Увы, несмотря на стремительное расширение цифровых вселенных, большинство офисов явно не торопятся превращаться в виртуальные игровые арены. И все же стоит учесть мнение "революционеров" (к их числу относятся двое из пяти опрошенных "айбиэмщиков"), готовых хоть сейчас променять постылое кресло на милую сердцу игровую среду. Разумеется, при том непременном условии, что набираемые ими виртуальные очки сконвертируются в реальную валюту. ДК
История с барахлящими в космосе компьютерами (см. "КТ" #692) нашла неожиданное продолжение на Земле. На этот раз, правда, российская техника оказалась ни при чем, а NASA раскрыла своего рода террористический заговор.
Одна из вычислительных машин, которая должна была отправиться на орбиту на шаттле Endeavour, оказалась поврежденной сотрудником фирмы-подрядчицы аэрокосмического ведомства. Это обнаружилось во время предполетных проверок. Причем неназванный саботажник умышленно перерезал провода внутри двух компьютеров, один из которых предназначался для ближайшего старта челнока. Пока о мотивах нет никаких официальных данных, которые к тому же могут оказаться далекими от истины. Так, NASA заявило, что опасности для экипажей Endeavour и МКС не было никакой, но трудно представить, что Агентство добровольно согласилось бы признаться в обратном. Косвенным подтверждением тому, что замалчивание и в NASA взято на вооружение, является второй казус, всплывший в конце июля.
Как стало известно газете Aviation week, в результате работы независимой комиссии под руководством полковника ВВС Ричарда Бахмана (Richard Bachmann) выяснилось, что NASA как минимум дважды давало добро на полеты своих астронавтов в состоянии сильного алкогольного опьянения. При этом однажды полет челнока был отменен по техническим причинам, а вот во второй раз американец отправился-таки к МКС на российском "Союзе", вопреки предупреждениям как врачей, так и своих попутчиков. Эти события вряд ли стали бы достоянием гласности, если б не утечка информации и газетная публикация. В сложившейся ситуации NASA ничего не оставалось делать, кроме как признать оба инцидента, действительно угрожавших безопасности полетов, а равно и другие случаи, когда летавшие астронавты хоть и не были пьяны, но определенно нарушали правило о запрете на употребление алкоголя за двенадцать часов до старта. Сразу же нашлись очевидцы, которые утверждают, что астронавты выпивают непосредственно перед полетом. NASA пообещало расследовать все инциденты и впредь не допускать подобного.
После этого случая и еще не подзабытой истории с Лизой Новак остается согласиться, что отряду астронавтов следует позаботиться о чистоте своих рядов. Другой вопрос, чем вызвано желание пригубить у отправляющихся в космос военных людей, которые априори должны быть сверхдисциплинированны? Возможно, это просто разгильдяйство, а может быть, кто знает, астронавты пьют для храбрости: космический вакуум все же "не то, что рельсы в два ряда". АБ
За последний месяц компания Берта Рутана Scaled Composites (для тех, кто забыл, – та самая, что запустила SpaceShipOne) пережила два знаковых события. Увы, как водится, из двух новостей лишь одну можно назвать хорошей.
Правда, не вполне ясно, для кого именно хорошо решение корпорации Northrop Grumman увеличить свою долю в Scaled Composites с сорока до ста процентов. Имя Scaled Composites в последние годы упоминают в связи с первым частным суборбитальным кораблем и разработкой второго, "массового", для Virgin Galactic. Раз уж крупнейшая компания решила полностью купить фирму Рутана, это, казалось бы, означает, что игра и впрямь стоит свеч, а у частной космонавтики – большое будущее. Но не все так просто.
Дело в том, что Northrop Grumman давно вела переговоры о поставке ВМФ США своих беспилотных самолетов X-47B Pegasus, которые сделаны именно в Scaled Composites. И вот недавно было объявлено о подписании шестилетнего государственного контракта на сумму 636 млн. долларов. С этих позиций взятие под опеку Scaled Composites выглядит вполне закономерно: серьезный контракт требует жесткого контроля, а частная космонавтика здесь может быть вообще ни при чем. Более того, на выполнение военного заказа, возможно, уйдут все силы не слишком большой компании Рутана, так что на SpaceShipTwo может элементарно не хватить людских и технических ресурсов. Финансовые ставки здесь несопоставимы, и опять-таки не в пользу космического туризма.
