Текст книги "Юный техник, 2002 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 5 страниц)

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!

Убрать пояса планеты!

Именно с таким оригинальным предложением выступил недавно американский инженер, опираясь на идею российского физика.

Планета наша, как известно, обладает довольно мощным магнитным полем, причем магнитосфера распространяется далеко за пределы атмосферы. Электроны и протоны, которые магнитное поле удерживает в окрестностях планеты, образуют два радиационных пояса – внутренний и внешний.

Внутренний пояс простирается примерно на 500 – 5000 км от поверхности планеты и состоит в основном из протонов. В свою очередь, эти протоны образовались из нейтронов, которые зарождаются в верхних слоях атмосферы при бомбардировке ее космическими лучами. Внешний радиационный пояс простирается в пределах 6000 – 30 000 км от поверхности. Он состоит большей частью из электронов, имеющих энергию примерно раз в 10 меньшую, чем частицы внутреннего пояса. Вероятно, эти частицы захватываются магнитным полем Земли при «обдувании» планеты «солнечным ветром» – потоками частиц, непрерывно выбрасываемых в космическое пространств^ Солнцем.

Радиационные пояса – особенно внутренний – опасны для космонавтов и астронавтов. Дело в том, что протоны, сталкиваясь с корпусом движущегося космического корабля или орбитальной станции, порождают интенсивное рентгеновское излучение. А оно, как известно, губительно для всего живого. Поэтому трассы орбитальных и межпланетных полетов рассчитывают так, чтобы они проходили вне радиационных поясов.

Открыты были эти пояса еще в 1958 году американским Исследователем из Айовы Ван Айленом. Тем не менее, существует легенда, что запуски первых советских космонавтов по незнанию проходили как раз через внутренний радиационный пояс. И радиация нанесла вред здоровью некоторым из них.

Так или иначе, но ныне президент частной аэрокосмической компании «Тейлерс Анлимитед Айркорпорейтед» Роберт Хойт предложил ликвидировать пояса вообще, чтобы впредь они никому не мешали.

Суть его предложения проста и оригинальна. Нужно запустить специальный спутник, который на орбите выпустит провода длиной около 100 км. Сам спутник будет выведен на почти круговую экваториальную орбиту с таким расчетом, чтобы провода оказались как раз на уровне внутреннего радиационного пояса. Поскольку внутренний пояс состоит в основном из положительно заряженных протонов, то и на провода надо подать положительный же электрический заряд.

Электрические поля, генерируемые заряженными проводами, по законам физики, будут выталкивать заряженные частицы того же знака из радиационного пояса и рассеивать их в околоземном пространстве.

Нужно отдать должное Хойту, он признает, что впервые эта идея была высказана в России, в частности, красноярским физиком Валентином Даниловым.

С.НИКОЛАЕВ

Как вычислить мысли?!

Мысли – это вычислении. А с помощью математических формул можно выразить законы мышления. Так полагает французский программист Жан-Луи Кривин– автор новой теории, по-своему объясняющей, как все же работает человеческий мозг.

Еще полвека назад, когда только появлялись первые ЭВМ, кибернетики стали уверять, что вот-вот машина сможет мыслить так же, как человек, а то и лучше. Со временем выяснилось, что каждому – свое. Машины хорошо считают, человек лучше мыслит. Согласно же теории Кривина выходит, что в течение нескольких миллионов лет существования естественного отбора, десятков тысяч лет развития речи и языков, тысячелетий совершенствования математики и полувека становления информатики существовал всего лишь один-единственный способ мышления.

Свою теорию Жан-Луи Кривин основывает на так называемом лямбда-исчислении. Оно представляет собой логический язык, который используют в своей работе программисты. Француз же увидел в нем логическую структуру, которая способна управлять не только кибернетическим, но и человеческим мозгом. При этом он основывался на следующих соображениях.

