Юный техник, 2005 № 01

НАС СНОВА ПОСЕТИЛИ ПРИШЕЛЬЦЫ? Прошедшим летом Англию вновь посетили инопланетяне. Во всяком случае, так считают уфологи, указавшие, что пришельцы, десантировавшиеся близ местечка Салбери Хилл, оставили явственный след своего пребывания — гигантский круг на поле диаметром около 100 метров. В центре «следа» выстрижены символы, которые, по поверьям индейцев майя, предвещают конец света.

Уфологи, прибывшие на место посадки предполагаемого НЛО, выдвинули несколько гипотез появления загадочного круга — от приземления космического корабля до «завихрений магнитного поля». При этом самую реалистичную версию — о рукотворном происхождении круга — они отвергли напрочь.

ЖЕРТВА МЕТЕОРИТА. Британская старушка — 76-летняя Паулина Агусс — стала жертвой падения метеорита. Осколок небесного тела размером с грецкий орех настиг пожилую женщину в саду. Он вонзился бабушке в руку, оставив глубокую резаную рану. Осколок коричневатого камня с металлическим блеском подобрал муж старушки — 77-летний Джек Агусс. Камень отправлен на анализ. Если ученые подтвердят, что в миссис Агусс действительно попал метеорит, она станет первой женщиной в Великобритании, в которую попало такое небесное тело. Последней зафиксированной жертвой падения метеорита была египетская собака. Полвека назад метеорит попал ей в голову, и животное скончалось на месте, пишет газета «The Daily Telegraph».

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Загадочные солитоны

Долгое время считалось, что рассказы моряков о том, что среди волн обычных существуют еще и царь-волны невиданной высоты и сокрушительной силы, не более, чем легенда. Однако исследования, проведенные с помощью спутников, показали, что старинное поверье имеет под собой реальную почву.

Ученые стран Евросоюза совместными усилиями осуществили недавно уникальный проект MaxWave по изучению гигантских океанских волн, так называемых солитонов, которые совсем не похожи на цунами, возникающие в результате землетрясений и набирающие сокрушительную силу лишь на мелководье.

Как рождаются солитоны, науке неизвестно, а между тем они гораздо опаснее и коварнее цунами. Ведь их появление невозможно точно предсказать, хотя разговоры о них начались еще 170 лет назад…

Впервые необычную волну описал известный английский, а точнее — шотландский физик Джон Скотт Рассел. Ему же, кстати, принадлежит и термин great solitary wave — большая уединенная волна, или просто солитон.

Увидел же Рассел вот что.

«Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара лошадей, — писал профессор Эдинбургского университета, который, между прочим, свою первую ученую степень бакалавра получил, когда ему едва минуло 16 лет. — Баржа неожиданно остановилась, наткнувшись на мель, но волна, которую она привела в действие, продолжала двигаться»…

Нечто подобное, вероятно, каждый из нас видел многократно. Но лишь настоящий ученый способен, проводив волну взглядом, вскочить на лошадь и поскакать вслед за ней. Он следил за движением волны, долгое время не менявшей своей формы и скорости, пока, наконец, она не уменьшилась настолько, что перестала быть видимой…

Удивленный профессор впоследствии не только описал замеченное явление, назвав его «волной трансляции», но и попробовал разобраться в характере подобных волн.

Однако — удивительное дело! — ему мало кто поверил. С солитонами произошло примерно то же самое, что и с метеоритами и шаровыми молниями. Очевидцы утверждали, что они существуют, а ученые упорно отказывали им даже в самом факте существования.

Забавно, но в какой-то мере они оказались правы в своем скепсисе. Ведь даже спустя 150 лет, когда в Эдинбурге собрались участники специальной международной конференции по солитонам, съехавшиеся из 24 стран мира, им не удалось воспроизвести «волну Рассела». Хотя на том же канале поставили такую же баржу старинной формы, так же ее разогнали и остановили. Уединенной волны получить так и не удалось!

Возможно, именно потому и современники Дж. Рассела, и исследователи более позднего времени, развивая теорию солитонов применительно к газам и даже твердым телам, все же упорно отказывались верить, что подобные волны существуют в океане.

Однако справедливость все же восторжествовала. Была разработана специальная научная программа, в рамках которой искусственным спутникам Земли дали команду отслеживать появление больших волн в Мировом океане.

Впрочем, дело тут не только в научном любопытстве, но и в чисто практической необходимости. Моряки продолжали утверждать, что волны-одиночки бывают высотой с 12-этажный дом. Они внезапно возникают на открытых океанских просторах среди сравнительно небольших волн и представляют серьезную угрозу даже для крупных кораблей.

Именно на волны-гиганты списывают многие случаи неожиданного исчезновения судов. По оценкам специалистов, ежегодно в неравной схватке с такими волнами гибнут десятки кораблей. Например, индонезийский паром «Вимала Дхарме», совершавший в сентябре 2003 года рейс между островами Бали и Ломбок, потерпел крушение, встретившись с солитоном. Круизному лайнеру Queen Elizabeth II, атакованному в 1995 году волной высотой 29 метров, повезло больше: он удержался на плаву, но имущество и пассажиры на его борту серьезно пострадали…

Правда, некоторые исследователи полагали, что очевидцы все-таки путают с солитонами волны цунами, возникающие, когда в каком-то месте на дне Мирового океана возникнет землетрясение или извержение вулкана. Находились также океанологи, которые утверждали, что возникновение огромных волн возможно за счет интерференции, соединения нескольких малых, и происходит такое явление крайне редко — не чаще, чем раз в десять тысяч лет.

Однако исследования в рамках проекта MaxWave с помощью радарных спутников Европейского космического агентства показали: чудовищные волны на поверхности Мирового океана — это не мираж, и они не так уж редки. За три недели экспериментов, проведенных летом 2004 года, радары уловили появление 10 волн высотой более 25 метров.

Таким образом, документально доказано, что волны-гиганты действительно существуют, и они — явление не такое уж редкое, как предполагалось ранее. Теперь ученым предстоит найти объяснение тому, как и почему возникают такие волны. Одно из предположений: источниками солитонов могут служить загадочные вихри диаметром в сотни километров, которые эпизодически отмечают те же спутники в Мировом океане. Но что это за вихри? Как, откуда и почему они появляются?..

Вопросов пока больше, чем ответов. Единственное, что удалось выяснить: вовсе не каждая девятая волна океанского шторма является солитоном, как считали некогда моряки. Что ж, как говорится, и это хорошо.

Станислав ЗИГУНЕНКО

ЧИТАТЕЛЬ-ЧИТАТЕЛЯМ

Как создать «молекулярного» робота?

Уважаемая редакция! Думаю, читатели «Юного техника» помнят фантастический фильм «Терминатор-2»? Робот, созданный из какого-то жидкого металла, напоминающего ртуть, был практически неуязвим, мог одолевать любые преграды…

Я попытался представить, как можно осуществить такую конструкцию на практике. Первое, что пришло мне в голову: управляемую текучесть можно получить на основе электрореологических или магнитореологических жидкостей. Такие жидкости, состоящие из взвеси микроскопических металлических частиц в минеральном масле, используются в бесступенчатых коробках передач — вариаторах. Когда на такую жидкость в резервуаре подают электрическое или магнитное поле, она меняет свою вязкость. Чем сильнее поле, тем меньше вязкость. На прямой передаче жидкость по существу превращается в монолит, «намертво» связывающий ведущий и ведомый валы. Но если скорость вращения на выходе нужна меньше, поле ослабляют, и валы начинают прокручиваться друг относительно друга. Таким образом, меняя напряженность поля, можно осуществить любое передаточное число без всяких шестеренок.

Схожим образом можно управлять и формой пластичного робота.

Таким представил себе «молекулярного» робота наш художник.

А на этом рисунке вы видите, какой представляет Андрей так называемую каркасную клетку будущего суперробота.

