Помоги проекту - поделись книгой:
Любая cистема реального времени должна быть быстрой (иначе она не успеет обработать данные из нескольких источников, да еще без буферизации). Но она должна обеспечить не просто быструю, а гарантированную реакцию. Конечно, специалистам подобное пояснение покажется чересчур дилетантским, но для общего понимания ситуации его вполне достаточно. Можно еще говорить об истинной многозадачности, блокировках, квантовании времени и прочих интересных вещах, но это определенно выходит за рамки популяризаторской статьи.
Напоследок стоит отметить, что QNX — это встраиваемая ОС. Если QNX4 еще разворачивали с помощью программы установки на некоторых устройствах, то для QNX Neutrino это абсолютно ненормальная ситуация. Сценарий здесь таков: есть установленная под Windows или Linux среда разработки Momentics, в ней делают целевую систему (прошивку), которую и заливают на устройство. Конечно, программа установки здесь есть, с ее помощью можно поставить QNX Neutrino (и Momentics для QNX) на x86-совместимую машину. Но в реальной работе ее не используют — только для тестов и обучения.
Говорить об использовании системы QNX можно бесконечно. Эта система напоминает пресловутого суслика, которого никто не видит... а он, тем временем, есть. QNX контролирует работу атомных реакторов, газовых котлов, автомобильных компьютеров, буровых установок (кстати, система активно применяется и в российской нефте-газовой отрасли) и массы других устройств от простейших контроллеров до сложных бортовых комплексов автономных подводных и космических аппаратов. Здесь и работа с пластиковыми картами VISA в Северной Америке, и управление дорожным движением в канадском городе Оттава-Карлтон.
Самое впечатляющее применение QNX в телекоме — ОС для систем маршрутизации операторского класса Cisco IOS XR представляет собой целевую систему на базе Neutrino (конечно, в IOS XR больше разработанного компанией Cisco софта, но выбор QNX в качестве основы для подобной платформы говорит о многом). В Санкт-Петербурге QNX применяется в системе автоматизированного контроля и управления разводкой Троицкого моста, в метрополитене и много где еще — всего не упомянешь. Отдельно стоит отметить разрабатываемые компанией «СВД Встраиваемые системы» изделия КПДА, которые представляют собой сертифицированные для российской оборонки версии QNX.
Совершенно очевидно, что такая универсальная, надежная, масштабируемая (и прочее) операционная система может работать и на гаджетах. Но здесь есть одна проблема — встраиваемая графическая подсистема Photon для этого совершенно не приспособлена. Однако не все так плохо — еще до продажи компании в QSS задумывались об использовании своих разработок в этой области и начали делать новую графическую подсистему. Ничего удивительного — если не принимать во внимание отсутствие адекватного интерфейса — QNX была бы идеальной системой для современных планшетов и коммуникаторов. Наверняка она будет требовать гораздо меньших ресурсов, чем пришедшие с десктопа Linux, iOS и Windows (обеспечивая при этом более надежную работу устройства). Разработчики реализовать свои наполеоновские планы не смогли. Не исключено, что у RIM это получится. Кстати, тот факт, что в новой графической подсистеме QNX активно использовались технологии Adobe Flash и JavaScript наводит на определенные мысли — скорее всего интерфейс анонсированного планшета использует старые разработки QSS (представители RIM также много говорят про использование Flash и JavaScript в интерфейсе своего планшета).
Кивино гнездо: За кулисами кибервойны
Сеймур Херш, ветеран американской публицистики и признанный ас журналистских расследований, своими статьями не раз сумел заметно повлиять на политическую обстановку в США. Специализируясь на темных секретах военных и разведки, Херш обрел в этих скрытных кругах настолько информированные источники, что вот уже 40 лет его расследованиям удается не только «открыть публике глаза», но и порой вызывать реальные перемены в обществе.
Материалы Херша периода вьетнамской войны рассказывали о тщательно замалчиваемых Пентагоном случаях массовых зверских убийств среди мирного населения и в немалой степени способствовали росту антивоенных настроений среди американцев. В середине 1970-х статьи журналиста о тайных операциях ЦРУ вызвали в США столь мощный резонанс, что Конгрессом была создана специальная комиссия Черча для расследования бесконтрольной деятельности в шпионских спецслужбах страны.
Несмотря на преклонный возраст, сейчас ему уже за 70, Сеймур Херш и поныне активно занимается раскопками и анализом военно-разведывательных секретов. А всегда честные и последовательные в своей позиции публикации журналиста создали ему настолько безупречную репутацию, что информацией с ним доверительно делятся носители секретов любых рангов — от самых высокопоставленных начальников (как правило, уже отставных) до рядовых сотрудников военных, разведывательных, дипломатических и других государственных ведомств.
