Электрическая Вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества
Шрифт:
Страх, обуревавший гражданское население, не исчезал и после того, как бомбардировщики улетали. После устроенного все тем же Харрисом аналогичного налета на Кёльн нацистское правительство заставило всех, кто его пережил, подписать следующее обязательство: «Я сознаю, что отдельный человек не способен представить себе полную картину событий в Кёльне. Человеку свойственно преувеличивать то, что ему пришлось испытать, и суждения людей, переживших бомбардировку. искажаются. Вследствие этого я сознаю, что рассказы о перенесенных мной страданиях могут принести один лишь вред, и обязуюсь хранить молчание. Я хорошо понимаю, какими могут быть последствия нарушения данного мной слова». («Dresden: Tuesday 13 February 1945» [10] . by Frederick Taylor (London: Bloomsbury. 2004), p. 128.)
10
«Война
C. 200 …в мире… смахивающих на телепортацию…
Слово «телепортация» нередко используется при описании квантового мира. Однако оно предполагает, что и до, и после таких скачков описываемые объекты обладают строго определенными характеристиками, между тем, согласно основному принципу квантовой механики, такая определенность попросту невозможна.
Эта концепция способна привести в замешательство даже специалистов, и те читатели, которых она повергает в недоумение, могут найти некоторое утешение в книгах, перечисленных в связанном с данной главой разделе руководства по дальнейшему чтению.
С. 205 …похоже на то, что существует преграждающая ему путь зона запрета…
Это «принцип запрета» Паули, воздействующий не столько на линейную скорость электронов, сколько на общую энергию, которой они обладают. Ибо одна из странных особенностей электронов состоит в том, что два электрона не могут одновременно обладать одной и той же энергией — так же, как два человека не могут одновременно занимать в пространстве одно и то же место. Если один электрон уже пребывает в определенном энергетическом состоянии, он способен самым реальным образом помешать другому попасть в это состояние — словно бы заняв одну ступеньку лестницы. Принцип Паули есть вещь необычайно мощная, поскольку атомы почти полностью состоят из пустоты и, если бы не эта преграда на пути электронов, нас ожидали бы серьезные неприятности. Даже когда вы просто постукиваете от нечего делать пальцами по столу, лениво отбивая барабанную дробь, огромные пустые пространства атомов, из которых состоят ваши пальцы, могли бы. не существуй на свете принципа Паули, пронизывать огромные пустые пространства атомов стола. Без принципа Паули ваши ноги провалились бы сквозь пол. а спина просквозила бы спинку кресла. Вы могли бы на миг появиться в комнате, находящейся этажом ниже, но, достигнув ее пола, просто пронзили бы его, продолжив полет к весьма неприятным глубинам нашей планеты.
А благодаря этому принципу мы проводим наши жизни в безопасном парении. Мы парим над полом, по которому идем, парим над креслом, в которое садимся. Даже тот, кто проводит большую часть жизни, лениво развалясь на кушетке перед телевизором, тоже удерживается на ней чудесами квантовой механики: тело его остается на месте из-за того, что электроны этого тела не желают делить энергетические состояния с электронами кушетки.
Основные представления о принципе Паули прекрасно изложены в книге: Charles P. Enz «No Time to be Brief: A Scientific Biography of Wolfgang Pauli» [11] (Oxford, England: Oxford University Press, 2002). Более подробно
11
«Дрезден, вторник 13 февраля 1945» (англ.).
О виртуальных электронах, от которых «отстреливаются» другие электроны, тем самым позволяя людям не проходить сквозь друг друга, см. в: Richard Feynman, «QED: The Strange Theory of Light and Matter» [12] (Princeton, NJ: Princeton University Press, 1985); о той, порою доводившей людей до исступления роли, которую Паули сыграл в годы создания квантовой электродинамики, см., помимо книги Энца. в книге Silvan Schweber, «QED and the Men Who Made It» [13] (Princeton. NJ: Princeton University Press, 1994).
12
«КЭД.
13
«КЭД и человек, который ее создал» (англ.).
C. 208 …в Англии 1920-х. — и особенно в ее частных школах…
«Самая замечательная особенность учебы в [частной] шкале, — говорил Тьюринг, — состоит в том, что, как бы худо вам потом ни пришлось, вы наверняка знаете — хуже, чем было в ней, не будет». Цитата взята из книги: Andrew Hodges, «Alan Turing: The Enigma» [14] (London: Vintage, 1993).
C. 216 А требовалась ему… реализация новых представлений физиков…
14
Алан Тьюринг. «Энигма» (англ.).
А тем временем Тьюрингу и другим исследователям оставалось пользоваться промежуточной технологией электронных ламп. То были основательно миниатюризированные осветительные лампочки, с находившимися внутри них дополнительными проводами или металлическими сетками, которые притягивали к себе электроны, вылетавшие из нагретой нити накаливания, и ускоряли их. Это позволяло усиливать слабые сигналы, однако работа с электронными лампами была занятием довольно тягостным.
Холодная нить накаливания испускает мало электронов. и оттого приходится ждать, пока она раскалится (именно поэтому старые электрические устройства и требовали «прогрева»). Стеклянная колба такой лампы нуждалась в герметизации, а это означало, что лампы то и дело перегревались, да и их тонкие нити накаливания нередко перегорали. Всякий, кто использовал большое число электронных ламп, вынужден был держать под рукой целые ящики с запасными лампами.
Как выразился Джон Пирс — человек, придумавший слово транзистор, — «природа не терпит электронных ламп».
С. 217 …группы взломщиков кодов…
На самом деле — «взломщиков шифров». Кодирование — это система прямых подстановок, при которой одно слово используется вместо другого, к примеру, в каком-нибудь совсем простеньком коде слова «позор нации» могут заменяться словом «кусты». Шифрование требует подстановок более сложных, при нем заменяются уже не слова, а мелкие составляющие текста, оно простирается от ранних опытов Юлия Цезаря, при которых вместо каждой буквы латинского алфавита использовалась та, что стоит от нее третьей по счету, до применения устройств, осуществляющих сложные перекрестные подстановки. В обыденном языке слово «код» используется в обоих смыслах, и я простоты ради буду делать то же самое.
Во всем этом присутствует один интересный момент. Если бы не существовало радио, не было бы и Блетчли-Парка, поскольку до эпохи радио военные сообщения доставлялись адресатам курьерами и никто не мог перехватывать их, просто-напросто соорудив достаточно большую антенну. Однако, не будь Блетчли-Парка, разве получили бы мы компьютеры? В самой природе электричества заложены широкие и порой весьма неожиданные возможности развития новых технологий — радио порождает на свет центры декодирования, а затем эти центры порождают на свет компьютеры.
С. 222 Эта машина была чем-то более сложным, нежели обычный калькулятор…
Первый, созданный в 1943-м, «Колосс» мог быстро проверять варианты расшифровки текста, но затем его приходилось перенастраивать вручную. Впрочем, вскоре в Блетчли построили усовершенствованный его вариант — напряженные требования военного времени творили со снабженцами истинные чудеса. — который мог менять схему декодирования уже без внешней настройки. Однако, хоть это и означало, что машина способна самостоятельно делать выбор, полностью программируемой она все еще не была и программ в памяти не хранила.