Читать книгу "Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Берк"

Винер сформулировал концепцию, которую назвал кибернетика (он греческого «управление») и использовал в работе, посвященной системам наведения зенитного огня. В соответствии с положениями кибернетической теории были созданы математические алгоритмы для обработки данных радаров. С их помощью на основании данных о траектории и движении цели можно было вычислить ее будущее местоположение в момент подлета снаряда.

Так, в 1944 году эта система Винера получила реализацию в приборе для управления зенитным огнем M-9. С самого начала он показал свою высокую эффективность в перехвате немецких ракет Фау-1 в районе Ла-Манша. В начале последнего месяца ракетных ударов зенитчики сбивали около двадцати четырех процентов выпущенных ракет. В день последнего налета из ста восьми ракет, поднявшихся в воздух, шестьдесят четыре было уничтожено с применением системы управления огнем.

В послевоенный период кибернетика стала основой вычислительной техники и автоматизации, а принцип обратной связи широко использовался в машиностроении. Одно из самых замечательных применений — инерциальная навигационная система с обратной связью. В состав такой системы входит гироскоп и акселерометр. С помощью гироскопа определяется направление движения самолета или ракеты, а акселерометр фиксирует все изменения скорости. Оба прибора работают в связке с электромоторами, которые возвращают приборы в изначальное положение с частотой тысячу раз в секунду. Необходимый для этого электрический заряд зависит от того, насколько велико отклонение приборов от изначальных значений. Используя эти данные в определенный момент времени, можно вычислить текущее положение объекта.

В результате этой истории, которая началась с лука, мы имеем современные высокоточные ракеты, которые благодаря обратной связи сами реагируют на препятствия в пространстве (например, на атмосферные явления или особенности рельефа) и безошибочно долетают до цели за сотни километров. Оборудованные инерциальными системами навигации ракеты поражают цель с точностью до метра, что наверняка оценил бы Робин Гуд.

Современная война высокотехнологична и ведется на расстоянии, и задолго до того, как в игру вступят живые люди, активно работает разведка и принимаются предупредительные контрмеры. Подобная тактика обязана своим существованием слишком частому повторению одного неприятного инцидента…

7

Самое время

Современные технологии пронизывают всю нашу жизнь настолько, что мы их даже не замечаем. При описании информационных систем, беспрепятственно взаимодействующих друг с другом, принято говорить о «прозрачности». Конструкторы стремятся сделать свои инновационные разработки такими удобными в использовании, чтобы мы и не догадывались, что они рядом. Пищевая пленка — самый характерный пример. Она повсюду, она нам необходима, ею легко пользоваться, и она прозрачна (в буквальном смысле этого слова). Как частенько бывает с техническими открытиями везде и во все времена, появилась она случайно.

Пластик привлек всеобщее внимание в начале Второй мировой войны. В этот период немецкие бомбардировщики наносили ночные удары по Англии так часто, как заблагорассудится. Радиолокационные устройства раннего обнаружения были тогда весьма несовершенны, поэтому максимальное сопротивление, которое могли встретить немцы, — пара истребителей, спешно поднятых по тревоге. Обнаружение противника не отличалось скоростью и дальностью. К тому же радары, установленные на южном и восточном побережьях Англии, были длинноволновыми и им требовались большие антенны. А большая антенна — прекрасная мишень. Англичанам срочно требовался радар, который мог бы обходиться маленькой антенной, в противном случае война могла закончиться, едва начавшись.

Они не подозревали, что решение уже существовало и найдено оно было благодаря недоразумению, произошедшему 24 марта 1933 года в английской химической компании «Ай-си-ай». Дело в том, что химики использовали специальные стеклянные сосуды (которые они называли «бомбами») для изготовления красителей под большим давлением. Одна из «бомб» как-то взорвалась, и на горлышке образовался белый воскообразный налет. Впоследствии ситуация повторилась еще несколько раз. Наконец в 1935 году природа загадочного налета была определена. Он состоял из «полимерных» (от греческого «из многих частей») молекул и обладал водоотталкивающими и электроизолирующими свойствами. Материал назвали полиэтиленом и стали производить в виде пленки, технология изготовления которой по сути своей очень напоминает выдувание мыльных пузырей через проволочное колечко.

Полиэтилен начали делать еще до войны, но о том, что он может пригодиться для нужд противовоздушной обороны, никто не догадывался до тех пор, пока он не попал в руки ученых-атомщиков, которые искали хороший изолятор. Именно изолирующие свойства полиэтилена помогли британцам добиться существенных военных успехов благодаря новому высокочастотному радару. Такой радар обладал более высоким разрешением, цель возвращала более точный сигнал, к тому же новые радарные установки были довольно компактны и могли устанавливаться на корабли и самолеты. В 1943 году английские ночные истребители, оснащенные новыми радарами, уже вовсю сбивали немецкие бомбардировщики, а корабли обнаруживали суда противника в ночном море. Подводный флот Третьего рейха стал нести большие потери, и исход битвы за Атлантику был предрешен.

Один из наиболее распространенных способов изготовления полиэтилена, как уже говорилось, напоминает выдувание пузырей. Пузыри получаются потому, что большие молекулы полиэтилена образуют длинные устойчивые и прочные цепочки. По этой причине в определенном состоянии он и ведет себя, как мыло, которое тоже может образовывать довольно устойчивую пленку. Ученый XIX века Джеймс Дьюар однажды поставил рекорд — его мыльный пузырь продержался три года.

Пластмасса и мыло ведут себя одинаково, поскольку оба эти вещества являются коллоидными — они легко проникают сквозь мембраны. В случае с мылом молекулы объединяются в большие группы, называемые мицеллами, — именно поэтому мыло обладает моющими свойствами. Молекулы мыла облепляют частицу грязи или жира и образуют мицеллу, делая частичку гидрофильной, она отрывается от ткани или кожи, приобретает сферическую форму и молекулы мыла не дают ей попасть обратно. Таким образом ткань становится чистой.

Немногим удается стать национальным героем, купаться в лучах славы и войти в высшее общество благодаря мылу, но Мишелю Эжену Шеврёлю повезло. Свой карьерный путь он начал будучи молодым химиком, живущим в Париже. Именно он и раскрыл механизм действия мыла. В 1811 году он изучал красители и источники их получения — растительные масла и смолы — и заинтересовался жирами, а следующим шагом пришел к открытию жирных кислот. В 1823 году он опубликовал свою главную работу, в которой утверждал, что мыло состоит только из жирных кислот и щелочи. Шеврёль привел список жирных кислот, которые подходят для сапонификации, и превратил производство мыла в целую науку. Поскольку жирные кислоты также могли использоваться и для производства свечей, он преуспел и в этой области. Отныне мир стал светлым, чистым и ароматным, а Шеврёль быстро заработал себе почет и славу. Когда, дожив до ста двух лет, он скончался, во Франции был объявлен национальный траур.