Поэтому вряд ли удивительно, что именно благодаря Хершу и его статьям в журнале New Yorker американская и мировая общественность впервые узнала о таких подробностях «войны с терроризмом», как пытки заключенных и прочие злодеяния в тюрьмах Абу-Граиб, Баграм и Гуантанамо. Об американских «эскадронах смерти», созданных для внесудебных расправ над неугодными людьми в Ираке и Афганистане. О тайной подготовке поводов для еще одной, к счастью так и не начатой, войны с Ираном и о конструировании новых «смертельно опасных» угроз для США.
В свежем номере New Yorker за ноябрь 2010 Сеймур Херш опубликовал большую статью «Онлайновая угроза. Следует ли нам опасаться кибервойны?» ("The Online Threat: Should we be worried about a cyber war?" by Seymour M. Hersh). Ключевые идеи этого исследования для постоянных читателей «Компьютерры» вряд ли станут откровением (см., например, материал "Кибервойна как мать родна"). Однако Херш напрямую общается с американскими политиками и экспертами весьма высокого уровня. Поэтому непосредственно из их уст особо поучительно услышать признания о том, что мрачнейшие предсказания близкой киберкатастрофы и шумный гвалт, поднятый вокруг угроз кибервойны — все это, в сущности, лишь энергичные попытки заполучить как можно больше бюджетных миллиардов на финансирование и без того раздутых военных и разведывательных программ. Ибо давным-давно известно, что нет лучшего способа для выбивания денег, чем стращание законодателей и обывателей угрозами неминуемой войны.
Но поскольку в кибервойне по определению довольно сложно ожидать большие потери в человеческих жизнях (что пугает публику больше всего), то был изобретен хитроумный «трюк с подменой». Обычный кибершпионаж, который всегда в сетях был, есть и будет, в какой-то момент стали называть иначе — «кибервойной». А всевозможные шпионские операции, нарастающие в компьютерных сетях, соответственно, теперь стали именоваться кибератаками. То есть «нападениями» врагов, потенциально грозящими столь катастрофические потерями в критических инфраструктурах государства и бизнеса, что по масштабам они становятся сравнимыми с потерями от ударов традиционным оружием массового поражения. А это, ясное дело, требует незамедлительных мер противодействия и очень, очень серьезных капиталовложений в национальные военно-разведывательные проекты...
Помимо внятного изложения всей этой кухни кибервоенных страшилок, данная статья, как и все расследования Херша, особо интересна, конечно же, конкретными фактами из секретной деятельности военных и спецслужб. Самым яркой историей непосредственно в данной публикации стал сравнительно недавний инцидент с аварией самолета радиоэлектронной разведки США у берегов Китая. Об этой истории, но существенно в ином контексте быстрого и тотального стирания данных на магнитных носителях, «КТ» также в свое время рассказывала (см. "Наука полного уничтожения"). Однако теперь есть возможность разобраться с данным событием намного более подробно, коль скоро оно сыграло немаловажную роль в раскручивании Пентагоном маховика кибервоенных приготовлений.
Итак, согласно перекрестным свидетельствам, полученным Сеймуром Хершем из самых надежных источников, картина происходившего выглядела так.
Первого апреля 2001 года американский разведывательный самолет EP-3E Aries II, выполнявший задачу по радиоперехвату в регионе Южно-китайского моря, касательно столкнулся в воздухе с реактивным истребителем-перехватчиком Китая. Это событие стало причиной первого международного кризиса для только что вступившей во власть госадминистрации президента Джорджа Буша. Китайский истребитель в результате разбился, а управлявший им летчик погиб, однако пилоту американского турбовинтового самолета, лейтенанту ВМС Шейну Осборну, удалось совершить аварийную посадку машины на аэродром китайской авиабазы на острове Хайнань в пятидесяти милях от материка. Впоследствии Осборн опубликовал мемуары, в которых красочно описал «непрестанные удары вибрации», сотрясавшие набитый техникой и людьми самолет в то время, как он за тридцать секунд падения потерял два с половиной километра высоты, прежде чем пилоту удалось восстановить управление машиной.
На борту самолета находились двадцать четыре человека, мужчины и женщины, приписанные к Группе безопасности военно-морского флота, а структурно являвшиеся полевым подразделением Агентства национальной безопасности США. Спустя одиннадцать дней все эти люди были возвращены обратно в Америку, однако самолет Китай оставил себе.
