Помоги проекту - поделись книгой:
Ученые уверены: гидрокомпьютер, вычисления в котором выполняются с помощью пузырьков, которые движутся по микроканалам, проложенным внутри кремниевого кристалла, вполне реален. Дело в том, что направлением движения газового пузырька в канале довольно просто управлять с помощью других пузырьков. Когда пузырек достигает развилки, он всегда поворачивает туда, где меньше сопротивление потоку жидкости. Присутствие же самого пузырька в канале значительно увеличивает сопротивление, и, если есть возможность выбора, следующий пузырек за ним не пойдет.
Пользуясь этим и меняя форму каналов, можно изготовить различные логические вентили. Более того, маленькие пузырьки могут управлять движением больших, «усиливая сигнал» подобно транзистору. С помощью каналов можно также изготовить ячейку памяти, пузырьковые аналоги триггера, счетчика и ряд других устройств. Разработаны уже и устройства для преобразования сигнала из электрической формы в пузырьковую и обратно.
Причем все это — вовсе не забава университетских чудаков, которым больше делать нечего. Оказывается, микроструйные химические лаборатории применяются в тех случаях, когда исследователям приходится работать с микроскопическими количествами очень дорогих или опасных веществ.
Ахиллесова пята подобных устройств — помпы и электромагнитные заслонки, управляемые обычным компьютером: они не очень надежны. Но теперь, возможно, ситуация изменится, полагают исследователи. По крайней мере, часть логических операций в «химическом чипе» пузырькового компьютера можно будет выполнить с помощью мигрирующих по каналам пузырьков, что сократит количество помп и заслонок, а то и позволит вовсе отказаться от них.
К сказанному остается добавить, что подобные аналоговые компьютеры, с помощью которых проводились эксперименты на ранних стадиях развития вычислительной техники, были довольно популярны в некоторых областях исследований лет тридцать тому назад.
Будем надеяться, что и «буль-буль» компьютеры, первые чипы с пузырьковой логикой для которых появятся на рынке через пару лет, тоже найдут свое применение. Например, при моделировании процессов аэрогидродинамики. Правда, скорость работы наших компьютеров не очень велика.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Укрощение урагана
Снова лето, и опять метеосводки напоминают донесения с поля боя. На юге — заморозки, на севере — тропическая жара, и повсюду — нашествие ураганов, смерчей и торнадо. Что происходит? Научится ли человек справляться со стихией?
Торнадо — так называют в Америке смерч — это атмосферный вихрь, возникающий в грозовой туче и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности Земли, в виде темного облачного рукава, или хобота, диаметром в десятки и сотни метров. Скорость движения воздуха в таком вихре может превышать 1000 км/час! Как показывают расчеты, мощность даже небольшого торнадо диаметром 50 м и высотой 1 км составляет порядка 100 млн. кВт. А это, между прочим, мощность всех электростанций бывшего СССР.
Перемещаясь вместе с облаком, торнадо может причинить огромные разрушения, снося порою целые городские кварталы.
Еще мощнее ураганы. Последствия их воздействия некоторые исследователи сравнивают с атомной бомбардировкой. Быть может, поэтому академик О.Н. Крохин, работавший в 1956–1959 годах в ядерном центре на Урале, предлагает воздействовать на торнадо, ураганы и прочие подобные явления силой атомного взрыва.
Торнадо возникают как результат восходящего потока воздуха, нагретого у поверхности воды, рассуждает академик. Если допустить, что энергия собирается из цилиндрического объема диаметром 100 км и высотой 10 км, а начальная скорость ветра 15 м/сек (54 км/час), то энергия составит в тротиловом эквиваленте около 1 мегатонны.
Однако при этом сам ученый специально оговаривается, что для применения такого способа нужны особые международные договоренности — ведь испытания, а тем более применение ядерного оружия в трех средах — в воде, воздухе и на земле — запрещены. Кроме того, и это, пожалуй, главное, — пока никто не может сказать, насколько будет эффективен такой взрыв — ведь его нужно производить точно в эпицентре урагана в строго определенное время. А для этого, по меньшей мере, нужно заранее знать, где и когда ураган возникнет.
Сейчас исследователи знают лишь, что для возникновения вихря необходимо, во-первых, чтобы океанская вода была разогрета, по крайней мере, до +26 °C. Во-вторых, необходимо безветрие. И тогда образуется тепловой насос, работающий за счет перепада температур между поверхностью океана и верхними слоями атмосферы.
Вращение Земли закручивает смерч в спираль, внутри которой образуется «глаз» — область относительного спокойствия. Внутри такого «глаза» более холодный воздух опускается на поверхность океана, где втягивает в себя тепло и влагу, подпитывая сам себя. И как показывают наблюдения и расчеты, в течение одного дня стихия может накопить, а затем высвободить столько энергии, будто в ней заключено 400 ядерных бомб в 20 мегатонн каждая!
Конечно, бороться с таким явлением очень непросто. Однако и у урагана есть своя ахиллесова пята. Дело в том, что свою гигантскую энергию он накапливает постепенно, забирая ее, как сказано, с поверхности океана. Стало быть, ослабить силу урагана вполне можно, если во время его зарождения понизить температуру воды. Охладить океан нелегко, но можно теоретически, если, например, добавить в теплую воду холодной. Где ее взять?
В одном из экспериментов облака, сопровождающие ураган, заставили пролиться дождем, высыпав на них несколько десятков тонн сухого льда. К сожалению, эксперимент не удался. Ураган изменил направление, но не утих. В результате один человек погиб, а около 2000 семей остались без крова.
