка страной Оз из книжек Баума…

Обратим внимание: именно чужой разум. Отсутствие сигналов от него в направлениях и во временные интервалы, выявленные проектом «ОЗМА», — знание сугубо научное, а именно фальсификация по Попперу гипотезы, что со звёзд — эпсилон Эридана и с вошедшей в песню классика тау Кита на радиочастоте водорода 1420 МГц несутся к Солнечной системе сигналы. Так что связь с иноразумом надо рассматривать пока (до момента, когда таковая или будет установлена, или фальсификация покажет невозможность её ввиду отсутствия такового, как феномен массовой культуры. Ну а она же – один из движущих моторов современной цивилизации, весьма ценный (и в прямом, и в переносном значении) объект бизнеса.

В массовое сознание, в ноосферу нашей страны, идея межзвёздной связи ярче и глубже всего была введена «Туманностью Андромеды» Ивана Антоновича Ефремова. На целое поколение наших людей огромное влияние оказала идея Великого Кольца, межзвёздного, а к финалу романа и межгалактического, обмена телевизионными сигналами. Возможность «получать и передавать целые картины разнообразной жизни разных миров» завораживала (историкам массового сознания предстоит выяснить, как это повлияло на восприимчивость советского населения к зарубежной радиопропаганде).

Вообще с точки зрения современных понятий роман выглядит несколько странно. Скажем, на планете всего четыре электронные исследовательские машины высшего класса… Например: «Заведующие памятными машинами превосходили всех учёностью. Они решали, что из полученных сообщений следует увековечить в памятных машинах, что направить в линии общей информации или дворцы творчества».

Да, без цензора представить себе светлое коммунистическое грядущее было нельзя – поразительная разница между современным сетевым доступом к результатам астрономических исследований и к использованию процессорной мощности широких сетевых масс для поиска инозвёздных на дому…

В процессе переиздания туалет красавицы Веды Конг претерпевал изменения. В журнальной публикации 1957 года «крупные, нарочито грубо заделанные в титановую цепь вишнёвые камни – фаанты с Венеры – горели на нежной коже». В «Роман-газете», советской версии публикаций книжного клуба, в 1959 году цепь становится золотой – металлургия осваивает широкое производства титана, и металл, как некогда алюминий, теряет ювелирное значение.

Золотишко сохранялось и в приложении к журналу «Сельская молодежь» 1962 года. А в первом томе легендарной Библиотеки современной фантастики, увидевшем свет в 1965 году, у бедной женщины отняли и венерианские камни, золотую цепочку, и наряд, в котором «низко открытая грудь поддерживалась корсажем из голубой ткани». Интересно, что из перечисленного смутило редактора Б. Клюеву или её начальство? Нынешний спеллинг-корректор, например, отчёркивает красным слова «голубой» и «розовый»…

Но это так, курьёзы, просто очень жаль, что у автора, когда-то оказывавшего колоссальное влияние на настрой мыслей общества, нет биографов, сравнимых «по производительности» с исследователями творчества бр. Стругацких. (В Сети-то сведений масса, но из них можно узнать, что был Иван Антонович йогом, масоном, а то и вовсе розенкрейцером…)

Но сейчас хотелось бы описать настрой общества с интенсивным технологическим развитием и вспомнить одного абсолютно забытого автора. Автора, явно оказавшего влияние на ход мыслей Ефремова. Кстати, проходящего по ведомству ИТ. Итак, Эраст Маслов из города Кунцево. Научно-фантастический рассказ «Под светом двух солнц» был опубликован в марте 1955 года в журнале «Техника — молодёжи» с иллюстрациями К. Арцеулова.

Сюжет прост. Рассказчик, приехав в маленький городок на раскопки, встречает там одноклассника, чей дом в Москве разбомбили в войну. Тот трудится на радиоузле и увлекается сверхдальним телеприёмом. Сверхдальним, поскольку в окрестностях телестанции нет и в проекте… В мастерской, в которую превращён не отсутствовавший у советского человека той поры гараж, а самая просторная из комнат «маленького домика, огороженного плетнём», он создаёт телевизор, изобилующий автоматическими настройками и дополнительными усилителями, и с помощью его ловит сигнал с числом строк разложения в 1100, которого нет «ни в одной стране».