В первоначальных комментариях к инциденту Пентагон сообщил прессе, что экипаж при аварийной посадке в своих действиях следовал установленному протоколу, который предписывал использовать все подручные средства, от противопожарных топоров и вплоть до горячего кофе, чтобы в срочном порядке вывести из строя разведывательную аппаратуру и программное спецобеспечение самолета. В состав этого оборудования, в частности, входила операционная система, созданная и управляемая силами АНБ, а также комплекс драйверов, необходимых для отслеживания зашифрованных сигналов от китайских радаров, речевых и электронных коммуникаций. Прошло еще более двух лет, прежде чем в ВМС решились признаться, что далеко не все вещи сложились тогда столь хорошо, как их представляли. Цитируя соответствующий документ дословно, в отчете ВМС за сентябрь 2003 года было констатировано следующее: «Компрометация Китайской Народной Республикой неуничтоженных секретных материалов … в высшей степени вероятна и не может быть исключена».
Подлинный же масштаб потерь оказался даже более огромным, чем предполагалось в отчете 2003 года, а его реальные размеры по сию пору так и не раскрыты полностью. Отставной адмирал Эрик Маквэдон (Eric McVadon), в свое время летавший с патрулями вдоль берегов России и служивший военным атташе в Пекине, рассказал журналисту, что радиосообщения с потерпевшего аварию самолета свидетельствовали — экипаж действительно занимался зачисткой принципиально важного электронного оборудования. Команде EP-3E удалось стереть файлы на жестких дисках — «обнулить их», по словам адмирала — однако физически аппаратуру они не уничтожили, что оставило данные потенциально восстановимыми. По выражению адмирала, "за кувалду никто не брался ". «Некоторые могут подумать, что все обернулось не так уж плохо, однако мне доводилось сидеть на некоторых совещаниях по поводу разведывательных потерь от произошедшего. И это было ужасно», — признался Маквэдон.
Многие специалисты американских ВМС не верили, что Китай окажется способен на обратную инженерную разработку электронной начинки в самолете АНБ. Машины, по свидетельству одного из бывших руководителей разведки, оснащенной специализированной операционной системой, приблизительный размер которой составлял что-то между 30 и 50 миллионами строк кода. Освоение этой ОС, в принципе, предоставляло Китаю своего рода «дорожную карту» к дешифрованию секретной разведывательной информации ВМС США и к оперативным данным американского флота.
Следующий общий комментарий к данному нюансу дает видный криптографический авторитет Уитфилд Диффи: «Если эта операционная система управляла тем, что вы ожидаете от разведывательного самолета, то она имела целую кучу драйверов для правильной регистрации сигналов радаров и телеметрии. Самолет был сконфигурирован для перехвата того, что он должен был отслеживать, а китайцам, конечно же, хотелось бы знать, что именно мы хотели знать о них. Что именно мы умели перехватывать, а они, возможно, не могли»...
Спустя еще несколько лет разведывательное сообщество США начало «замечать сигналы» о том, что Китай получил доступ к чувствительному американскому трафику. Реальный же масштаб своих потерь в США начали осознавать только в конце 2008 года.
Через несколько недель после того, как на президентских выборах победил Барак Обама, китайцы начали забивать целую группу коммуникационных каналов, находившихся под плотным контролем АНБ, потоками своих материалов перехвата. Об этом журналисту независимо рассказали два сотрудника из аппарата национальной безопасности в администрации Буша и один бывший руководитель разведки. Эти материалы перехвата включали в себя подробности о запланированных перемещениях американских ВМС. Создавалось впечатление, что китайцам словно очень хотелось продемонстрировать Америке, чем они располагают.
Но почему китайцы раскрывали спецслужбам США, что они имеют доступ к чувствительным американским коммуникациям? Наверняка этого по сию пору не знает никто. В кругах бушевского вице-президента Дика Чейни, к примеру, восприняли это так, будто данный поток означал своеобразное приветствие от КНР новому президенту Обаме. Однако нельзя исключать и совершенную иную возможность — что китайцы просто допустили здесь ошибку, принимая во внимание все трудности тонкой хирургической работы шпионов в современном кибермире.
Один из бывших сотрудников ЦРУ рассказал журналисту, что адмирал Тимоти Китинг (Timothy J. Keating), в тот период возглавлявший командование Тихоокеанского флота, организовал по этому поводу целую серию весьма эмоциональных совещаний на Гавайях. И уже в начале 2009 года Китинг вынес проблему на рассмотрение новой администрации Обамы. Если Китай действительно осуществил обратную инженерную разработку операционной системы самолета EP-3E, то все системы такого рода в составе ВМС США следовало без промедления заменить — с затратами порядка сотен миллионов долларов. После множества тяжелых дискуссий, как сообщают несколько источников, так и было сделано.