Лямбда-исчисление, придуманное в 1932 году американским математиком Алонзо Черчем для решения сложных логических уравнений, оперирует по сути тремя операциями. Сначала производится «аппликация», то есть уже известная формула модернизируется таким образом, чтобы ее можно было использовать в данном конкретном случае. После этого проводится «абстракция», состоящая в присвоении вновь изобретенной формуле какого-то нового названия. И наконец, следует операция «бета-сокращение», когда по новой формуле производят конкретные вычисления. Это исчисление оказалось очень удобным для написания компьютерных программ.

Получив задачу, программист смотрит, какую программу для ее решения лучше всего использовать. Затем видоизменяет программу, чтобы наилучшим образом провести решение, и, наконец, запускает компьютер для вычислений.

Так вот, Жан-Луи Кривин полагает, что и человеческий мозг в своей повседневной деятельности, анализируя ту или иную ситуацию, сравнивает ее с теми, что уже имели место ранее. Затем вносит поправки в ранее принимавшееся решение, чтобы «подогнать» для данной конкретной задачи. И наконец, приняв решение, выполняет его. Более того, рассуждает Кривин, сходство между человеком и ЭВМ можно найти даже в их «устройстве».

В компьютере нижний уровень составляют микрочипы, в мозге – нейроны. Чипы соединяются в логические цепи, нейроны тоже связаны друг с другом в сложнейшие ансамбли. В компьютере при решении задачи передаются электрические сигналы, в мозге – идут волны нервного возбуждения, которые, по существу, тоже представляют собой электромагнитные импульсы. Для того чтобы компьютер работал, ему нужна программа действий, представляющая собой некие математические формулы. И человек, размышляя над той или иной проблемой, выстраивает логические цепочки, а затем оформляет свои мысли в виде слов, фраз или действий.

Пока теоретики размышляют, насколько такой подход к процессу мышления облегчит им жизнь в будущем.

С одной стороны, если следовать теории Кривина, получается, что математики, кибернетики, лингвисты, психологи и психоаналитики работают с одним и тем же объектом, а значит, могут использовать для его изучения некие общие понятия и формулы. С другой стороны, становится несколько обидно. Галилей убрал человечество из центра мироздания. Дарвин поставил нас в один ряд с другими животными (причем последние исследования генома лишь подтвердили, что различия между нами и нашими «младшими братьями» вообще-то ничтожны).

Теперь еще и Кривин предлагает считать, что разница между нами и компьютерами лишь в элементной базе – электронные микрочипы делают на основе кремния, а нейроны – на основе углерода…

Максим ЯБЛОКОВ

ВСЛЕД ЗА СОБЫТИЕМ
Игра закончена..?

Недавно закончившийся вничью со счетом 4:4 матч нынешнего чемпиона мира Владимира Крамникас шахматным компьютером «Дип Фриц» продолжают оживленно комментировать специалисты. К каким же выводам они приходят?

По мнению гроссмейстера Сергея Шипова, соперники в этом матче показали довольно интересную игру. В особенности это относится к Владимиру Крамнику. В первой половине матча он умело выбирал те ходы и позиции, где чувствовал себя наилучшим образом, навязывая компьютеру свою тактику. Но и противник ему попался достойный. По ходу матча, создатели программы подкорректировали ее, и компьютер подстроился под тактику своего противника, нашел контрмеры. Причем в отличие от прошлого матча Каспарова со специализированным компьютером «Дип Блю», нынешняя программа чисто коммерческая. Любой желающий может купить ее, поставить на свой персональный компьютер и попробовать с ней сразиться.

Так что с нынешним чемпионом мира сражался уже не компьютерный монстр, специально для этого созданный, а обычная, можно сказать, рядовая программа, которой пользуются многие сотни, а то и тысячи шахматистов. Правда, для матча специалисты запараллелили несколько «Пентиумов».

Впрочем, если быть дотошно точным, то организаторы матча, проводившие его под девизом «Человек против машины», несколько лукавили. Крамник сражался не с бездушным «железом», а скорее с программистами, которые вложили в создание программы свой талант и умение.

Михаил Донской, один из создателей шахматной программы «Каисса», ставшей некогда первым чемпионом мира среди компьютерных программ, оценивает результаты матча без особого драматизма.

Он вспомнил, что программа «Дип Фриц» на последнем чемпионате мира среди компьютеров, состоявшемся в 1999 году, заняла лишь четвертое место. Создана она специалистами, сгруппировавшимися вокруг Фридриха Фриделя – бывшего шахматного журналиста, ставшего затем компьютерным менеджером.

При его непосредственном участии несколько лет тому назад была создана «Чисс Бейст», которой ныне пользуются практически все крупные шахматисты мира, кроме, пожалуй, Анатолия Карпова. Зато эту программу весьма ценит Гарри Каспаров, ставший одним из ее авторов.

Таким образом, нынешнее соревнование носило по существу коммерчески-рекламный характер. Создатели «Дип Фрица» хотели хорошенько разрекламировать свое детище, и им это удалось.

Судя по некоторым данным, соревнование напоминало скорее тщательно срежиссированное шоу, нежели спортивное состязание. Регламент соревнований определялся некими тайными договоренностями между создателями программы и В.Крамником.

По всей вероятности, полагают некоторые эксперты, поначалу в программу не были включены самые последние дебютные и эндшпильные новинки, что позволило действующему чемпиону мира оторваться от своего соперника. Но, видя, что матч теряет зрелищность, программу срочно модернизировали, и положение выровнялось.

Боевая ничья, похоже, устроила обе стороны. Однако соревнование показало, что вскоре, похоже, такие матчи станут неинтересны: компьютеры начинают выигрывать у всех подряд. В отличие от человека машина не устает, а потому не делает «человеческих» ошибок. Это признал и сам Крамник. «Когда понимаешь, что имеешь дело с противником, который не прощает никаких, даже малейших ошибок, становится как-то неуютно, – сказал он. – При игре с противником-человеком всегда остается надежда, что в ответ на твою ошибку он на каком-то ходу ошибется сам, и, стало быть, всегда остается шанс спасти партию. Тут же таких шансов нет».

Пока Крамнику удалось воспользоваться тем обстоятельством, что машина пока хуже человека оценивает простые положения, когда на доске не так много фигур. А потому чемпион мира старался как можно быстрее разменять большую часть фигур и таким образом привести партию к выигрышу. Однако при очередной модернизации программы, установке ее на еще более быстродействующий компьютер и это преимущество будет сведено к нулю. Ведь компьютер уже в настоящее время помнит практически все (!) сколько-нибудь известные шахматные партии со всеми их возможными осложнениями и продолжениями.

Не случайно уже сегодня все ведущие шахматисты мира, в том числе и В.Крамник, в своей домашней подготовке использует подобные программы. И потому, возможно, в игре человека с человеком уже запрещено откладывать партии на завтра, поскольку известно: завтра победит тот шахматист, у которого лучше шахматная программа и компьютер. Таким образом, уже сейчас в шахматных турнирах людей подспудно участвуют машины. И вклад их в игру будет увеличиваться.

По мнению многих специалистов, это ведет к тому, что шахматы как вид спорта вскоре отойдут в прошлое. Люди будут играть в них разве что для собственного удовольствия.

С.СЛАВИН

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ПИСЬМО В ЛИЛИПУТИЮ. Японские физики выработали технику самого миниатюрного в мире письма. С ее помощью на обычной марке можно уместить целую книгу объемом в 1 млн. знаков. В подтверждение этих слов команда ученых из Осакского университета начертала английскую литеру «Н» на крошечном кусочке стекла. «Лилипутская» буковка шириной не более тысячной миллиметра была сложена из пластиковых шариков, диаметр которых поражает своей миниатюрностью – одна 20-тысячная доля миллиметра. Их удалось «склеить» акриловым раствором при помощи лазерного луча. Эксперимент интересен еще и тем, что проводился в обычных комнатных условиях, тогда как раньше для такого «письма» требовался вакуум и сверхнизкая температура.

