Стивен Хокинг - Джордж и код, который не взломать

Джордж вдруг осознал, что в ходе разговора робот медленно, почти незаметно, оттесняет их назад.

– И сколько таких Мозесов сейчас здесь находится? – спросила Анни.

– Только один, – сказал Мозес. – Существует всего один настоящий Больцмановский Мозес.

– Но на этом космическом аппарате есть и другие роботы? – сказал Джордж.

– Правильно! – Мозес вежливо, но настойчиво уводил их назад по коридору. – На этом летательном аппарате много моих копий. Однако ни у одного из этих роботов нет мозга. И не будет.

Им просто негде его взять. И открою вам секрет. – Робот самодовольно ухмыльнулся. – Я гораздо приветливее и любезнее остальных!

– И на Земле они тоже есть? – спросил Джордж.

– Совершенно верно! – радостно ответил Мозес. – Недавно в отдельных точках Земли с помощью 3D-принтеров были созданы дополнительные роботоединицы.

– Ты имеешь в виду злобных роботов? – спросила Анни. – Тех, которые за нами гонялись?

– Я прошёл специальный курс повышенной дружественности по отношению к пользователю, – сказал Мозес. Его широкая улыбка казалась приклеенной. – Но вот остальные…

Анни и Джорджу незачем было дослушивать до конца – они и так прекрасно поняли, что он имел в виду. Но они и не могли дослушать, потому что голос Мозеса заглушила сирена. За спинами у Анни и Джорджа появились два других робота – те самые, со злобными лицами, – и крепко ухватили их своими клешнями.

– Ой! – вскрикнула Анни, когда робот вцепился ей в плечо и поволок в конец коридора.

Джордж ничем не мог ей помочь – он и сам был в том же положении.

– Но я не такой! – грустно блеял сзади Больцмановский Мозес. – Я милый, хороший робот!

Джорджу вдруг захотелось остаться с Мозесом. Конечно, от его дружелюбия как-то не по себе, даже слегка жутковато, но лучше уж его лучезарная улыбка, чем эти грозные железные морды.

Поскольку роботы волокли их задом наперёд, Анни и Джордж не видели, куда именно их тащат. Но роботы отпустили их так же внезапно, как и схватили, и друзья вплыли в такую странную комнату, в каких им ещё не доводилось бывать.

Они словно бы оказались в круглом, прозрачном стеклянном пузыре, плывущем в космосе. По его экватору, на равном расстоянии одно от другого, располагались отверстия, которые вели в такие же цилиндрические коридоры; эти коридоры расходились в стороны от комнаты-пузыря, как спицы на велосипедном колесе.

Что такое 3D-печать, чем она отличается от обычной печати и что в этом такого удивительного?

Что такое «3D»?

Буква D означает «dimension», то есть измерение. Соответственно, то, что мы называем 3D, или трёхмерным, имеет следующие три измерения:

• длина (первое измерение);

• ширина (второе измерение);

• высота (третье измерение). Рисунок на листе бумаги – это двумерное (плоское) изображение, а вот физические объекты, с которыми ты имеешь дело каждый день, например велосипед, тарелка супа или твой собственный нос, – трёхмерны.

Нарезаем колбасу!

Двумерная печать – это то, что мы обычно подразумеваем, говоря «печать» – например, распечатать что-то на принтере, подсоединённом к компьютеру дома, или в школе, или в библиотеке.

Двумерный принтер:

• Как правило, в двумерном принтере используются специальные чернила для перенесения двумерных изображений на бумагу.

• Двумерный принтер берёт электронный файл, описывающий двумерное изображение – например, фотографию, сделанную цифровой камерой, или документ Word, – и затем электронным способом «нарезает» его на множество очень тонких полосочек. Этот процесс иногда называется «нарезкой колбасы» – по сходству.

• Затем принтер берёт каждый электронный кусочек и аккуратно льёт цветные чернила на соответствующий фрагмент бумаги, чтобы получить точное изображение этого кусочка.

• Затем повторяет эту операцию для следующего кусочка, потом для следующего, и так до тех пор, пока на бумаге не отобразится весь рисунок полностью.

• Художники и кинематографисты заставляют 2D-объекты выглядеть как 3D, используя разные приёмы: в рисунках – перспективу, в фильмах – 3D-спецэффекты. Но это – оптическая иллюзия, а сами изображения двумерны: у них есть только ширина (первое измерение) и высота (второе измерение).

Когда мой сын был маленьким, он как зачарованный следил за принтером, из которого с жужжанием выползали фотографии и письма. А потом, когда мы что-то покупали через интернет, например игрушку, он не сводил глаз с экрана, ожидая, что покупка вот-вот выпрыгнет на него из принтера! Между прочим, с точки зрения четырёхлетки это было вполне логично. Интересно, что сейчас это близко к реальности – по крайней мере, для некоторых видов игрушек.

Как сделать настоящий 3D-объект

При 3D-печати создаётся недвумерный, а настоящий трёхмерный объект. Устройства, которые это делают, называются 3D-принтерами.

• Процесс начинается, как и в случае 2D-печати, с электронного файла. Однако это особый вид файла, который называется «модель системы автоматизированного проектирования» («модель САПР»). Он описывает все до единой детали объекта, выбранного для 3D-печати.

• Если посмотреть на модель САПР выбранного объекта на экране компьютера, вы увидите его так, как увидели бы со стороны, но при этом можете как бы «пролететь сквозь него» и увидеть, как он выглядит с любой точки изнутри самого этого объекта.

• 3D-принтер нарезает модель САПР, как колбасу, на электронные «кусочки» и складывает их один на другой; толщина каждого «кусочка» – около 20 микрон.

• Хотя все эти «кусочки» трёхмерны, потому что наряду с шириной и высотой у них есть толщина (она же длина), 3D-принтер воспринимает каждый «кусочек» как двумерный поперечный срез, точно показывающий, как выглядел бы объект в разрезе.

• 3D-принтер печатает каждый «кусочек колбасы», начиная с нижнего, – как обычный принтер печатал бы двумерные изображения. Но он не льёт чернила на бумагу, а воспроизводит все детали каждого «кусочка» как 20-микронный слой «вещества».

• Материал для каждого «кусочка» высыхает и затвердевает, и 3D-принтер перескакивает на следующий уровень и воспроизводит следующий «кусочек» – как 20-микронный слой на предыдущем.

• Этот процесс повторяется снова и снова, пока все «кусочки» модели САПР не будут напечатаны один поверх другого и, таким образом, будет создан настоящий 3D-объект!

20 микрон, или 1/50 миллиметра, – это примерно 25 % толщины волоса! Таким образом, модель САПР-объекта высотой в 10 см будет нарезана примерно на 5000 электронных кусочков.