Сигнал оказывается иномировым, с планеты у двойной звезды в созвездии Центавра. Герои наблюдают чужую жизнь под изумрудным небом, освещённым светом пары солнц, а потом пишут записку в Академию наук… И вот пусть кто-то попробует сказать, что этот рассказ не повлиял на Ефремова, писавшего «Туманность Андромеды» с сентября 1955-го по сентябрь 1956 года и впервые опубликовавшего её в том же журнале!

Есть ещё одно свидетельство: в коммунистическом мире, по Ефремову, автомобили и аэропланы редки, а транспорт завязан на Спиральную Дорогу с гигантскими локомотивами и вагонами. Так в том же мартовском журнале 1955 года инженером Ю. Моралевичем описана железная дорога с шириной колеи в четыре с половиной метра, широко использующая мосты и эстакады для горизонтальности полотна… (Кстати, наци планировали для лучшей эксплуатации территории оккупированной России строить ширококолейки с трёхметровой колеей…)

Так что даже фантастические романы о далёком грядущем всегда несут на себе отпечаток конкретной эпохи, свидетельствуют о мыслях, бродивших тогда в человеческих умах. Могут быть интереснейшим документом по истории науки и техники. Ну, скажем, Ефремов, чьи взгляды сформировались значительно раньше того времени, отвергал теорию разбегающейся Вселенной (она некогда признавалась идеалистической, ибо была выдвинута аббатом Леметром – атеисты-материалисты в отечественной науке дел тоже наворотили!), объясняя красное смещение «усталостью фотонов».

Ефремов, в отличие от Эраста Маслова, исключал из числа претендентов на жизнь планеты двойных звёзд – тут ощущается влияние книги А.И. Опарина и В.Г. Фесенкова «Жизнь во Вселенной», изданной Академией Наук СССР в 1956 году. (В ней же присутствовало и скептическое отношение к идее кремниевой высокотемпературной жизни, которое потом отразится в «Туманности…»)

Межзвёздная связь, по Ефремову, была делом всего общества – наступала эра Большой Науки с её гигантскими приборами. Внешние станции Великого Кольца были вынесены на орбиту, примерно как радиоинтерферометр РадиоАстрон. Да и любители самодельного творчества весь советский период ныли о невозможности купить в магазине сколько-нибудь пристойные материалы и комплектующие. «Гаражных компьютерных стартапов» плановая экономика породить не могла по своей сути…

После выхода в свет «Туманности Андромеды» имела место перебранка Генриха Альтова с Ефремовым. Бакинский писатель (он же создатель ТРИЗ Альтшуллер) в «Балладе о звёздах» оценил приключения героев Ефремова на планете Железной Звезды как подобающие приключенческой литературе девятнадцатого века (Хаггарда Ефремов любил, заимствованное у него имя Орм носит в «Туманности…» начальник над звездоплаванием, а во всех ефремовских женских образах присутствует Аэша из хаггардовского «She»), ну а Иван Антонович уличил звездолётчиков Альтова в бритье тривиальной электробритвой, позорящей светлое Завтра…

Альтов же в рассказе «Порт Каменных Бурь», 1965, обозвал идею Великого Кольца «по философской сути геоцентричной». Жизнь, мол, на Земле пойдёт своим чередом, независимо от обмена межзвёздными сигналами. Кстати, обвинение в геоцентризме во времена принудительной идеологии было совсем не таким безобидным, как кажется ныне. Косвенное обвинение в симпатии к тем мракобесам, что сожгли Бруно и заставили отречься Галилея… (Кстати, шмон у вдовы Ивана Антоновича после его смерти был, и «Час быка» из библиотек изымали…)