МАЛ, ДА УДАЛ. Революционный прорыв в компьютерной технологии – изобретение единого суперчипа – сделан ирландской компанией «Партус» в сотрудничестве с британской «Псион». Новый многофункциональный чип совмещает в себе три ключевых элемента компьютерной техники будущего: возможности традиционного персонального компьютера, новое поколение мобильной телефонной связи и систему ориентации в пространстве, которая обеспечивает устойчивый выход в Интернет. Стоимость нового чипа составляет всего несколько долларов, при этом он потребляет мало энергии и весьма компактен. Изобретение единого многофункционального микрочипа позволяет включать мощные и дешевые мобильные компьютеры в любые технологические процессы, в системы вооружения и даже в бытовую технику.

КЕФИР ИЗ… ДЕРЕВА. Его начали делать в Республике Коста-Рика из продукта, получаемого от «молочного дерева». Если сделать на коре такого дерева надрез, то из него потечет сок, по цвету и вкусу похожий на обычное коровье молоко. Вот из него и начали теперь делать кефир и другие «молочные» продукты. Говорят, что при бережном уходе от каждого «молочного дерева» можно ежедневно получать 3/4 литра молока круглый год.

«ПОДУШКА» ДЛЯ… АСТЕРОИДА. Самым эффективным средством защиты Земли от столкновения с астероидом является не ядерное оружие, а воздушная «подушка». К такому мнению пришел сотрудник Университета штата Оклахома Герман Бурчард. Он разработал конструкцию огромной пластиковой оболочки из особо прочного материала. По его расчетам, если такую оболочку вывести ракетой в космос, расположить на пути астероида, а потом надуть, то небесное тело, наткнувшись на неожиданную преграду, наверняка изменит свою траекторию. Единственную сложность Буччард видит в том, что нужно очень точно рассчитать точку соприкосновения астероида с подушкой, с тем чтобы и астероид изменил свою траекторию в нужную сторону, и оболочка от удара не лопнула.

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Мосты иногда переезжают

Видел по телевизору, как в Москве сплавили по реке старый мост, а на его место поставили новый. Часто ли делают подобные операции? Почему старый мост просто не разобрали на металлолом?

Игорь Гречанинов,

г. Самара

– История эта начинается около 150 лет назад, – рассказал нам старший научный сотрудник кафедры «Мосты» Московского государственного университета путей сообщения, кандидат технических наук Олег Владимирович Крутиков. – Вы, наверное, знаете из уроков истории, что в это самое время в России начинался бурный рост промышленности. Аграрная страна начала интенсивно наращивать свой промышленный потенциал. Особенно быстро в России стал развиваться железнодорожный транспорт.

Если первая российская железная дорога Петербург – Царское Село служила для прогулок аристократов, а линия Петербург – Москва первоначально работала в основном для перевозки пассажиров, то строительство железнодорожного кольца вокруг древней столицы способствовало формированию промышленного центра России.

Самым сложным в проекте 1869 года оказалось возведение мостов. Москва-река, несмотря на свой вроде бы спокойный характер, тем не менее достаточно широка и глубока, а вес железнодорожного состава слишком велик для деревянных конструкций.

Решить задачу взялся тогда профессор Московского инженерного училища (ныне Московский государственный университет путей сообщения – МИИТ) Лавр Дмитриевич Проскуряков с коллегами. Интересно, что уже в первом пункте договора о строительстве он отметил: «Все без исключения материалы для пролетных строений должны быть русского производства… Все железо, включая и заклепки, должно быть литое». И за пять лет через Москву-реку были перекинуты металлические мосты-красавцы. Вначале – Краснолужский, который тогда именовался Николаевским, а затем и Андреевский – такое название он получил от расположенного поблизости монастыря.

Так плыл старый мост по реке.

Весь процесс разборки и перемещения каждого моста проходил под строгим контролем.

Главная часть этих мостов – стальные арочные пролеты длиной по 135 м и шириной 9,8 м. Высота (так называемая «стрела») подъема арок – 15 м.

Сами конструкции, как и требовал Проскуряков, изготовили из «литого железа» – так во времена постройки называлась наиболее качественная сталь. Все балки моста были склепаны между собой вручную. Для этого потребовались сотни тысяч заклепок и неустанная тяжелая работа клепальщиков, которых зачастую звали «глухарями». Поработав несколько лет, человек на такой работе действительно глох от непрестанного грохота молотов по железу.

Каждая пара береговых опор покоилась на мощной каменной опоре – быке. В свою очередь, каждый бык опирался на деревянные сваи; их было забито в дно по 1500 штук под каждый бык!

Опоры из бутовой кладки с гранитной облицовкой венчают каменные башни в стиле модерн. Автором архитектурных композиций был А. Померанцев – тот самый, по проекту которого возведен и ГУМ на Красной площади.

Более века верой и правдой прослужили те мосты людям. Но время и коррозия неумолимы. И очередная техническая комиссия как-то обнаружила в конструкциях мостов усталостные трещины. Они пришли в аварийное состояние. Что делать?

Теперь на месте старого моста стоит новый – красивый и современный.

За консультацией мостовики опять-таки обратились к специалистам Московского университета путей сообщения – кто ж лучше с этой задачей справится, как не последователи самого Проскурякова?..

Тщательный анализ подтвердил первоначальный диагноз: в качестве железнодорожных мосты свой срок выслужили. Однако и пускать на слом уникальные памятники строительной и архитектурной мысли было жалко. Да и не по-хозяйски. И тогда было решено продлить жизнь мостам в качестве пешеходных, передвинув их на более подходящее место. Взамен же поставить современные конструкции.

Для Андреевского моста наметили надводное пространство между Фрунзенской набережной и Нескучным садом. А для опор Краснолужского моста выбрали Бережковскую набережную у площади Киевского вокзала и Ростовскую набережную близ Новодевичьего монастыря.

Но как переместить мосты на новое место? Разбирать их и вновь собрать на другом месте невероятно сложно.

Проще и дешевле тогда уж просто порезать конструкции на металлолом, чем срезать, а потом снова ставить тысячи и тысячи заклепок. В конце концов, инженеры разработали уникальную операцию: мосты решили сплавлять по реке на баржах. Один конец моста должна была потянуть баржа, построенная в Санкт-Петербурге специально для перевозки космического челнока «Буран». А вот под второй его конец баржи с аналогичным водоизмещением не нашлось, и пришлось спарить две баржи поменьше.

Сначала речные тяжеловозы были частично подтоплены, заполнены водным балластом, чтобы легче было подвести под мостовые конструкции. А затем воду откачали, баржи подвсплыли и… сняли пролетные конструкции с опор. При этом, правда, были опасения, что вынутые из своих гнезд концы арки распрямятся, словно дуга ранее стянутого тетивой лука. Но расчеты показывали, что распрямленная арка под своей тяжестью затем немного прогнется и ее общая длина даже несколько уменьшится.

Так и вышло на самом деле.

Оставалось аккуратно переместить мост на новое место и закрепить его там. При этом, естественно, специалисты понимали, что мост может упасть в реку или сломаться при транспортировке. Поэтому по всей длине каждого моста было установлено полторы сотни датчиков, прогибомеров, тензометров. Чувствительные приборы передавали на мониторы всю информацию о деформациях конструкций. В соответствии с этим и двигались баржи с помощью шести буксиров. Причем перед началом передвижения каждого моста участники операции старались учесть каждую мелочь, испрашивали у метеорологов прогноз на ближайшие дни и даже часы – нельзя же было допустить, чтобы вся операция рухнула из-за внезапного порыва ветра…

Но все, в конце концов, обошлось благополучно. Только при перевозке Андреевского моста где-то в середине пути одна из барж нечаянно царапнула днищем по дну Москвы-реки. Сигнал тревоги мгновенно поступил на пульт ответственного за передвижение.

«Стоп, машина!» – тут же была передана команда на все буксиры. Вызвали дноуглубитель и «зачистили» дно. После этого караван продолжил свой путь… И теперь мосты, о которых мы вам рассказали, живут новой жизнью. Возможно, по ночам им снятся паровозные гудки, которыми были наполнены их детство и юность, или тепловозные – так гудели локомотивы в зрелые годы мостов. Зато днем их быт скрашивает топот миллионов ног – старые мосты исправно продолжают служить людям.

Вячеслав ВОРОБЬЕВ, спецкор «ЮТ»