По свидетельству адмирала Маквэдона, данная история породила на флоте целую волну своеобразного черного юмора. Например, широко гуляла такая шутка одного из офицеров: «Вот вам один из чертовых путей к тому, чтобы получить, наконец, новую операционную систему».
Другой же, куда более мощной волной от горячих дебатов вокруг EP-3E стала тема потенциальных угроз со стороны стабильно растущей кибермощи Китая (а также, заодно, и других государств, продвинутых в компьютерных технологиях). Многочисленные и безусловно впечатляющие достижения китайцев на поприще кибершпионажа как бы сами собой стали трактоваться в качестве непосредственной кибервоенной угрозы для Америки. И ныне выглядит уже почти естественным, что на этом фоне никто даже и не вспоминает, какого рода предшествовавшие события привели США к серьезнейшим разведывательным потерям из-за инцидента с самолетом EP-3E.
Сеймур Херш сумел раздобыть эту предысторию у одного отставного американского дипломата, который по роду своей работы в тот период был полностью в курсе специфики военно-политических событий, происходивших в США и тихоокеанском регионе. По мнению этого дипломата, первопричиной всему стала полнейшая неопределенность с победителем президентских выборов в ноябре 2000 года, где состязались Джордж Буш и вице-президент демократов Эл Гор. По неудачному совпадению, той же осенью, но чуть раньше в стандартном военном отчете Пентагона о ситуации с обороной было сделано заключению, что определенного рода разведывательные полеты, ежедневно совершаемые вдоль восточных берегов бывшего СССР силами ВВС и ВМС США с авиабаз на Алеутских островах, были сочтены в новых условиях излишними. На основе чего следовала рекомендация о целесообразности их прекращения.
В соответствии с рекомендациями отчета, эти полеты были прекращены — как раз накануне выборов 2000 года. Однако после выборов вдруг получилось так, что в государственном аппарате не оказалось никого с уровнем власти, который позволял бы отдать команду, что делать с освободившимися ресурсами. Реальность же военной жизни такова, поясняет дипломат, что ни один военный командир никогда в одностороннем порядке не станет прекращать выполнение поставленной перед ним задачи.
Иначе говоря, люди начали искать себе дело. А сложившаяся в вооруженных силах система по умолчанию переключила их на цель, по уровню угроз стоявшую следующей после СССР. Такой целью был Китай. Так что разведывательные полеты вдоль китайских берегов, которые прежде проводились примерно раз в две недели, теперь стали проходить почти каждый день. Уже к началу декабря китайцев это начало изрядно раздражать, поэтому они стали действовать более агрессивно — сначала по дипломатическим каналам — против существенно участившихся разведывательных полетов американцев.
Дипломаты США сообщили военным о недовольстве и жалобах китайцев. Однако в Вашинтгтоне на тот момент по сути дела не было вообще никакой политической власти, которая могла бы внятно отреагировать на нарождающийся конфликт или объяснить Китаю суть происходящего. Никто не сказал китайцам, что возрастание частоты американских разведполетов очень мало к чему имеет отношение, кроме того факта, что ежедневной политикой страны руководит только инерция. В министерстве обороны, аналогично, в это время по сути отсутствовало высшее руководство, поскольку как демократы, так и республиканцы ожидали решения верховного суда о судьбе очередного президентства.
Вполне предсказуемом результатом такой ситуации стало нарастание провокационного поведения со стороны пилотов китайских истребителей, которым поручалось отслеживать и сопровождать разведывательные полеты американцев. Одним из сценариев такого агрессивного сопровождения стало то, что китайский перехватчик сначала совершал плавный маневр в нескольких десятках метров перед медлительным EP-3E, а затем резко включал форсаж, круто уходя вверх и оставляя позади ударную волну, которая сильнейшим образом встряхивала американский самолет. Кончились эти игры плохо. Первого апреля 2001 китайский пилот неверно рассчитал дистанцию между своей машиной и американской, допустив физический контакт самолетов. Причем ошибка эта оказалась настолько серьезной, заключает Сеймур Херш, что последствия ее для идущих в США дебатов о кибербезопасности полностью все еще так и не осмыслены...
Интервью
Дмитрий Вибе (ИА РАН) об астрофизических измерениях
Научное знание копится веками. В стремлении постичь мир ученые строят гипотезы и теории, проектируют и воплощают в жизнь сложнейшие научные установки. В естественных науках все можно проверить экспериментом. Практически весь мир (условно, конечно) можно поместить в научной лаборатории. Именно здесь решаются проблемы медицины, физики, химии, биологии, генетики и других наук. Но есть нечто, что никогда не поместится ни в одну лабораторию мира. Это — наша Вселенная. «Эксперименты» с ней может проводить только сама природа, а человеку остается лишь наблюдать за этим процессом.
Астрономия, наука о строении, развитии и структуре небесных тел и Вселенной, стоит особняком среди естественных наук, так как ей недоступны прямые эксперименты, и строить свои теории она может, лишь отталкиваясь от наблюдательной базы. Тем не менее мы знаем, что такое звёзды, как движется межзвёздное вещество, почему и как Вселенная расширяется и другие, немыслимые для обывательского понимания вещи.
На чем основано это знание? Насколько оно надёжно и обоснованно? На что опирается астрономический научный аппарат? О методах астрофизических измерений мы разговаривали с доктором физико-математических наук, ведущим научным сотрудником Института астрономии РАН Дмитрием Вибе.
- Дмитрий Зигфридович, насколько обоснованно сегодня разделение астрофизики на наблюдательную и теоретическую?
- Это разделение присуще всем естественным наукам, и астрономия (астрофизика) — не исключение. Общий принцип работы незыблем: наблюдатель при помощи телескопов собирает информацию, теоретик при помощи моделей пытается понять, что она означает. При этом современный телескоп — это устройство, очень сложное в технологическом плане, и без должной квалификации невозможно ни составить план наблюдений, ни провести их, ни обработать потом результаты.
Астрофизические модели также очень сложны, поскольку моделировать приходится очень сложные реальные объекты. Поэтому даже в простой модели зачастую сочетаются в той или иной степени чуть ли не все отрасли современной физики. Поэтому быть одновременно и хорошим наблюдателем, и хорошим теоретиком одному человеку невозможно. С другой стороны, конечно, наблюдатель должен иметь представление о теоретических моделях (чтобы наблюдать то, что нужно для их подтверждения или опровержения, а не то, что удобно наблюдать), а теоретик должен иметь представление о возможностях современных телескопов (чтобы результатом моделирования была не красивая анимация, а реально проверяемое предсказание).
- Астрономия вообще и, в частности, астрофизика, развивается стремительнее многих других наук. С чем это связано? Что является двигателем прогресса в этой науке?
- Двигателем прогресса в астрофизике, как ни скучно это прозвучит, является развитие технологий. За последние несколько десятилетий (начиная, скажем, с середины прошлого века) астрофизическая картина мира претерпела кардинальные изменения. При этом собственно физическая основа астрофизических моделей за это время проэволюционировала не столь значительно. До сих пор в профессиональной литературе в ходу имена Кеплера, Ньютона, Эйлера, Максвелла... Но вот техника наблюдений и моделирования изменилась неимоверно. Соответственно, грандиозно вырос объём информации о Вселенной, которую мы в состоянии получить и обработать. Главное достижение состоит, пожалуй, в том, что у нас появилась возможность проводить наблюдения во всём диапазоне электромагнитных волн — от гамма-излучения до радиоволн. Да и компьютерная техника заметно «подросла». Первые численные модели астрофизических процессов в 1960-е годы выполнялись на компьютерах, которые в современном мире по мощности могли бы конкурировать разве что с мобильниками.
Если же говорить более конкретно, то большой вклад в развитие астрофизики внесла гонка вооружений. Многие численные гидродинамические модели, физические базы данных попадали в астрофизику из Лос-Аламоса и других подобных учреждений. Не для астрофизических нужд разрабатывались изначально такие прорывные технологии, как адаптивная оптика и детекторы жёсткого излучения. Некоторые важные астрофизические явления и объекты (гамма-всплески, инфракрасные тёмные облака) были обнаружены при помощи военных спутников.
- Каждая наука имеет свою методологию. Какие есть особенности у методологии астрофизики?
- Можно, пожалуй, выделить две ключевые особенности: невозможность проведения запланированного эксперимента и возможность наблюдения исследуемых объектов только с одной стороны. Физик (как правило) имеет возможность так построить эксперимент, чтобы в нём наиболее выпукло проявлялся какой-то специфический процесс. В астрофизике эксперимент ставит Природа, которая нимало о нуждах исследователя не заботится. Допустим, физик хочет в деталях исследовать колебания маятника. Он сделает его из немагнитного материала, поместит на жёстком подвесе в суперизолированное помещение, откачает воздух, поставит десять камер, чтобы следить за маятником с разных ракурсов. В астрофизике тот же маятник будет сделан из материала с неизвестными магнитными свойствами, помещён в магнитное поле, подвешен на резинке, с одной стороны на него будет налетать поток газа, с другой — космические лучи, и наблюдать всё это можно будет только с одной стороны, как правило сбоку в плоскости колебаний.