Но есть сейчас и более сильные средства, нежели обычный сухой лед. В частности, облака можно обрабатывать так называемым дирулином — реагентом, обладающим эффективностью в десятки раз большей, чем углекислота. Жаль только, что вряд ли какая страна в мире найдет 300–400 грузовых самолетов, чтобы загрузить их этим недешевым или другим химикатом, чтобы всем вместе атаковать «глаз бури». Но в любом случае даже при неудаче вреда от них будет заведомо меньше, чем от ядерных взрывов.
Аналогичная мысль — уменьшить силу удара воздушной стихии, охладив воду, — возникла и у Моше Аламаро, руководителя лаборатории по изучению взаимодействия океана и атмосферы Массачусетского технологического института.
«Давайте на большую баржу поставим соплами вверх два десятка отработавших свой ресурс в небе турбореактивных двигателей, — предлагает он. — Направим баржу в то место океана, где, по предсказаниям метеорологов, вскоре должен пройти набирающий силу ураган. Включенные двигатели создадут своими выхлопами сильнейший восходящий поток, который заберет часть тепла с водной поверхности».
Чтобы охладить океанскую поверхность, предлагают даже экзотические способы — например, отбуксировать в нужное место… айсберг. Ледяная гора охладит воду, и ураган опять-таки не наберет мощь.
Но почему бы тогда не обратить внимание и на работу академика М.С. Сагова, экспериментирующего с вихрями?.. Он провоцирует их образование с помощью своеобразного пылесоса, образующего относительно небольшие — метров в 15–20 высотой — смерчи-торнадо. После запуска установки, моделирующей условия возникновения смерча, вихрь затем способен существовать самостоятельно, отсасывая теплый воздух с поверхности суши или воды.
Пока академик планирует очищать таким образом атмосферу города от вредных выбросов. Но если вдуматься, такие мини-вихри, откачивая теплый воздух, могут ведь отбирать энергию и у набирающего силу смерча или торнадо. Тем более что спутниковые системы слежения позволяют фиксировать и даже прогнозировать курс движения вихрей, особенно в тех районах, где они образуются наиболее часто.
ВНИМАНИЕ, КОНКУРС!
Какие еще способы укрощения стихии можете предложить вы? Пишите. Лучшие проекты мы опубликуем на страницах журнала и передадим специалистам Научно-аналитического центра МЧС.
Ответы присылайте по адресу:
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
НЕДОЛГОВЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПАМЯТЬ. Ученые-архивисты объявили 90-е годы XX века «черной дырой», поглотившей огромное количество информации. Дело в том, что ныне обнаружилось: дискеты и цифровые диски приходят в негодность уже через 20 лет. И мы уже никогда не узнаем содержание первого электронного письма, хотя в историю вошли слова первой телеграммы Сэмюэла Морзе, переданной им еще в позапрошлом веке, и содержание первого разговора по телефону, изобретенному Александером Беллом.
Письма еще более ранних веков до сих пор бережно хранят мысли и слова некогда живших людей, рассказывают нам об их жизни. А вот современная электронная переписка стремительно теряется. Так что теперь эксперты говорят о срочной необходимости заняться переводом важнейших цифровых материалов на бумагу. Например, члены организации «Коалиция цифрового хранения», которые еще недавно призывали правительства заняться созданием цифровых архивов, теперь предлагают дублировать самые важные документы на бумаге. Ведь она не только «все стерпит», но и сохранит написанное на тысячелетия.
Еще одна проблема состоит в том, что носители информации и способы ее воспроизведения стремительно устаревают; так что требуется постоянно переводить содержащиеся в цифровом виде архивные данные в новые форматы. Иначе в будущем может возникнуть ситуация, когда под рукой не окажется ни одного аппарата, который мог бы воспроизвести «старинный» лазерный диск.
Следом за важнейшими электронными документами, которые теперь будут дублироваться в печатных текстах, видимо, придется переводить на виниловые пластинки и записи, сделанные на современных цифровых дисках.
РУБАШКА ДЛЯ ЖАРЫ. Специально для сотрудников закрытых помещений, страдающих от зноя жарким летом, в Японии разработана рубашка с гипервентиляцией. Два орошающих пропеллера «вживлены» в ткань рубашки ниже линии пояса. Питание их осуществляется от стандартных батареек или через провод, подключающийся к ноутбуку либо в автомобильный «прикуриватель».
ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ПОДВЛАСТНЫ ДАЖЕ КОМПЬЮТЕРЫ. К такому выводу пришел сотрудник национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) Жан-Люк Вей. Проводя эксперименты с электронами и другими частицами на ускорителе, он пришел к выводу, что на них тоже распространяются законы теории относительности Эйнштейна. В частности, при изменении скорости движения меняется их масса. А поскольку именно электроны являются носителями информации в современных компьютерах, то, вероятно, необходимо учитывать фактор относительности при особо громоздких вычислениях, проводимых в суперкомпьютерах, обладающих высокими скоростями счета, полагает Вей. Иначе точность расчетов ухудшается.
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
История «липучки»
Застежку «молния», как известно, в 1893 году изобрел Уиткомб Джадсон. А кто, интересно, придумал застежку типа «липучка»?
Наташа Свешникова,
г. Иваново
Историю «липучки» можно отсчитывать с 1947 года, когда после охоты обедневший французский аристократ Жорж де Местраль (см. фото), выдирал репьи из шерсти своего пойнтера. Видимо, тогда задумался, нельзя ли вред обратить на пользу. Однако скоро только сказки сказываются. Долгих семь лет потратил де Местраль на совершенствование своей идеи и на поиски денег для претворения ее в жизнь. Никто не хотел тратиться на «никчемную» затею. Заинтересовался ею только один человек — ткач, который на ручном станке сделал две хлопчатобумажные ленты: одну с крючками, другую с петлями. Однако сцепление между ними оказалось слишком слабым: петли из обычных ниток крючки рвали при разъединении застежки.
Поделиться книгой: