Помоги проекту - поделись книгой:
1 — батискаф; 2 — отсек служебных коммуникаций, кабелей и системы жизнеобеспечения 3 — балласт; 4 — якорная лебедка; 5 — железная дорога.
КСТАТИ…
Сахалин — не Америка…
Транспортный переход соединит Сахалин с материком, а вот тоннель в Америку нам пока не нужен. К такому выводу пришли специалисты, обсудив транспортные проблемы Дальнего Востока.
Будущий переход — в виде моста или подводного туннеля — пройдет через пролив Невельского в самой узкой его части шириной около 7 км — таково расстояние между мысом Лазарева на хабаровской стороне и мысом Погиби на побережье Сахалина.
Вице-губернатор Сахалинской области Виктор Альперович уверен, что «строительство перехода через пролив Невельского радикально улучшит межрегиональную транспортную инфраструктуру. И в перспективе может стать началом транспортного коридора Япония — Дальний Восток — Европа».
Таким образом, Сахалин перестанет зависеть от погоды. Ведь в сильный шторм или иную непогоду ни самолеты туда не летают, ни морские паромы не ходят…
Между тем на острове и вокруг него ныне интенсивно ведется добыча нефти и газа, идет строительство промышленных предприятий. И железнодорожная, а также автомобильная связь с материком островитянам весьма необходима. А вот выделять средства из федерального и муниципальных бюджетов России на строительство туннеля под Беринговым проливом, который согласно проекту должен соединить Россию и Америку, наши власти пока не намерены.
С таким заявлением выступил глава Минтранса РФ Игорь Левитин. И добавил, что если частные компании решат, что это — выгодный проект, то смогут обойтись и собственными средствами. Министр пояснил, что для развития транспортной сети России туннель под Беринговым проливом «пока не актуален». Более приоритетным проектом, по его мнению, станет тоннель, который свяжет материк с островом Сахалин.
Сахалинский туннель предполагается сделать двухъярусным: на первом будут находиться железнодорожные пути, на втором — автомобильная магистраль. Общая стоимость проекта — 3 млрд. долларов.
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Четкие решения нечеткой логики
Слышал, что в наши дни все большее практическое значение приобретает так называемая нечеткая логика. Какие понятия скрываются под этим термином? Для чего они нужны в практической жизни?
Андрей Коростылев,
г. Новосибирск
Как был бы несложен окружающий нас мир, если бы на каждый вопрос можно было бы ответить «да» или «нет»! Именно таким пытался представить его знаменитый древнегреческий философ Аристотель. Однако аристотелева логика не выдержала испытания практикой. Произошло это не только потому, что на многие вопросы нельзя ответить однозначно. Существуют еще и так называемые логические парадоксы, с которыми вообще неизвестно, что делать. Вот вам лишь один пример.
Согласно преданию, Эпименид Кносский — поэт и философ, живший в VI в. до н. э. — однажды в порыве гнева заявил: «Все критяне — лжецы!» Но поскольку и он был жителем Крита, то получается, что ему самому верить нельзя.
В терминах аристотелевой логики, согласно которой одно и то же утверждение не может быть одновременно истинным и ложным, подобные самоотрицания не имеют смысла.
Такими вот не очевидными определениями и занимается нечеткая логика. Математически это значит, что некие переменные могут быть частичными членами множеств. С практической же точки зрения, истина или ложь перестают быть абсолютными, а могут быть частично истинными и частично ложными. Подобный подход позволяет математически определить, что парадокс Эпименида примерно на 0,5 истинен и на 0,5 ложен. То есть, говоря совсем попросту, не все критяне лжецы, но и не все правдолюбцы. Они — люди как люди, так сказать, серединка на половинку…
Сейчас курс нечеткой логики читается лишь в некоторых вузах, а имя доктора Лотфи Заде, родившегося в 1921 году, слышали вообще единицы. Между тем, именно он считается отцом-основателем использования нечеткой логики. Закончив в 1942 году Тегеранский университет и получив степень по электротехнике, он уехал в США, где обучался в Массачусетском технологическом институте (1946 г.) и в Колумбийском университете (1949 г.).
Основополагающая статья по нечеткой логике была опубликована Лотфи Заде в 1965 году и получила, как это нередко бывает, не слишком теплый прием в некоторых кругах академического сообщества. Даже сейчас, сорок с лишним лет спустя, в этой области все еще остаются некоторые разногласия среди теоретиков.
Суть разногласий между доктором Заде и его оппонентами, возможно, и поныне бы оставалась занятием для избранных, если бы не практические требования нашего времени. Известно, что компьютеры используют в своей работе двоичную систему исчисления, причем «О» мы можем, например, толковать как «да», а «1» как «нет».
То есть, говоря иначе, компьютеры смотрят на мир с точки зрения Аристотеля. И, наверное, потому они до сих пор не могут похвастаться особой сообразительностью. Считают они, правда, быстро, а вот стоит им подкинуть задачку из обыденной жизни, как тут же становятся в тупик.
Вот вам простой пример. Большинству людей не составляет особого труда ответить на вопрос: «Холодно ли вам сейчас?» При этом мы как-то интуитивно понимаем, что речь не идет об абсолютной температуре по шкале Кельвина. И, скажем, многие температуру +15 °C на улице воспринимают как «теплую погоду», но такую же температуру в квартире зимой определяют термином «прохладно».
Специалисты-теплотехники даже составили график (см. рис. 1), помогающий понять, как люди воспринимают температуру.
Рис. 1.
Из него следует, что температуру в +60°F (+12 °C) большинство людей воспринимает как холод, а температуру в +80°F (+27 °C) — как жару. А вот та же температура в +65°F (+15 °C), как показывает опрос, одним кажется низкой, другим — достаточно комфортной.
«Мы называем эту группу определений функцией принадлежности к множествам, описывающим субъективное восприятие температуры человеком», — пишет в своей статье, посвященной проблемам нечеткой логики, старший инженер-исследователь компании
Конечно, жизнь теплотехников была бы намного проще, если бы системы отопления функционировали лишь в одном из двух режимов — «топить» и «не топить», то есть «включено» или «выключено». Но на практике, в зависимости от температуры на улице, приходится регулировать и температуру воды в котлах, а стало быть, режим регулирования должен быть многоступенчатым. Так методы нечеткой логики становятся одним из инструментов, используемых инженерами при проектировании, например, контрольно-измерительных систем.
Не будем сейчас углубляться в теорию нечетких множеств. Скажем только, что нечеткая логика построена на ряде эвристических предположений и вероятностных рассуждений, которые позволяют инженерам ориентироваться в нашем мире приближенных величин и нечетких суждений, лучше решать практические задачи.
А теперь вернемся к решению задачи регулирования отопления в квартирах и скажем, что для данного конкретного случая теория нечеткой логики предлагает, например, такой набор правил, управляющих открытием клапана.
Кроме значения «клапан закрыт» (или 0) и «клапан открыт (1), нужно ввести еще ряд промежуточных значений — например, 0,1; 0,2; 0,3 и т. д., обозначающих ряд переходных значений, показывающих, что клапан может быть частично приоткрыт и на сколько. В итоге удается построить некую номограмму (см. рис. 2), которой удобно пользоваться на практике, повышая и понижая температуру воды в магистрали в зависимости от погоды.
Рис. 2.
Таков лишь один вариант использования нечеткой логики на практике. В наши дни она используется также во многих системах управления. Вот лишь несколько примеров. С помощью нечеткой логики работают устройства для автоматического поддержания скорости движения автомобилей, а также увеличения эффективности и стабильности работы их двигателей (компании
Дело дошло уж до того, что системами искусственного интеллекта с нечеткой логикой собираются оснащать лифты в небоскребах, автопилоты для самолетов, крылатых ракет и подводных лодок и даже квантовые компьютеры, которые будут превосходить все нынешние на столько же, на сколько сами персональные компьютеры превосходят обычные калькуляторы.
ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Эра водорода
Не успели правительства Объединенной Европы и США принять решение об очередном ужесточении допусков на выброс выхлопных газов, которое приведет к подорожанию автомобилей, как минимум, на 5 — 10 тысяч долларов, как американский инженер Джон Канзиус обнародовал свое феноменальное изобретение, способное в корне изменить ситуацию.
…Демонстрация этого устройства выглядит, как цирковой трюк. В обычную пробирку наливают обычную морскую воду, чиркают спичкой — и над пробиркой появляется голубое пламя.
Горит, конечно, не вода, а выделяющийся из нее водород. И ничего бы странного в том не было, но водород выделяется без обычного в таких случаях электрического тока и электродов. Так что же все-таки сделал изобретатель? Давайте попробуем разобраться. Тем более что радиоинженер Джон Канзиус из городка Эри в Пенсильвании честно признается, что открыл феномен совершенно случайно.
Главной целью его работы было создание особого высокочастотного генератора радиоволн, который, как надеялся изобретатель, поможет в лечении ряда раковых заболеваний. Сам Канзиус в том кровно заинтересован, поскольку в 2002 году заболел лейкемией и немало испытал, проходя курс химиотерапии.
Тогда он и задумался: нельзя ли как-то облегчить страдания людей, попавших в такую же беду? Уже через год был готов прототип аппарата разрушения раковых клеток с помощью радиоволн. Действует он так.
В больные ткани вводятся наночастицы металлов, например золота, которые свободно проходят сквозь здоровые клетки, но задерживаются в пораженных. Затем при облучении ВЧ-генератором металл разогревается и разрушает очаги болезни.
Испытания устройства Канзиуса в медицинских центрах Техасского и Питсбургского университетов дали многообещающие результаты. В настоящее время ведется тестирование метода на пациентах. Но это не все.
Во время одной из демонстраций прибора кто-то из присутствующих обратил внимание Канзиуса на то, что на дно пробирки выпадает осадок. Инженер догадался, что, вероятно, под воздействием ВЧ-излучения выделяются соли. Получалось, аппарат, возможно, пригоден для опреснения соленой воды. Инженер провел соответствующие опыты и убедился, что его догадка верна. Вот в одном из экспериментов от случайной искры вода в пробирке, находившаяся под воздействием радиоволн, вспыхнула!
Тут уж Канзиус возликовал: получалось, что он нашел простой способ получения водорода из воды.
В самом деле, было от чего радоваться. Водород, как известно, самый распространенный элемент Солнечной системы. Одно только наше светило сжигает его около 600 млн. т в секунду! И на Земле его невообразимо много — по крайней мере, треть Мирового океана, а это порядка 100 млрд. т!
Водород прекрасно горит, его можно использовать в автомобильных моторах и авиационных турбинах практически без их переделки. А вместо выхлопа получается дистиллированная вода.
Почему же до сих пор водород не используется столь же широко, как нефтепродукты? Причин тому две. Во-первых, нужно решить проблему простого и дешевого получения водорода из той же морской воды. Во-вторых, полученный водород надо как-то хранить до его использования. Рассмотрим обе проблемы по порядку.
Получают водород чаще всего разложением воды на ее составляющие с помощью электролиза. Однако электролиз требует электричества. И если использовать ту энергию, что дают тепловые электростанции, овчинка получается не стоящей вычинки. В конце концов, какая разница, загрязняют атмосферу сами автомобили или тепловые электростанции?
Пробовали использовать для получения водорода энергию ветра. Экономист Эндрю Освальд из Уорвикского университета (Великобритания) подсчитал, что перевод всех транспортных средств на водород только в США потребует включения в работу 1 млн. ветряных электростанций; для их размещения потребуется территория размером с пол-Калифорнии. Да и ветры дуют далеко не всегда и не повсюду…
Лучше обстоит дело с солнечными батареями. Наши исследователи из МГУ, например, предлагают разместить их прямо на поверхности океана и, черпая из него воду, тут же превращать ее в водород.
Такой подход более рационален. Прикрыть солнечными батареями пустынные участки океана вполне реально. А если сделать батареи полупрозрачными, то и обитатели моря не пострадают. Более того, огромные поля солнечных батарей площадью в сотни квадратных километров не позволят и ветрам устраивать штормы нынешней силы…
Но куда девать полученный газ? Его нужно сжимать или даже сжижать и на танкерах развозить потребителям. И вот здесь начинаются проблемы.
Поделиться книгой: