Компьютерра - Компьютерра PDA N63 (16.10.2010-22.10.2010)

– Каким образом коллайдеры могут использоваться в прикладных разработках?

- Считается, что фундаментальные исследования – это исследования ради абстрактных знаний. Мы не знаем, пригодятся они нам в жизни, или нет. Мы только следуем историческому опыту, который показывает, что любое знание рождает новые возможности. Часто мы думаем, что фундаментальная наука – это знание само по себе, а прикладная наука для того, чтобы сделать что-то полезное в народном хозяйстве. Но современная наука не имеет четкой границы между фундаментальными и прикладными исследованиями. Более того, эти два направления не могут существовать одно без другого, причем фундаментальная наука является необходимым условием для развития прикладной. В чем это проявляется? Для того чтобы проводить исследования на рубеже известного и неизвестного, мы должны создавать все новые и новые установки со свойствами, которые ранее не были доступны. Например, создание пучков частиц высокой интенсивности, или пучков с энергией, недоступной ранее, ставит перед исследователями новые технические задачи, которые сами по себе в обычной нашей практике никогда не возникают. Возьмем, для примера, LHC. Задача заключалась в том, чтобы построить коллайдер с ранее недоступной энергией. Это потребовало создания нового типа сверхпроводящих магнитов, которые раньше делать не умели. Сверхпроводящая катушка, по которой течет ток, в этом ускорителе работает при температуре 1,9 градуса Кельвина. Чтобы получить высокую напряженность магнитного поля, потребовался большой ток, который можно было получить только при такой температуре или ниже. Казалось бы, разве это так сложно? Почему же это принципиально новый шаг? Дело в том, что при температуре ниже 2 градусов Кельвина жидкий гелий становится сверхтекучим, то есть в гелии образуется фракция жидкости с квантовыми свойствами. Это создает, с одной стороны, целый ряд новых возможностей, а с другой, массу технических проблем. Благодаря тому, что сверхтекучий гелий обладает еще и сверхтеплопроводностью, удалось решить проблемы с охлаждением сверхпроводящих магнитов с параметрами ранее недоступными. По существу, для решения этой задачи пришлось создать новую отрасль в криогенной промышленности.

Взаимосвязь между прикладной и фундаментальной наукой очевидна. Сейчас нельзя просто сесть, упереть палец в лоб и придумать нечто, что окажется полезным для человечества. Если мы будем заставлять всю науку непосредственно создавать коммерческий продукт, наука погибнет. Этому есть большое число исторических примеров. А вот если наука будет существовать ради науки, производить знание ради знания, тогда она многократно окупит все затраты, которые человечество несет на ее содержание. Это позволит питать прикладную науку, а прикладная наука, в свою очередь, станет основой инновационной индустрии и экономики. Эта цепочка должна быть свободна от бюрократического регулирования. Ученые должны сами решать, куда и какие средства направлять. Только в этом случае мы будем получать максимально возможную отдачу от фундаментальных исследований и науки в целом.

Автор: Ваннах Михаил

Опубликовано 19 октября 2010 года

Вспоминая успехи радио в начале XX века, можно по праву говорить о заре информационных технологий. Wi-Fi, по которому с точкой доступа говорит не только планшет, но даже и десктоп, Bluetooth, обслуживающий клавиатуру и мыша - мы проведем их, скорее, по ведомству чего-то беспроводного. Когда-то были беспроводной телеграф и телефон. И лишь потом, когда на беспроводную телефонию наложился потребительский контент, возник феномен радио. Вещательный бизнес (Radio Corporation, Broadcasting System) в капиталистических странах; пропаганда в тоталитарных режимах.

Cегодня звук расползся по подкастам, даже в машине удобней слушать цифру по 4G (столичным аборигенам это развлечение недоступно из-за военно-чиновничьих спектральных разборок, но у них и FM-станций много, и в пробке может повезти часиков семь постоять рядом с альтруистически открытой вай-фай сеткой) Круг замыкается. Но сейчас мы поговорим о том, что было и до радио, и даже до беспроволочного телеграфа.

Любой советский школьник знал, что радио изобрел Попов. Потом, с приходом Гласности, народу разъяснили, что в отсталой России изобрести ничего нельзя, а радио изобрел Маркони, хотя даже самые рьяные Прорабы Перестройки не забывали уснуть в салате 7 мая, на День Радио. (Комедия "День радио" является интересным примером целенаправленного формирования новых ассоциаций - как в стихах С.Михалкова евангельский Фома Неверующий заменялся непослушным пионером: а легендарный боксер МакКой становился политкорректной барышней.)

Конечно, говорить об изобретении радио нельзя. Использование электромагнитных волн для связи есть триумф овеществленной силы знания, а знания производит фундаментальная наука. Сначала была чистая "Динамическая теория электромагнитного поля" шотландца Джеймса Клерка Максвелла и предсказание существования электромагнитных волн. Затем - опыты ганзейца Генриха Герца с резонаторами, подтвердившие реальность теории электромагнетизма. Сам Герц, скончавшийся в 1894 году всего лишь в 36 лет, практического значения своих работ не усматривал, считая их лишь средством фальсификации (говоря нынешним научным жаргоном) теории маэстро Максвелла.

И вот тут-то мы переходим к жизни Александра Степановича Попова (1859-1906). Сын поселкового уральского священника получил среднее образование в общеобразовательных классах Пермской духовной семинарии (гимназии - не по карману). Учился на физмате Санкт-Петербургского университета, подрабатывая монтером в конторе "Электротехник". После защиты в 1882-м диссертации по машинам постоянного тока преподавал математику, физику и электротехнику в Минных офицерских классах в Кронштадте - русский флот еще в Крымскую войну использовал подрываемые гальваническими батареями мины. Кошт военного ведомства изобилен не был: с 1889 по 1898 гг. Александр Степанович "шабашит" в летнее время, заведуя электростанцией крупнейшей в России Нижегородской ярмарки.

Сразу после публикации в 1888 году работ Герца по электромагнитным волнам, Попов воспроизводит в кабинете физики Минных классов его резонатор для демонстрации нового эффекта своим ученикам. А в 1895 году Попов начинает работы над усовершенствованием радиоприемника, созданного Оливером Лоджем. Приемник этот был, говоря современным языком, цифровым.

Его чувствительный элемент, когерер, - стеклянная трубка с металлическими (Co, Fe, Ni) опилками и серебряными электродами, - был двустабильным элементом, проводимость которого под действием электромагнитного разряда увеличивалась в сотни раз. Вернуть когерер к начальному состоянию можно было встряхиванием. В приемнике Лоджа встряхивание происходило периодически, от часового механизма. Попов же ввел обратную связь из арсенала грядущей кибернетики - пришедший электромагнитный импульс, усиленный реле, сам и встряхивал опилки...