_{Цифрами на схеме обозначены: 1 — микрочипы; 2 — энергоблок; 3 — манипулятор-скрепка, позволяющий в случае необходимости объединить несколько микророботов. 4 — раздвижные створки; 5 — оболочка.}

Написал я это — и задумался: «Но ведь тогда придется создавать дополнительно какую-то систему, которая бы управляла пластичностью жидкости. И саму эту систему мало сконструировать, ею ведь тоже надо управлять…»

В общем, получается многоступенчатая цепочка, не дающая по существу никаких преимуществ по сравнению с обычными роботами.

Но тут мне попалась на глаза работа известного всем Станислава Лема. Кроме фантастических романов, он, оказывается, время от времени пишет научно-популярные статьи, в которых рассуждает о тех или иных научно-технических проблемах.

В статье «Искусственный неинтеллект» Лем прямо говорит, что для выполнения обязанностей на 97,8 % рабочих мест в сфере как физического, так и умственного труда интеллект вообще не нужен. Люди просто изо дня в день автоматически пользуются навыками, полученными когда-то в процессе обучения.

Что же им необходимо? Хорошая ориентация, сноровка, ловкость и иногда — сметливость. Но всеми этими качествами обладают даже насекомые. Взять хотя бы муравьев. Каждый из них умеет разыскивать добычу, находить дорогу к дому, способен в случае нужды вызвать подмогу и даже обладает навыками счета. Этого вполне достаточно для решения практически всех повседневных задач. А в экстренных случаях муравьи собираются все вместе и, согласно некоторым данным, вырабатывают общее решение.

Но если так, то, быть может, стоит отказаться от идеи централизованного управления роботом? Давайте сделаем множество мельчайших роботов, распределим между ними обязанности, и пусть каждый работает по собственному алгоритму. И при этом еще в каждого заложим некое сознание, что он является частицей целого. Тогда по мере усложнения решаемых задач несколько микророботов смогут кооперироваться, действовать сообща…

Следующими шагами на этом пути может стать копирование в масштабе 1:1 отдельных клеток и даже вирусов. Последние достижения микроэлектроники, постепенно становящейся молетроникой — то есть электроникой, где каждый чип представляет собой лишь молекулу, — позволяют надеяться на это.

Ну а уж какой будет молекула — частицей твердого тела, жидкости или даже газа, — это уж, извините, частности.

В заключение немного о себе. Я живу в Беларуси, в небольшом городке Глубокое (это в Витебской области). Люблю читать научно-популярную литературу, в том числе и ваш журнал. Мечтаю о компьютере. В классе меня дразнят очкариком и профессором, но я полагаю, что займу достойное место в жизни. Благо, что у меня есть брат-близнец; вдвоем нам легче.

ОТ РЕДАКЦИИ

Спасибо Андрею за интересное письмо. Рады, что у нас есть такие читатели.

Честно сказать, идея создания робота из отдельных микрочипов, способных действовать самостоятельно, не так уж и нова. Впервые, пожалуй, «разумное облако» описал еще лет тридцать тому назад английский фантаст и астрофизик Ф. Хойл.

Действуют аналогичные биороботы и в романе нашего соотечественника Евгения Гуляковского «Сезон туманов», вышедшем в 1982 году.

Ценно в разработке А. Голубовского то, что он не только самостоятельно построил всю цепь рассуждений, как и его предшественники, но и сумел внести свое рациональное зерно. Судя но эскизам, приложенным к письму, Андрей намерен разделить клетки-микрочипы по специальностям. Подобно муравьям в том же муравейнике, где одни кормят подрастающее поколение, другие охраняют входы в муравейник, а третьи — добывают для всех еду, Андрей предлагает создавать особые клетки-роботы, подобно тому, как они специализированы в органах и организмах. Так, по крайней мере, на первых порах, создать «молекулярного» робота будет легче.

Андрей ГОЛУБОВСКИЙ

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА

Как создаются изобретения

Значительная часть изобретений, хранящихся в фондах патентных библиотек мира, оказались бесполезны для человечества и не принесли ни славы, ни богатства своим авторам. Однако часть в той или иной степени изменила облик мира. О них и поговорим.

Все изобретения можно разделить на две группы. Одни не имеют мировых аналогов, представляют собою нечто совершенно новое, не похожее на что-либо существовавшее до сих пор. Их называют пионерными. К ним можно отнести каменный топор, колесо, паровоз, самолет, лазер, атомную бомбу, транзистор…

Другие улучшают параметры уже существующих объектов. Так, топор железный — всего лишь улучшенный вариант топора каменного, а гильотина, изобретенная и лично испытанная королем Франции Людовиком XVI, — это тоже топор, хотя и специального назначения…

Пионерные изобретения всегда открывают не только новый вид деятельности, но и целые отрасли промышленности. Яркий пример тому — изобретение автомобиля, которое привело не только к появлению автопромышленности, но и повело за собой развитие других отраслей: производство бензина, строительство дорог, изменение архитектуры и планировки городов, да и всего жизненного уклада.

Рождаются изобретения тоже по-разному. Самолет, например, создавался на протяжении ста лет трудами сотен энтузиастов. Дело же завершилось успехом, когда работавший в США О.Шанют передал итоги своих 30-летних трудов братьям Райт, а те, проработав еще лет десять, создали первый практически летавший аппарат.

Другие изобретения создаются случайно, по озарению, будто только того и ждали, чтобы вырваться на свободу. Но нередко им приходится еще долго искать применения в практической жизни. Как правило, такие изобретения менее значительны, не производят в нашей жизни революций, как, например, телефон или радио. Но при определенных условиях также приносят успех, признание и достаток своим создателям.

«Глупое тесто»

В годы Второй мировой войны значительная часть резины производилась в США из сока каучуконосных растений. Но почти все регионы, где они произрастали, были оккупированы Японией. Вот почему инженер компании «Дженерал Электрик» Джеймс Райт занялся проблемой поиска синтетических заменителей каучука.

Как-то раз, смешав борную кислоту с силиконовым маслом, Райт получил резиноподобный ком, обладавший необычными свойствами. При падении на пол он высоко подпрыгивал, при резком растяжении — рвался, при медленном — тянулся. Если же ком оставляли лежать на столе, он медленно растекался по его поверхности.

Странные свойства этого ни на что не похожего материала, который инженеры «Дженерал Электрик» прозвали «Натти-Патти» (глупое тесто), не давали им покоя. Они искали ему практическое применение и не находили. С таким предложением они обратились к химикам других стран, разослав им образцы нового материала.

Спустя шесть лет материал случайно попал в руки владелице магазина детских игрушек Рут Фоллгаттер. И она сумела сделать то, что не удалось никому другому. По совету своего менеджера Питера Ходжосона она приобрела патентные права на «Натти-Патти». Упаковав кусочки «теста» в прозрачные пластиковые коробочки, она пустила его в продажу по два доллара за упаковку и неплохо заработала.

Позже, предвидя радужную перспективу нового материала, который не годился ни на что, кроме как бросить его кусок в стену и смотреть, как он медленно по ней сползает, Питер Ходжосон выкупил у Рут Фоллгаттер права на его продажу и производство и сам стал продвигать «Глупое тесто» на рынок.

Заняв 147 долларов, он изготовил партию «теста», упаковал его в яйцеобразные коробочки и предложил этот товар нью-йоркским книжным магазинам. С 1950 года было продано более 200 миллионов яиц с кусочком «Глупого теста» внутри. И они сделали Ходжосона мультимиллионером.

А. ЕФИМОЧКИН

ВЕСТИ С ПЯТИ МАТЕРИКОВ

РАДИОФИЦИРОВАННЫЕ… ПСЫ появились в Финляндии. Теперь, отправляясь на охоту, хозяин такого пса вешает ему на ошейник специальный сотовый телефон, а с собой берет GPS-приемник. Таким образом, охотник всегда может определить, где находится его мохнатый помощник, а по характеру лая, транслируемого по сотовой связи, может даже догадаться, гонится ли пес за добычей или уже ее настиг.

Поначалу разработчики новой системы предполагали даже, что хозяева будут транслировать по радио команды собакам. Но практика показала, что, получив такую команду, пес начинает крутиться на месте, пытаясь понять, где прячется подавший голос человек…

ВИРТУАЛЬНЫЙ БОКС. В обычной практике тренировок боксеры часто проводят учебные бои с «тенью». То есть боксер сражается с воображаемым противником без малейшего риска получить сдачи. Значительно повысить эффективность подобных тренировок позволяет современная компьютерная техника. Теперь боксер облачается в специальный костюм, оснащенный датчиками положения тела. И когда он перемещается, наносит удары, уклоняется от воображаемого противника, все наглядно демонстрируется на экране компьютерного монитора. На этот же экран тренер, в случае необходимости, может «запустить» и виртуального противника, управляемого компьютером.

Таким образом боксер теперь видит виртуального спарринг-партнера, может оценивать его маневры и атаковать его уже вполне «зряче». А компьютер при этом пунктуально ведет учет всех ошибок. Новинка была продемонстрирована на международной выставке компьютерных игр, прошедшей в конце прошлого года в Дрездене, ФРГ.

СОВСЕМ ПЛАСТМАССОВЫЙ МАГНИТ создан в Великобритании. Пока состав пластика держится в секрете, известно лишь, что в отличие от предыдущих структур, имевших в своем составе ферромагнитные частицы и работавших при сверхнизких температурах, новый магнит, подобно металлическому, работает при обычной температуре. Создатели пластикового магнита намерены использовать новый материал для создания устройств памяти в компьютерах и в качестве дисков для аудио- и видеозаписи.

БЕЗ РУЛЯ И БЕЗ ВЕТРИЛ, но с компьютером вместо водителя будут теперь разъезжать рейсовые автобусы по городам Японии. Новая система дистанционного управления городским транспортом была опробована на международной выставке World Expo-2004, прошедшей в японском же городе Нагакуте. Инженеры Страны восходящего солнца продемонстрировали преимущества этой системы на практике, развозя посетителей по территории выставки. Машины двигались по определенному маршруту, ориентируясь на специальный кабель управления, проложенный под асфальтом. Двигатель же самого автобуса работает на сжиженном газе, позволяя развивать скорость до 30 км/ч. В городских условиях быстрее и не нужно.

МАЛ, ДА УДАЛ. Инженеры фирмы «Боинг» испытали на стенде малогабаритный реактивный двигатель высокой мощности, предназначенный для ускорения противоракетных средств защиты. Длина двигателя составляет всего 20 см, однако он развивает тягу до 500 кг (США).

ПЕШКОМ ПО ВОЗДУХУ предлагают теперь ходить конструкторы известной спортивной фирмы Reebok. Ими создана новая модификация кроссовок, которая отличается от предыдущих тем, что в каждой подошве устроены две воздушные полости — одна под пяткой, другая под передней частью стопы. «Воздушные подушки» соединены между собой каналом особой формы, благодаря чему давление в камерах при ходьбе может меняться. Таким образом, по мнению создателей, у владельца кроссовок создается впечатление, будто «он идет по облаку»…

ВМЕСТО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДПИСИ немецкий профессор Рольф Эгмиллер предлагает использовать в банковских компьютерных сетях данные биометрии клиента. Теперь желающие могут заверить подлинность своего распоряжения, пересылаемого по Интернету, электронным отпечатком собственного пальца. В банковском компьютере происходит сравнение присланного отпечатка с эталонным, и на основании этого делается заключение, подлинное это распоряжение или фальшивое. Хакерам подделать отпечаток пальца труднее, чем электронную подпись, уверен профессор, а стало быть, случаев успешного мошенничества будет значительно меньше.

ФАНТАСТИЧЕСКИЙ РАССКАЗ

«Скульптор природы»

Александр МАТВЕЕВ