Коллектив авторов - Полевое руководство для научных журналистов [сборник статей]

Я довольно точно помню, когда пришел к мысли, что на свете нет ничего настолько сложного, что сколько-нибудь разумный человек не смог бы это понять. Как-то в один из летних дней, когда мне было лет 15 или 16, я и мой лучший друг Рон Лайт решили, что хотим разобраться, как работает гитарный усилитель. Мы оба играли в посредственной гаражной группе 1960-х. Рон потом стал довольно известным гитаристом, а я постепенно понял, что мой талант не связан с музыкой. Уже будучи увлеченным маленьким ученым, я смог усвоить логику базовой теории гармонии достаточно хорошо, чтобы исполнять простейшие последовательности действий, басовые риффы, и, если уж очень нужно, мог сыграть и соло, ужас всех любителей концертов. Но мой подход к инструменту был чисто интеллектуальным — в моей игре не было ритма, а может быть, души.

Разглядывать символы на схеме усилителя Рона фирмы Fender казалось мне бесконечно более интересным, чем читать музыку с листа. Мне хотелось узнать, что на самом деле означает эта впечатляюще запутанная схема, как электричество течет по лабиринту проводов и деталей таким образом, что малейшая вибрация гитарной струны приумножается во столько раз, что сотрясает стены гостиной, а соседи звонят в полицию.

Дело было в ламповую эпоху, еще до того, как эффективные транзисторы и микрочипы сменили эти светящиеся стеклянные трубки. Электроника была довольно проста для понимания. Я уже знал кое-какие из ее основ из книги «Второе руководство для мальчиков по радио и электронике» ( The Boys' Second Book of Radio and Electronics) и руководства для бойскаута, чтобы получить знак отличия за успехи в области электричества (на разноцветной нашивке был изображен кулак, сжимающий молнии). В типичной схеме были резисторы, которые, как понятно из названия, сопротивляются электрическому току. В ней были конденсаторы — тоже с подходящим названием, — которые хранят электрический заряд. Были туго намотанные индукционные катушки из медной проволоки, которые удерживали энергию в виде электромагнитного поля. Наконец, там были сами радиолампы — таинственные емкости со светящейся пустотой, в которых, собственно, и происходит усиление.

Поначалу обилие деталей и сложность схемы, показывавшей, как все эти элементы сочетаются в покрытым винилом деревянном ящике фендеровского усилителя, казались непреодолимыми. Я чувствовал, как закипает мой мозг. Но с помощью несколько более продвинутых книг из публичной библиотеки города Альбукерке я понял, что выбрал неверный путь. Надо было разбить схему на кусочки, разобраться с каждым и снова собрать.

Вскоре я уже мог поставить палец на схему и проследить путь вибрирующего электросигнала — копии звука бренчащей гитары или ухающего баса — по лабиринту волнистых линий. Каждая из таинственных ламп, как я понял, была всего лишь рычагом. Крохотное колеблющееся напряжение от гитары попадало в первую лампу, где оно использовалось для управления сеткой с гораздо большим напряжением. Получалась более мощная копия исходного сигнала, которая отправлялась в следующую лампу и снова усиливалась. Шаг за шагом волновые колебания усиливались настолько, что в движение приходила коническая диафрагма динамика, которая отправляла по воздуху волны к барабанным перепонкам, стимулируя слуховой нерв — своеобразный нейронный звукосниматель, который снова превращает вибрации в электрический сигнал для мозга. К тому времени, как я поступил в колледж, я уже мог найти неисправную цепь и починить. Я умел добавлять лампы в простенький усилитель Deluxe Reverb, превращая его в более мощный и дорогой Super Reverb. Я был поражен, что смог так сильно продвинуться даже при минимальном понимании сути дела.

Когда я пытался разобраться, как работает телевизор, компьютер или молекулярная «схема» внутри клетки, техника была все та же: обвести линией небольшую часть схемы и считать все, что окружено этой линией, черным ящиком. Если хотите, можно закрасить эту область черным цветом — пока мы ее игнорируем. Вы можете принять как данность, что при определенных условиях на входе ваш черный ящик будет выдавать нечто на выходе. Позже, если захотите, можно заглянуть под крышку и детальнее рассмотреть, что у него внутри. Или можно отступить подальше, объединяя части механизма во все более крупные и грубые сегменты. Большинство людей смотрит на телевизор и видит один большой черный ящик, который получает сигналы из воздуха и волшебным образом превращает их в звук и картинку. Любое устройство, каким бы сложным оно ни было, можно понять на разных уровнях абстракции.

Тогда я еще не знал, что смотрю на мир глазами научного журналиста.

Предположим, вы хотите описать, как работает клетка мозга, т. е. нейрон. В одной из первых глав книги о памяти я позволил себе два больших абзаца:

Каждый нейрон получает электрические импульсы через древовидную структуру, называемую дендритом, тысячи крошечных «веток» которой передают сигналы клетке. Если использовать компьютерную терминологию, дендрит — это устройство ввода нейтрона. Одни из поступающих сигналов стимулируют нейрон, а другие, наоборот, подавляют. Если плюсов больше, чем минусов, нейрон срабатывает, посылая собственный сигнал по отростку, называемому аксоном. Аксон — это устройство вывода. Через узлы, называемые синапсами, он передает сигналы дендритам других клеток…

Этого было достаточно, чтобы сформировать мысленный образ механизма, не отпугнув слишком многих читателей. Затем, чтобы двигаться по тексту как можно быстрее, я легким движением руки описал почти век исследований одним предложением, которое, как я надеялся, привлечет читателей к тому, что будет дальше: «В результате получается схема за гранью воображения. Один нейрон может получать сигналы от тысяч других нейронов, а его аксон может ветвиться, передавая сигналы тысячам других нейронов…»