Ещё один важный фактор — разнообразные эффекты наблюдательной селекции, суть которых сводится к тому, что внимание наблюдателя привлекают, в первую очередь, наиболее яркие и, как следствие, наименее типичные объекты.
Из-за этих ограничений в астрофизике к теоретической интерпретации наблюдений приходится подходить особенно жёстко. В частности, обязательно необходимо проверять, насколько предлагаемое объяснение согласуется с данными из других отраслей астрофизики. Это в общем тоже ложится на учёного дополнительным бременем: он не может позволить себе разбираться только в своей узкой области.
- В астрономии много разделов, какой из них самый сложный в смысле получения информации?
- Да в общем-то ни один из этих разделов особой лёгкостью не отличается. Но самые значительные сложности, наверное, у космологов. Им приходится иметь дело с очень большим объектом, и для выявления каких-то закономерностей необходимо с высоким качеством наблюдать если не всё небо, то по крайней мере значительные его участки, причём с
использованием космических обсерваторий. Эта задача всё ещё остаётся очень ресурсоёмкой.
- Каким инструментарием обладает астрофизика? Каким образом, наблюдая свет от удаленных звёзд, астрофизики определяют их параметры?
- Практически единственный источник информации о космических объектах — это электромагнитное излучение. Конечно, есть ещё космические лучи и нейтрино, но по информативности они со светом конкурировать не смогут ещё очень долго. Поэтому в основе астрофизического инструментария лежит, с одной стороны, необходимость зарегистрировать электромагнитное излучение, с другой стороны, необходимость понять, как оно было сгенерировано.
К счастью, электромагнитное излучение буквально напичкано информацией. Эта информация зашифрована в виде спектра — распределения энергии излучения по частотам. Общая форма спектра зависит от температуры объекта: чем объект горячее, тем дальше максимум его излучения сдвинут в область больших частот (очень горячие объекты светят в рентгеновском и гамма-диапазонах, очень холодные — в инфракрасном и миллиметровом диапазонах), сдвиг спектральных линий относительно «лабораторного» положения говорит о скорости движения вещества по лучу зрения, ширина спектральных линий — о температуре и плотности вещества. По интенсивности различных линий одного и того же элемента можно определить его содержание и состояние ионизации.
- Предположим, природу звёзд еще можно постичь. А как быть с более абстрактными явлениями, такими, как кривизна пространства?
- На самом деле, природа звёзд не более и не менее абстрактна, чем природа гравитации. Астрофизика, физика, вообще наука — это очень практическая часть человеческой деятельности, в которой не так много места для абстракций. Во всех случаях мы имеем дело с одной и той же логической схемой: есть наблюдения и есть модель, которая их объясняет. Свойства звёзд удаётся объяснить, исходя из предположения, что в их недрах происходят термоядерные реакции. Поведение луча света вблизи Солнца или, например, смещение перигелия Меркурия удаётся объяснить, исходя из предположения об искривлении пространства. Оба предположения являются равноправными составными частями общей физической картины Мира.
- Как обнаруживают экзопланеты, ведь они невидимы напрямую?
- Почему же не видны? В некоторых случаях внесолнечные планеты уже удаётся наблюдать непосредственно. В других случаях (их, правда, пока большинство) на помощь приходят косвенные методы, из которых наиболее продуктивны метод лучевых скоростей и метод затмений. В первом методе используется тот факт, что на самом деле не планета вращается вокруг звезды, а звезда и планета вращаются вокруг общего центра масс. Это небольшое движение звезды приводит к тому, что она движется то к наблюдателю, то от него. В результате из-за эффекта Допплера её спектральные линии смещаются то в синюю, то в красную область спектра. Эти колебания и выдают присутствие невидимого спутника. Если масса спутника не превышает 13 масс Юпитера, его считают планетой. Правда, метод лучевых скоростей позволяет определить не саму массу, а только её нижнюю границу, точнее, он позволяет определить произведение массы планеты на синус угла между плоскостью её орбиты и небосводом.
Метод затмений работает тогда, когда плоскость орбиты планеты почти параллельна лучу зрения. В этом случае планета на каждом обороте проходит перед звездой, частично затмевая её свет. Метод затмений более сложен, но и информации даёт больше. В частности, для затмевающих планет удаётся измерять массы, спектры и радиусы. То есть он, в отличие от метода лучевых скоростей, позволяет не просто зафиксировать сам факт наличия планеты, но и определить её физические параметры и даже свойства атмосферы.
- А как можно исследовать свойства атмосферы, если нельзя увидеть даже саму планету?