Правда, сам Альтов схлопотал той же монетой от Александра Казанцева за рассказ «Полигон Звёздная Река». Сверхсветовые скорости, мол. Значит – СТО Эйнштейна отвергаешь, как и былая Арийская наука. Следовательно, с нацистами солидаризируешься! Забавы ж были у людей – верно сказано, что когда коту нечего делать…

В альтернативу Великому Кольцу Альтов выдвигал в рассказе «Порт Каменных Бурь» идею «переезда» систем жёлтых карликов в шаровые звёздные скопления (был очаровательный термин начала прошлого века – «звёздная куча»…) на предмет создания галактических коммуналок – «в каждом шаровом скоплении множество планет с самыми различными формами жизни». Но подход Ефремова кажется всё же более плодотворным.

Наверное, когда цивилизация достигнет галактической мощи, единственное, что будет ей важно, – информация. Материи в космосе навалом. Энергии – тоже. Термоядерный синтез, эргосферы чёрных дыр, тёмная энергия, о роли которой выдвигаются самые разнообразные предположения.

Важно одно: понять, как это можно с пользой и интересом употребить. А понять – значит уменьшить меру нашего незнания. В чём и состоит суть информации.

К оглавлению

Дмитрий Вибе: «Душа» обязана трудиться Дмитрий Вибе

Опубликовано 07 октября 2011 года

Речь идёт о первых научных наблюдениях на интерферометре субмиллиметрового и миллиметрового диапазона ALMA. Сейчас модно подбирать аббревиатуры для проектов и инструментов так, чтобы в них помимо сухой расшифровки был ещё и скрытый смысл. ALMA — Atacama Large Millimeter Array — не исключение. Слово это переводится с испанского как «душа». Почему с испанского? Потому что интерферометр ALMA находится в Чили, точнее, в пустыне Атакама, одном из самых сухих мест на Земле. Почему «душа»? Да кто его знает. Чтоб было красиво.

Телескоп ALMA станет первым инструментом, позволяющим получать качественные изображения небесных объектов в диапазоне длин волн от нескольких сотен микрон до нескольких миллиметров и с миллисекундным угловым разрешением. Столь высокое угловое разрешение будет достигнуто при помощи интерферометрических методов — путем сложения сигналов, полученных на нескольких десятках независимых антенн.

Теоретическое угловое разрешение одиночного телескопа (минимальное угловое расстояние между двумя точечными источниками, при котором они всё ещё не сливаются друг с другом) примерно равно отношению длины волны к диаметру объектива. Оно связано с волновыми свойствами света: из-за дифракции на краях объектива изображение точечного источника размазывается в пятно. Чем больше объектив, тем меньше размер этого пятна. Например, у российского шестиметрового телескопа БТА-6 теоретическое разрешение в видимом диапазоне равно 0.02 угловой секунды. Но теория, как известно, суха, и древо жизни всегда вносит в неё коррективы: из-за атмосферной турбулентности даже в местах с наилучшим астроклиматом разрешение в оптическом диапазоне не превосходит нескольких десятых долей угловой секунды. Поэтому в оптическом диапазоне увеличение размера объектива (в современном телескопе это практически всегда вогнутое зеркало) позволяет повысить разрешающую силу только для заатмосферных телескопов.

Однако на больших длинах волн размер зеркала более значим. Например, в сантиметровом диапазоне у шестиметрового зеркала угловое разрешение будет равно уже целым семи минутам, а это почти четверть размера Луны. Да и сигнал в радиодиапазоне часто более слаб, так что для его приёма требуется внушительная собирающая поверхность. Поэтому радиотелескопы обычно гораздо крупнее оптических, и диаметры их зеркал измеряются многими десятками метров. Технически изготовление гигантских металлических зеркал вполне достижимо, поскольку на больших длинах волн снижаются требования к качеству их поверхности. Но есть, увы, другие ограничения. Например, стометровый телескоп в Эффельсберге (Германия) весит 3200 тонн. Колоссальная масса затрудняет и сохранение формы зеркала (оно гнётся под собственной тяжестью), и управление им. При этом разрешение того же эффельсбергского телескопа в сантиметровом диапазоне измеряется десятками угловых секунд, то есть в сотню раз хуже, чем в оптике, даже с учётом атмосферных помех.

Чтобы достичь в радиодиапазоне разрешения, сравнимого с оптическим, потребовалось бы зеркало многокилометрового размера. Это, конечно, нереально. Однако природу можно слегка обмануть, заменив одно сплошное зеркало системой независимых телескопов. Если вы одновременно наблюдаете один и тот же объект с разных телескопов, а затем складываете накопленные сигналы, результирующий сигнал будет как бы получен на телескопе, размер антенны которого равен расстоянию между двумя самыми далёкими антеннами системы. Поскольку реальным объектом анализа в данном случае является интерференционная картина, возникающая при сложении сигналов, такие системы называются радиоинтерферометрическими. Для наземных радиоинтерферометров «размер зеркала» может составлять десятки, сотни и даже тысячи километров, благодаря чему достигается разрешение микросекундного уровня.

Иными словами, мы относительно «легко» можем получать детальные изображения космических объектов в оптическом и радиодиапазонах. А вот в промежутке между ними — в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах — возникают большие проблемы. Во-первых, земная атмосфера в этом интервале длин волн сильно непрозрачна. Во-вторых, требования к качеству изготовления поверхности зеркал более высоки. В-третьих, и размеры зеркал также должны быть большими — и из-за проблем с чувствительностью, и из-за проблем с угловым разрешением. Поэтому оптических и радиотелескопов на Земле сотни, а инструменты субмиллиметрового диапазона можно пересчитать по пальцам.

Интерферометр же для работы на длинах волн менее миллиметра до недавнего времени в мире был только один — система SMA (Submillimeter Array), установленная на горе Мауна-Кеа (Гавайские о-ва, США). Но она состоит всего из восьми шестиметровых «тарелок», максимальное расстояние между которыми не превышает полукилометра, что сопоставимо с размерами «цельных» радиотелескопов.

О создании более солидного интерферометра миллиметрового и субмиллиметрового диапазона в конце 1980-х — начале 1990-х годов одновременно задумались американские, европейские и японские астрономы. Три таких телескопа были бы для мирового астрономического сообщества излишней роскошью, и отдельные проекты были объединены в общую систему. В настоящее время она создаётся силами консорциума, в котором участвуют США, Европа (Европейская южная обсерватория), Япония, Тайвань, Канада и Чили. Чилийская пустыня Атакама выбрана для установки ALMA из-за своей сухости: в качестве основной помехи для космического субмиллиметрового излучения выступает атмосферный водяной пар. Площадка поперечником около 20 км для установки антенн расположена на высоте 5 км.

Всего в состав ALMA будет входить 66 «тарелок» — 54 антенны диаметром двенадцать метров и двенадцать семиметровых антенн. Основная часть интерферометра будет состоять из пятидесяти двенадцатиметровых антенн. Их можно будет как размещать тесной группой поперечником около 150 м, так и распределять по всей территории с максимальным расстоянием между антеннами 16 км. Для перевозки антенн с позиции на позицию в Германии сделали два супертранспортёра (у них даже есть собственные имена — Отто и Лор) длиной 20 м и шириной 10 м, способных работать на пятикилометровой высоте. Остальные антенны войдут в состав Атакамской компактной системы (Atacama Compact Array), которая будет дополнять данные интерферометрии изображениями более низкого углового разрешения.

Сейчас ALMA готова примерно на треть, и этого уже достаточно, чтобы начать научные наблюдения. Первая фаза наблюдений называется «нулевым циклом» — ALMA Early Science Cycle 0. Она началась 30 сентября 2011 года и продлится примерно девять месяцев. В конце марта 2011 года был объявлен сбор наблюдательных заявок на этот период. Их поступило более девятисот, но окончательный отбор прошло всего 112 проектов. Главный объект для исследований в субмиллиметровом диапазоне — относительно холодный межзвёздный и околозвёздный газ. Кроме того, с высоким угловым разрешением нужно наблюдать что-то большое, но далёкое или мелкое, но близкое. Поэтому в основном заявки посвящены межзвёздной среде в очень далёких галактиках и протопланетным дискам и оболочкам у близких звёзд.

Лично меня по специфике моей работы больше всего радуют планы в отношении дисков. Даже ближайшие к нам протопланетные диски имеют угловые размеры порядка нескольких угловых секунд, и потому даже в лучшие однозеркальные радиотелескопы они не видны как протяжённые объекты, то есть не видна их структура. Строго говоря, это означает, что мы, возможно, проявляем чрезмерный энтузиазм, называя эти диски протопланетными. Последние несколько лет почти каждый доклад по строению околозвёздных дисков, да и вообще по ранним стадиям звёздообразования заканчивался одним и тем же припевом: «Пока мы, конечно, ничего этого не видим. Но вот начнёт работать ALMA…» И вот этот долгожданный день настал. Теперь у нас появится возможность исследовать предполагаемые будущие планетные системы, выйдя за пределы художественного образа средней температуры по больнице. Уже первые месяцы наблюдений наконец-то покажут (будем надеяться), из чего на самом деле состоит протопланетное вещество — например, насколько эффективно в нём на допланетном этапе синтезируется органика, насколько верны наши представления о механизмах конденсации планетных тел и пр.

Хочется верить, что и в других областях ALMA будет не менее полезна. В списке целей нулевого цикла значатся не только галактики и протопланетные диски. В нём есть и более близкие объекты: спутник Сатурна Титан, сам Сатурн, Венера, спутник Юпитера Ио, комета Еленина… В более отдалённых планах присутствуют даже наблюдения Солнца. Так что новые открытия будут происходить как на окраинах Вселенной, так и у нас под боком. Наверное, не будет большим преувеличением сказать, что осенью 2011 года в наблюдательной астрономии началась новая эпоха.

К оглавлению

Кивино гнездо: Гамбиты и Гексагоны (часть 2) Киви Берд

Опубликовано 07 октября 2011 года

Чтобы суть странноватого шпионского перформанса стала если и не ясна, то хотя бы чуть более понятна, потребуется представить сюжет о GAMBIT и HEXAGON в общем историческом контексте, попутно напомнив о крайне сложной и противоречивой позиции NRO относительно рассекречивания своих тайн.

Американская спецслужба космической разведки была создана осенью 1961 года, то есть под самый занавес президентства Дуайта Эйзенхуэра. Завеса секретности вокруг NRO была столь плотной, что официально сам факт её существования не признавался властями США свыше тридцати лет – вплоть до 1992 года. Лишь по инициативе Билла Клинтона, который в первый срок своего пребывания в Белом доме энергично взялся за разгребание излишней и чересчур обременительной государственной секретности, к середине 1990-х годов появилось немало подробностей о тайной деятельности американских спецслужб, включая и космическую разведку.

В частности, в 1995 году Клинтон подписал специальный исполнительный указ, предписывавший рассекретить самую первую спутниковую программу разведки под названием CORONA, запущенную ещё в конце 1950-х годов. Это предписание было выполнено достаточно быстро, хотя и известно, что при очевидном сопротивлении со стороны руководства NRO.

Сразу вслед за этим, согласно исторической хронологии, должны были быть рассекречены следующие крупномасштабные программы, GAMBIT и HEXAGON. Программа GAMBIT была начата в 1960 году, а первый запуск соответствующего аппарата состоялся в 1963-м. Программа HEXAGON стартовала в 1966-м, с выводом на орбиту первого спутника в 1971 году. Обе эти программы существенно различались в технических возможностях используемой техники и, как бы дополняя друг друга, просуществовали до середины 1980-х годов.

Президентский указ на соответствующее рассекречивание определённо был готов уже в 1996-м. Так что в начале 1997 года тогдашний директор NRO лично посещал Смитсоновский музей авиации и космонавтики для обсуждения вопросов о датах передачи огромных шпионских спутников в выставочный фонд и о конкретном месте для их будущего размещения в экспозиции...

А затем произошло нечто загадочное и по сию пору крайне неясное. Наряду с известным секс-скандалом вокруг Моники Левински (на расследование которого, кстати, бюджетных денег было затрачено больше, чем на расследование терактов 9/11), второй срок клинтоновского президентства радикально отличался от первого во всём, что касалось рассекречивания деятельности спецслужб. То есть примерно с осени 1997-го вокруг секретности в США стали происходить крутые перемены с обратным закручиванием гаек, объяснений чему никто не предоставлял.

В частности, среди прочих подобных процессов было заторможено на неопределённое время и рассекречивание программ GAMBIT/HEXAGON. Ну а с приходом администрации президента Буша секретность вокруг спецслужб возросла ещё больше – в связи с известными событиями 11 сентября 2001 года и так называемой глобальной войной против терроризма.

Вокруг тайн космической разведки, было, правда, несколько странноватых всплесков, намекающих на скорое раскрытие информации, однако все они заканчивались практически ничем. Так, в 2002 году, когда активно готовилась война с Ираком, а публику надо было убедить в высочайшем качестве национальной спутниковой разведки, картографическая разведслужба NIMA предъявляла имеющиеся у неё фотографии местности в высоком разрешении. Однако при этом ни слова не было сказано ни о тех, кто эти снимки добывает (NRO), ни о технических средствах, с помощью которых это было сделано.

Затем, в 2004-м, когда открывалось новое здание Смитсоновского музея авиации и космонавтики в аэропорте им. Даллеса, всех крайне заинтересовал макет будущей экспозиции, где видное место занимала фигурка, обозначавшая разведывательный спутник KH-9 HEXAGON. Но как только музей открыли для посещения публики, тут же выяснилось, что никакого шпионского спутника там нет и в помине.

Короче говоря, нынешнее раскрытие информации о проектах HEXAGON и GAMBIT стало крупнейшим рассекречиванием документов NRO с середины 1990-х годов. Конечно, за прошедшее с той поры время фрагменты сведений об этих давних и чрезвычайно успешных программах постепенно становились известными историкам спецслужб.

В частности, уже имелось достаточно внятное представление о том, что спутник HEXAGON был своего рода поисковой системой, созданной для такой съёмки огромных территорий Советского Союза, которая могла бы предоставлять признаки перемен, происходящих на земной поверхности. А также обеспечивать изображениям достаточную ясность, чтобы аналитики могли определить, в чём именно эти перемены заключаются.

Что же касалось более ранней программы GAMBIT, то она — после истории с Пауэрсом, сбитым весной 1960 над Уралом, – была запущена как безопасная технологическая замена полётам шпионского самолёта U-2. Основной их целью которых была добыча информации о текущем состоянии межконтинентальных баллистических ракет СССР (грубо говоря, стоят ли они готовые к запуску на своих стартовых площадках). Со временем GAMBIT эволюционировала в систему спутников с чрезвычайно высоким разрешением фотографий.

По неофициальным свидетельствам, в конечном счёте разрешающую способность снимков GAMBIT 3 удалось довести до такого качества, что с орбиты можно было разглядеть объекты размером с бейсбольный мячик. Столь высокое разрешение оптики требовалось для получения максимально точных подробностей о целях наблюдений, таких, как предельно аккуратные оценки длины и диаметра баллистических ракет. По этим размерам делались, например, прикидки относительно количества топлива, что полезно для определения таких эксплуатационных характеристик, как дальность действия и полезная нагрузка ракеты.

Но всё это, надо повторить, была в массе своей неофициальная информация, не подкреплённая никакими документами. А если какие-то документы на данный счёт порою и рассекречивались, то все содержательные сведения обычно были там тщательно вымараны цензурой.

Продолжение следует.

К оглавлению