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

Затем общий образ синапсов:

Информация внутри нейронов передается электрическими сигналами, но, когда сигнал добирается до конца аксона, его нужно переправить через синаптическую щель с помощью химических соединений, которые называются нейротрансмиттерами. На другой стороне синапса, у дендритов, есть структуры, называемые рецепторами, которые опознают такие сигнальные молекулы. Если их достаточно много, следующая клетка посылает сигнал…

В книге по ходу дела я бы открывал все больше черных ящиков, показывая читателю микроскопические ионные каналы, которые открываются и закрываются, вызывая изменения в клетках. Описывал бы молекулярные каскады, которые усиливают синапсы, связывая нейроны в сети, кодирующие новые воспоминания.

Но пока мне было достаточно простой коды: «Нейрон можно считать клеткой, которая специализируется на том, чтобы преобразовывать химические сигналы в электрические и обратно».

Этот осколок информации я хотел бы оставить в голове читателя.

Чаще приходится создавать образ явления более сжато. В статье для журнала Time мне едва удалось развернуть внешнюю упаковку черного ящика:

Ученые давно считают, что построение воспоминаний — как игра в нейронный конструктор. Под шквалом ощущений из внешнего мира мы сцепляем клетки мозга таким образом, чтобы формировать новые схемы электрических соединений, отвечающие за образы, запахи, прикосновения и звуки.

С учетом того, что в 2000 слов надо было уместить очень много материала — новые теории о том, как опыт оставляет свой след в мозге, — мне пришлось оставить сам нейрон в ящике. Для моих целей достаточно было думать о нем как о цельном блоке, который соединяется с другими блоками в неврологические карты-воспоминания.

Не важно, пишете вы статью для газеты, книгу или нечто среднее, план действий всегда одинаков. Вы начинаете с упакованного черного ящика. Несколькими мазками набрасываете грубый мысленный образ, активируя нейроны в мозге читателя: теория суперструн, начинаете вы (это был текст для New York Times ), — это «математическая музыка, которую исполняет оркестр из крошечных вибрирующих струн. Каждая нота в этой космической симфонии представляет собой одну из множества разных частиц, которые формируют материю и энергию».

Чуть позже вы снимаете еще один слой: «Чтобы дать струнам достаточно пространства для виртуозного исполнения мелодии, физикам-теоретикам пришлось добавить к знакомым нам трем измерениям пространства еще шесть — свернутых так плотно, что изучать их можно только с помощью мощного до абсурда ускорителя размером с галактику».

Вы продолжаете свой рассказ. Пока не важно, почему для того, чтобы изучать очень маленькие вещи, нужна огромная энергия. Не объясняйте слишком много слишком быстро: «Это правило субатомного мира: все меньшие расстояния требуют для изучения все больших энергий».

Намекните читателю: оставайтесь с нами. Пока просто доверьтесь мне.

В том тексте я так и не добрался до хорошего, четкого объяснения связи между энергией и размером. Для того, о чем я собирался писать дальше, хватало и такого поверхностного описания. Но эту идею можно описать с помощью метафоры. В обычный микроскоп нельзя увидеть объекты значительно меньше клетки — для этого лучи видимого света слишком большие и неуклюжие. Более мелкие детали требуют более коротких волн рентгеновского микроскопа. Рентгеновские лучи, конечно, проникают глубже видимого света (меньшая длина волны = большая частота = большая энергия), так что можно продолжить мысль: чем меньший объект надо подсветить, тем выше должна быть частота волн и тем мощнее пучок.

Не каждому физику понравится такое объяснение (хотя именно физик, Мария Спиропулу из Fermilab, предложила мне такую аналогию). Под метафорический ковер мы замели здесь самые разные тонкости квантовой механики. Иногда приходится довольствоваться хорошим приближением. Мы — заинтересованные аутсайдеры, которые пишут для других заинтересованных аутсайдеров, используя вместо математики метафору. Получается здорово, если удается объяснить незнакомые вещи знакомым языком.

Математик Джон Маккарти любит добавлять к своим записям в интернете такую поговорку: «Тот, кто отказывается от арифметики, обречен на бессмыслицу». Иногда даже научному журналисту приходится добавить в текст немного очень простой математики. Грамотно поданные числа оживают и становятся метафорами.

Когда я писал «Краткий путь сквозь время» (A Shortcut Through Time, 2003), мне нужно было продемонстрировать потенциальную мощность невидимого глазу экспериментального устройства — квантового компьютера. Такой компьютер из 64 атомов в теории мог бы выполнять 18 квинтиллионов операций одновременно. Обычному суперкомпьютеру, к примеру, тому, что недавно построили в Лос-Аламосской национальной лаборатории, писал я, для этого потребовались бы миллионы триллионов процессоров:

Так что при прочих равных условиях он занимал бы 750 триллионов акров, т. е. примерно три триллиона квадратных километров. Он не поместился бы на нашей планете: площадь поверхности Земли — всего около 520 миллионов квадратных километров, так что суперкомпьютер, по мощности сопоставимый с невидимым квантовым компьютером из 64 атомов, занял бы 5000 Земель, и это при условии, что вы научились размещать оборудование на плавающих в океане платформах.

В своих заметках («Мелким шрифтом», своеобразном построчном толковании природы и пределов научной журналистики) я показал, как получил такую величину, и немного повеселился:

Лос-Аламосский компьютер вмещает примерно 12 000 процессоров на половине акра. Так что, допустим, что на одном акре поместилось бы 24 000 процессоров, и такой компьютер, грубо говоря, выполнял бы столько же одновременных операций. Получается, что, чтобы выполнить 18 квинтиллионов операций, площадь нужно увеличить в 18×1018 / 24×103 раз — получается около 750 триллионов акров. Один квадратный километр — примерно 247 акров, так что у нас получается более 3 триллионов квадратных километров, что в 5000 раз больше площади поверхности Земли. На самом деле один процессор может выполнять больше одной операции за цикл, так что, возможно, наша воображаемая машина заняла бы всего тысячу Земель. Еще возможно, что совсем скоро процессоры будут в 10 раз быстрее, и нам хватит всего ста планет. Так это обычно и выходит с такими расчетами на салфетке: смысл всей этой арифметики в том, чтобы показать, что это действительно будет очень большой компьютер.

Научный журналист — по большому счету иллюзионист. Колдовство его работает на благо — оказаться как можно ближе к научной истине.

Адаптирован фрагмент книги «Краткий путь сквозь время: Дорога к квантовому компьютеру» (A Shortcut Through Time: The Path to the Quantum Computer) Джорджа Джонсона (New York: Alfred A. Knopf, 2003).