- Здесь также работает спектральный анализ. Если речь идёт о затмевающей планете, то во время затмения, то есть в тот момент, когда планета проходит по диску звезды, газовая оболочка планеты поглощает часть звёздного света, и это добавочное поглощение можно зафиксировать в наблюдениях. В тех же (пока редких) случаях, когда удаётся увидеть саму планету, возможно получить и её спектр — непосредственно, а не в виде едва заметного изменения в спектре звезды.
- Чёрные дыры представляют собой особый класс объектов, так как сами ничего не излучают. Каким образом они были обнаружены, и как были измерены их массы?
- Измерение масс чёрных дыр — как раз тот случай, когда прекрасно работают законы четырёхсотлетней давности, законы Кеплера. Наблюдая движение вещества по кеплеровским орбитам, можно определить массу того тела, вокруг которого обращается вещество. В ряде случаев оказывается, что вещество вращается вокруг «пустого» места, то есть источник тяготения в фокусе орбиты есть, обладает весьма заметной массой и при этом невидим. Очень наглядный пример — объект в центре нашей Галактики. Вокруг него вращается несколько звёзд, орбиты которых измерены с очень высокой точностью. Из параметров этих орбит видно, что звёзды движутся в поле тяготения объекта массой в несколько миллионов солнечных масс. При этом объект невидим (видно лишь слабое рентгеновское излучение падающего на него газа) и обладает очень небольшими размерами. Всё это — характерные признаки чёрной дыры.
- А можно ли объяснить эти признаки, не привлекая теорию чёрных дыр? Есть ли другие гипотезы?
- Да, время от времени публикуются статьи, посвящённые попыткам объяснить поведение звёзд в центре Галактики другими объектами — нейтринными шарами, бозонными звёздами и прочее. Однако эти объекты более экзотичны, чем чёрные дыры, а в науке принято правило, согласно которому предпочтение отдаётся более простому объяснению.
- Большая часть массы Вселенной состоит из тёмной энергии и тёмной материи, природа которых неизвестна. Как астрофизика изучает их?
- Тёмная материя локальна, её признаки наблюдаются не только в масштабах Вселенной, но и в отдельных скоплениях галактик, и в самих галактиках. Поскольку тёмная материя является источником гравитационного притяжения, её распределение можно исследовать по наблюдениям явлений, связанных с гравитацией, например по наблюдениям гравитационного линзирования. Здесь в общем ситуация примерно та же, что и с чёрными дырами, — действие поля тяготения фиксируется совершенно уверенно, а его видимый источник отсутствует. Только речь идёт не об очень компактном массивном теле, а напротив, о распределении невидимого вещества в масштабах скопления галактик.
Тёмная энергия — вещь глобальная, и её признаки проявляются в космологических наблюдениях, то есть, по сути, в наблюдениях Вселенной как целого. Но методика и здесь остаётся той же: теоретики рассчитывают, как должна выглядеть Вселенная (крупномасштабное распределение вещества, свойства микроволнового фона) при том или ином соотношении обычного вещества, тёмного вещества и тёмной энергии, а наблюдатели проверяют, насколько эти предсказания оправдываются на практике, например в наблюдениях анизотропии микроволнового фонового излучения.
- Расскажите, пожалуйста, о связи астрофизики и физики элементарных частиц! Ждут ли астрофизики каких-то определенных результатов от LHC?
- На самом деле, астрофизика — это не какая-то отдельная отрасль физики, подобная физике элементарных частиц или, скажем, физике твёрдого тела. Это скорее система применения знаний из различных областей физики к космическим объектам. Поэтому астрофизика связана и с физикой элементарных частиц, и с кинематикой, и с гидродинамикой.
При этом есть, конечно, разделы астрофизики, которые к физике элементарных частиц особенно близки. Это, например, физика космических лучей и космология, исследования вспышек сверхновых и процессы в нейтронных звёздах. Результаты LHC имеют скорее общефизическое значение, чем конкретно астрофизическое. Поэтому рискну сказать, что астрофизикам в массе не так важно, какие конкретно результаты будут получены на LHC. Хотя, конечно, очень интересно будет узнать, какие результаты там будут получены.
-А как же, например, эксперименты на LHC, предназначенные для проверки теоретических моделей столкновения космических лучей высокой энергии с молекулами атмосферы? Или вообще проверка Общей теории относительности? Разве новые данные LHC не ограничат (или расширят) модели, используемые в астрофизике?
- Астрофизика объединяет в себе сотни, может быть, даже тысячи моделей. В очень многих моделях ни релятивистских эффектов, ни энергий, для которых был построен LHC, нет. Соответственно ни результаты LHC, ни результаты проверок ОТО на этих моделях никак не скажутся. На самом деле если бы, скажем, эффекты ОТО играли столь большую роль в рядовых физических и астрофизических процессах, для проверки ОТО не приходилось бы проводить сложных и дорогостоящих экспериментов. Сложность её проверки обусловлена именно тем, что она зримо проявляется лишь в довольно исключительных обстоятельствах, которые во Вселенной редки.