Второе событие минувших дней непосредственно связано со SpaceShipTwo, и радости в стане приверженцев развития частной космонавтики оно и подавно не вызвало. На космодроме в пустыне Мохаве произошла авария во время холодных испытаний инжекторов двигателя. Твердое топливо, которое планируется применять в SpaceShipTwo, в испытаниях не использовалось, но для взрыва хватило и закиси азота (N2O), играющей в создаваемом двигателе роль окислителя. Емкость с закисью находилась под давлением при комнатной температуре. Что вызвало взрыв, пока неизвестно или об этом не сообщается. Сама по себе закись азота не считается взрывоопасной, особенно при низких температурах. Вполне вероятно, что катастрофа, унесшая три человеческие жизни, случилась из-за загрязнений, попавших в бак в ходе испытаний. Соблюдались ли должные меры безопасности, предстоит выяснить специально созданной комиссии. Сам Берт Рутан, в квалификации которого сомневаться не приходится, не может даже предположить причины трагедии. Всем остальным – конкурентам, инвесторам, пассажирам – предстоит серьезно задуматься о возможностях частного бизнеса в космонавтике.
Вряд ли кто-то ожидал, что дорога в космос устлана лишь лепестками роз, но беда всегда приходит неожиданно. Очень вероятно, что печальный инцидент повлияет на законодательное регулирование подобной деятельности. Разработка кораблей и ракет подорожает, а спонсоры станут менее сговорчивыми. И наверняка на будущий год туристы в ближний космос не полетят – а ведь такие планы были у нескольких фирм.
Сами будущие пассажиры тем более предпочтут обождать с покупкой билетов. На любое романтическое увлечение человеческие жертвы действуют отрезвляюще. Аварии, конечно, случаются везде. Однако происшедшее всем теперь придется держать в голове, даже если речь идет лишь о трагической случайности. АБ
Новый чисто оптический способ записи магнитной информации на диск реализовали экспериментально и запатентовали ученые из Радбудского университета в Неймегене, Нидерланды, при поддержке японских коллег из Нихонского университета в Чибе. Эта технология сулит появление дешевых устройств для хранения данных, которые, в принципе, могут быть на четыре порядка быстрее современных винчестеров: для записи одного бита требуется импульс лазера длительностью всего 40 фемтосекунд.
Магнитооптические диски давно присутствуют на компьютерном рынке, хотя и не пользуются большой популярностью. Считывание информации с них нетрудно реализовать чисто оптическим путем. Намагниченная в разных направлениях поверхность по-разному отражает свет. Но для записи бита помимо импульса лазера, который просто нагревает материал, необходимо еще и действие внешнего магнитного поля. Нагретый материал легче перемагнитить, а выше так называемой температуры Кюри намагниченность и вовсе пропадает, что используют для стирания информации. Внешнее магнитное поле можно создать обычной магнитной головкой, как в винчестере, или постоянным магнитным полем дополнительных слоев магнитооптического диска.
Помимо того, что внешнее магнитное поле надо еще чем-то создать, сам процесс смены направления намагниченности материала требует времени. Три года тому назад экспериментаторы неожиданно обнаружили, что для этого даже в идеальных условиях сильных полей требуется по крайней мере пара пикосекунд, что на три порядка дольше, чем предсказывала теория. Пока это ограничение не мешает, но вскоре оно может стать главным тормозом магнитной технологии хранения информации. К счастью, последние результаты предлагают элегантное решение этой проблемы.
В новой технологии для записи бита необходим только мощный импульс света с круговой поляризацией. Он одновременно подогревает материал почти до температуры Кюри и намагничивает сильным полем "закрученного" света. Если свет поляризован по часовой стрелке, то, скажем, записывается единица, а если против часовой стрелки – ноль. Длительность импульса уже в первых экспериментах не превышала сорока фемтосекунд. Это очень простой, дешевый и быстрый способ магнитной записи, который, как уверены авторы, скоро проторит дорогу на рынок.
Однако ученым предстоит еще много работы. В первых экспериментах использовался обычный в магнитооптике сплав гадолиния, железа и кобальта, а диаметр пятна лазера достигал пяти микрон. Чтобы повысить плотность записи, придется научиться лучше фокусировать лазер и подыскать другой материал, который труднее перемагнитить. Кроме того, дешевые, пригодные к массовому производству и способные излучать нужные импульсы лазеры еще нужно разработать. И это только видимая часть айсберга проблем, которые предстоит преодолеть оптической технологии магнитной записи на тернистом пути к потребителю. ГА
Канадская команда специалистов по искусственному интеллекту из Университета Альберты под руководством профессора Джонатана Шаффера (Jonathan Schaeffer) создала непобедимую версию компьютерной программы Chinook для игры в английские шашки на доске 8х8. Научная статья, в которой утверждается, что в игре с любым противником программа либо выиграет, либо сведет партию к ничьей, недавно опубликована в журнале Science.
Работа над программой началась еще в 1989 году. Разрабатываемые учеными алгоритмы использовали примерно те же принципы, что и программы для игры в шахматы. В каждой позиции просчитывались возможные варианты развития событий, а бесперспективные пути отбрасывались с использованием эвристических правил. А поскольку шашки значительно проще шахмат, анализировать позиции легче, и можно считать на несколько десятков ходов вперед.
Мощность компьютеров росла, алгоритмы совершенствовались, и к 1994 году программа победила знаменитого чемпиона мира по шашкам Мариона Тинсли, который удерживал этот титул с 1955 года. С тех пор программа Chinook оставалась непобедимой, лишь изредка проигрывая отдельные партии турниров.
Но работа ученых продолжалась, и теперь им удалось полностью убрать из алгоритма эвристические процедуры, исключив тем самым возможность ошибки и всякие шансы противника на выигрыш. Дело в том, что начиная с того далекого 1989 года в научной группе над анализом шашечных позиций постоянно трудилось несколько десятков, а в лучше годы до двух сотен компьютеров. Это позволило проанализировать все 5х1020 шашечных позиций и в каждой найти лучший ход. И теперь, грубо говоря, расчет вариантов следующего хода сведен к поиску по обширной базе данных готовых решений.
Авторы считают, что алгоритмы, созданные в процессе работы над программой, будут полезны и в других практических задачах искусственного интеллекта. А чтобы не расстраивать любителей древней игры, на сайте группы www.cs.ualberta.ca/~chinook любой желающий может сыграть в шашки с облегченной версией программы Chinook, в единоборстве с которой у него есть небольшие шансы на выигрыш. ГА
Новый тип волн электронной плотности – поверхностные акустические плазмоны – обнаружила международная команда ученых из Европы и США, координируемая из Университета Нью-Гемпшира в Дареме. Эти квазичастицы или волны, возможно, играют важную роль во многих физических процессах – от химических реакций на поверхности металлических катализаторов до нанооптики и высокотемпературной сверхпроводимости.
На поверхности металла живет целый зоопарк разнообразных волн. Прежде всего это обычные поверхностные плазмоны, которые представляют собой колебания плотности одних только электронов. Поверхностные плазмоны обладают сравнительно большой энергией и играют важную роль в формировании оптических свойств плоской поверхности металлов и металлических наночастиц. В последнее время большой интерес вызывают поверхностные плазмоны-поляритоны, то есть коллективные колебания электромагнитного поля и электронов, что на языке квазичастиц означает некую смесь из фотона и обычного плазмона. С их помощью ученые надеются передавать информацию внутри компьютерных чипов.
Каждая из этих волн или соответствующая волне квазичастица (например, звуковой волне соответствует фонон) обладает своими специфическими свойствами и движется по своим законам. Теоретики давно предсказывали существование еще одного типа поверхностных волн – смеси звуковых и электронных колебаний, то есть смеси плазмона и фонона, которые для краткости назвали акустическими плазмонами. Эти волны обладают сравнительно малой энергией, вот почему их до сих пор не удавалось зарегистрировать. В прошлом году одна из групп экспериментаторов даже утверждала, что таких волн на самом деле не существует.
Но теперь ученым, наконец, удалось поставить очень тонкие и трудоемкие эксперименты и надежно установить существование акустических плазмонов. Для этого была изготовлена высокоточная электронная пушка, которая в глубоком вакууме обстреливала медленными электронами поверхность идеального кристалла бериллия. Когда эти электроны, словно камешки, отскакивали от поверхности озера свободных электронов металла, некоторые из них теряли как раз то количество энергии, которое необходимо, как предсказывает теория, для возбуждения поверхностного акустического плазмона.
Согласно расчетам, такой акустический плазмон живет лишь несколько фемтосекунд и за это время успевает пробежать по поверхности считанные нанометры. Однако этого достаточно, чтобы сильно повлиять на протекание многих химических реакций. Пока не доказан, но вполне возможен вклад этих возбуждений в механизм высокотемпературной сверхпроводимости, которая, как известно, возникает в керамиках сложного состава со слоистой структурой. Возможно, поверхностные акустические плазмоны удастся возбуждать оптическими методами за счет дифракции света на специально созданных поверхностных наноструктурах. Тогда их можно будет использовать в фотонике.
Поверхностные акустические плазмоны должны возбуждаться на многих металлах. Сейчас даже трудно представить, какие практические применения могут найти эти волны. Во всяком случае, надежное экспериментальное доказательство их существования развязывает руки теоретикам, чьи предложения теперь ограничены лишь пределами собственной фантазии. ГА
В 1858 году Август Мебиус представил Французской Академии наук трехмерную поверхность, имеющую только одну "сторону", известную ныне как лист Мебиуса. Двигаясь по листу Мебиуса, можно обойти всю поверхность, не пересекая ее краев. Лист Мебиуса, являющийся одним из символов бесконечности, можно получить, просто склеив два конца бумажной полоски и предварительно развернув один конец на 180 градусов по отношению к другому. Очевидно, что чем длиннее полоска, тем легче совместить ее концы подобным образом. Однако, увеличивая ширину листа при неизменной длине, мы столкнемся с пределом ширины, преодолев который, соединить концы листа, не смяв его, невозможно. Вычислить этот предел исходя из параметров "бумажной полоски" до сих пор не удавалось. Несмотря на кажущуюся простоту – это одна из нерешенных проблем.
Первые работы, посвященные возможностям математического анализа формы листа Мебиуса, появились еще в 1930-х годах, но орешек оказался слишком твердым. Лишь сейчас, после стольких лет, задача, похоже, решена. Евгений Старостин и Герт Ван дер Хейден (Gert van der Heijden) из Лондонского университетского колледжа опубликовали работу, позволяющую предсказывать форму листа Мебиуса на основании данных о поверхности, его формирующей. Ученые установили, что форма листа Мебиуса может быть предсказана с помощью дифференциальных уравнений, известных уже двадцать лет, причем эти уравнения могут описывать форму любой эластичной полосчатой поверхности. Как полагают английские математики, их открытие выходит далеко за пределы "чистой математики". С помощью уравнений Старостина – Ван дер Хейдена можно моделировать изгибание и смятие любой сложности, например, предсказать форму смятого листа бумаги, ткани или металлической обшивки, что может пригодиться в механике для "физически корректного" теоретического изучения процессов деформации. Новые уравнения могут быть использованы при создании различных спецэффектов и, возможно, войдут в состав "физических движков" компьютерных игр следующих поколений. ЕГ
Около тридцати лет назад английский биохимик Грэхем Кэйрнс-Смит (Graham Cairns-Smith) из университета Глазго выдвинул довольно оригинальную гипотезу о возникновении наследственного механизма жизни на Земле. По его мнению, такое явление как передача свойств от "поколения к поколению" появилось задолго до возникновения органической живой материи. И первыми обладателями этого фундаментального свойства жизни были кристаллы.
Как известно, в любом реальном кристалле содержится большое количество дефектов, представляющих собой локальные нарушения в пространственном расположении атомов или молекул кристаллической решетки. В соответствии с теорией Кэйрнса-Смита, именно расположение дефектов в кристалле и представляло собой первую "генетическую информацию", а сама гипотеза получила название "кристаллы как гены" (crystals as genes). Дефекты могут быть различных типов: точечные, линейные, плоскостные. Наиболее приспособленными для передачи следующему "поколению" кристаллов являются линейные дислокации, которые представляют собой изменения в порядке расположения целого ряда атомов решетки и словно иглы пронизывают массив кристалла. Если исходный ("материнский") кристалл, пронизанный линейными дефектами, раздробить на несколько меньших кристаллов ("зародышей") в направлении, перпендикулярном направлению дефектов, то "дочерние" кристаллы, выросшие на этих зародышах, "унаследуют" распределение линейных дефектов, как у материнского кристалла. В ходе роста в дочерних кристаллах появляются дополнительные дефекты, не связанные с "родителем" – "мутации". Некоторые "мутации" благоприятны, так как способствуют более быстрому росту "дочернего" кристалла, другие же – наоборот. Таким образом, Кэйрнс-Смит выстроил целое подобие эволюционной теории для царства кристаллов, очертив возможный механизм передачи информации в "предбиологическом" мире. Распределение линейных дефектов в кристалле можно сравнить с компьютерной перфокартой, где информация также представлена в виде пространственного расположения отверстий.
За прошедшее время гипотеза Кэйрнса-Смита неоднократно подвергалась разносторонней критике как надуманная и экспериментально необоснованная. Но недавнее исследование добавило аргументов и на другую чашу весов.
Группа американских ученых из Вашингтонского университета под руководством Барта Кара (Bart Kahr) разработала методику экспериментальной проверки гипотезы Кэйрнса-Смита. Вначале дефекты в "материнском" кристалле гидрофталата калия заполняются флуоресцентным веществом. Затем с помощью электронного микроскопа строится карта распределения дефектов "мамы". После этого "родитель" нарезается на "зародыши", которые помещаются в раствор, и на них вырастают "дети". Аналогично строятся карты дефектов "детей".
Сравнение карт дефектов разных поколений кристаллов показало, что наследование дефектов действительно происходит, и гипотеза Кэйрнса-Смита физически обоснована. Однако, по мере "смены поколений" кристаллов происходит очень быстрое нарастание количества "мутаций", и передача наследственной информации неустойчива.
Впрочем, даже если допустить справедливость гипотезы Кэйрнса-Смита, то пока не совсем понятно, что заставляло "родительские" кристаллы распадаться на "зародыши" в массовом порядке, достаточном для интенсивного "естественного" отбора. И самое главное – совершенно непонятно, как произошел переход от "кристаллической жизни" к биологической, от дефектного механизма наследования к механизму на основе нуклеиновых кислот. Но сама красивая идея, как оказалось, вполне работоспособна. ЕГ
Физики из Технологического университета Хельсинки вместе с итальянскими коллегами изготовили первый "тепловой транзистор". В новом устройстве, предназначенном для охлаждения электроники, потоком тепла между двумя электродами можно управлять, меняя напряжение на третьем электроде, точно так же, как в обычном транзисторе управляют электрическим током.
Близкая аналогия теплового транзистора с обычным транзистором совсем не случайна. Дело в том, что тепло в нем переносят, в основном, электроны и, управляя движением электронов, нетрудно управлять потоком тепла. Первые публикации о новом холодильнике появились еще в начале года. Он состоит из нескольких миниатюрных сверхпроводящих электродов (обозначенных буквами S на фото), отделенных изолятором от металлического электрода (N), с другой стороны от которого расположен третий управляющий электрод. Геометрия и материал электродов подобраны так, чтобы электроны между металлом и сверхпроводником туннелировали строго по одному. Это достигается за счет так называемой кулоновской блокады – естественного отталкивания между отрицательно заряженными электронами, которые мешают друг другу одновременно втиснуться в узкий сверхпроводящий электрод. Благодаря кулоновской блокаде только самым быстрым, то есть горячим электронам удается перескочить из металла в сверхпроводник, что и приводит к охлаждению металла.
Ученые надеются достичь таким способом рекордно низких температур для твердых тел около 10 миллиградусов Кельвина. Экспериментируя с новым устройством, авторы обнаружили, что поток тепла и электрический ток в тепловом транзисторе сильно зависят от температуры металлического электрода. Это свойство можно использовать, чтобы получить весьма точные термометры для сверхнизких температур.
К сожалению, поток тепла сквозь тепловой транзистор весьма мал, и ученые пока не видят прямых коммерческих применений своему холодильнику. Его можно будет использовать в научных лабораториях для охлаждения различных датчиков и сенсоров, а также для детального изучения процессов переноса тепла и электронов при низких температурах. ГА
K СХЕМА "ТРАНЗИСТОРНОГО ХОЛОДИЛЬНИКА"
Яндекс начал конкурсный отбор студентов в организованную компанией школу анализа данных. Она представляет собой двухгодичные очные вечерние курсы, которые будут вести преподаватели отечественных и зарубежных университетов. Слушателям предстоит изучать индексирование и поиск информации, методы работы со сложными данными, что потребует от студентов достаточной математической подготовки. Впрочем, школа и рассчитана на студентов старших курсов и выпускников инженерных специальностей.
"Научная школа анализа данных появилась у нас в 60-70-х годах, и именно благодаря этому Россия сегодня – одна из немногих стран, где есть свои "домашние" поисковые технологии, – рассказывает Аркадий Волож, генеральный директор компании "Яндекс". – Все старшее поколение разработчиков Яндекса выросло в этой культуре. Мы хотим возродить среду, которая поможет расти новым талантам".
По итогам конкурсного отбора, который завершится 20 сентября, в школу планируется набрать 80 студентов. Занятия будут проходить в здании Московского центра непрерывного математического образования. Обучение является бесплатным, а во время учебы или по ее окончании студенты смогут пройти стажировку в Яндексе. Для участия в первом этапе конкурса нужно заполнить анкету на сайте company.yandex.ru/school. ОБ
Галактион Андреев
Олег Буйлов
Александр Бумагин
Евгений Гордеев
Артем Захаров
Евгений Золотов
Сергей Кириенко
Денис Коновальчик
Игорь Куксов
Алексей Левин
Алексей Носов