- Может ли современная астрономическая картина мира оказаться неверной?
- Это сложный вопрос, и ответ на него будет зависеть от того, что конкретно понимается под астрономической картиной мира и какой смысл вкладывается в слово «неверна». Строго говоря, наши «руки» (в виде космических аппаратов) протянулись лишь чуть дальше, чем на 100 астрономических единиц от Солнца. Всё, что мы «знаем» вне этих пределов, является результатом интерпретации наблюдений электромагнитного излучения и космических лучей, то есть результатом того самого центрального процесса — построения моделей и их сопоставления с наблюдениями. При этом, даже если удаётся построить модель, которая хорошо описывает имеющиеся наблюдения и позволяет предсказать результаты новых наблюдений, остаётся вопрос единственности. Не существуют ли другие модели, которые будут не менее успешны?
Тем не менее мне кажется, что в своих основах астрономическая картина мира уже навсегда останется неизменной. Слишком многочисленны и разветвлены наблюдательные факты, на которых она строилась и строится. Невозможно, например, предположить, что энерговыделение в звёздах вызывается не термоядерными реакциями, не потянув массу последствий для других аспектов астрономической картины мира, начиная со структуры галактик и заканчивая химическим составом метеоритов. Об этом, кстати, часто забывают авторы самодеятельных научных «теорий»: в астрофизике факты чаще всего нельзя объяснять поштучно.
Сергей Анурьев («ЛитРес») об электронном книгоиздании
"ЛитРес" — компания, занимающаяся легальными продажами электронных книг, образованная создателями электронных библиотек FictionBook.lib, Альдебаран, Litportal, Bookz.ru и Фэнзин в 2006 году. Что поменялось с той поры? И как наступающий бум электронных книг скажется на судьбе книгоиздания в России? Об этом «Компьютерра» беседует с генеральным директором «ЛитРеса» Сергеем Анурьевым.
— Расскажите, пожалуйста, какие изменения в компании «ЛитРес» и отрасли в целом произошли с 2007 года и до сегодняшнего дня?
- В 2007 году рынка в полноценном понимании этого слова не было. Был не очень результативный, но несомненно полезный опыт «КМ Онлайн», который предлагал лицензионный ассортимент до тысячи наименований.. У проекта были явные проблемы с генерированием продаж, коммуникацией с правообладателями и работой с пиратами. Наступала новая пора, связанная с изменением Гражданского Кодекса, был очевиден большой спрос на электронные книги, но не было хорошего предложения.
Прошло всего лишь три года, а изменилось практически все. Если в 2007 году портфель электронных книг наших ключевых поставщиков АСТ и «Эксмо» насчитывал до ста позиций, то сегодня их суммарное количество увеличилось на порядки и составляет более десяти тысяч позиций.
Сам проект «ЛитРес» на старте был обсуждаем и неоднозначен в понимании как авторов, так и потребителей. Предлагалось платить за книги, а тут вокруг пираты и все можно скачать бесплатно.
Сегодня пользователь понимает, что есть платные и пиратские модели, и он сам выбирает, какие книги будет читать: лицензионные или пиратские. В целом, сегодня приобретение электронных книг за деньги не вызывает вопросов ни у покупателей, ни у авторов. Это стало привычным подходом к распространению книги в современном мире.
Нужно понимать, что на момент 2007 г. за рубежом из аналогичных проектов был только www.ebooks.com. Но о нем было известно только в среде продвинутых специалистов. Книги на ebook.com были представлены на английском языке, и это было отнюдь не массовое явление. В отечественном сознании, которое ориентировано на восприятие всего через какие-то зарубежные аналоги, продажа электронных книг на тот момент была странной затеей.
Однако с тех пор произошло множество изменений. Осенью 2007 года вышел первый Amazon Kindle; затем вышел Kindle 2 и в 2010 — Kindle 3. Также в 2010 году на рынок электронной книги вышел Apple с приложением iBook для пользователей iPhone, iPad, iPod и пр. С точки зрения потребителя тоже произошло много изменений: если б в 2007 году какой-нибудь пассажир метро достал читалку, это был бы нонсенс. Сейчас, по нашим оценкам, до трети пользуются для чтения в метро либо телефоном, либо ридером, либо другим устройством для чтения. Пользователи шагнули в сторону прогресса. То есть в 2007 году рынка не было вообще, а теперь он есть и активно развивается. Изменения эти произошли за какие-то два-три года.
Поделиться книгой: