Бретт Кинг - Эпоха дополненной реальности

Изобретение увеличительного стекла приписывают Роджеру Бэкону [312] Роджер Бэкон (англ. Roger Bacon, ок. 1214–1294) – английский философ и естествоиспытатель. – Примеч. пер. и датируют приблизительно 1250 годом, хотя отдельные упоминания об использовании с этой целью заполненного водой стеклянного шара встречаются уже у древнегреческих авторов. Согласно одной из исторических гипотез, первый составной микроскоп (с выпуклой и вогнутой линзами) появился в Нидерландах в конце 1590-х годов, в эпоху расцвета голландской колониальной империи. Первый в истории патент на телескоп выдан голландскому очковому мастеру Хансу Липперсгею [313] Иоганн (Ханс) Липперсгей (нидерл. Hans Lippershey, ок. 1570–1619) – голландский мастер по изготовлению очков немецкого происхождения, один из двух главных претендентов на звание изобретателя рефракционного телескопа наряду с его коллегой и соотечественником Захарием Янсеном (нидерл. Zacharias Jansen, 1585–1632). – Примеч. пер. , объявившему в 1608 году об изобретении устройства, дающего трехкратное увеличение. В его приборе использовалась вогнутая линза в окуляре и выпуклая – в объективе. По легенде, идею телескопа Липперсгей подсмотрел у детей, игравших в его лавке с линзами и случайно открывших эффект оптического приближения далекого флюгера при его рассматривании через соосно ориентированные выпуклое и вогнутое стекла. Впрочем, были и те, кто утверждал, что идея украдена у другого голландского изготовителя очков, Захария Янсена. Несколько лет спустя Галилео Галилей усовершенствовал устройство микроскопа – авторство самого термина приписывают другу Галилея Джованни Фаберу [314] Джованни (Иоганн) Фабер (итал. Giovanni Faber, нем. Johann Faber, 1574–1629) – личный врач при папском дворе, ботаник, куратор Ватиканского ботанического сада, ученый секретарь Национальной академии деи Линчеи. – Примеч. пер. , папскому врачу и ботанику родом из Германии.

Фундаментальный закон дифракционного предела, открытый в 1873 году, гласит, что разрешение оптического микроскопа не может превышать длины полуволны используемого им света. Для видимого света дифракционный предел составляет около 0,2 микрона, что в 500 раз тоньше человеческого волоса. В ту пору невозможно было представить, что когда-нибудь с помощью микроскопа мы будем изучать строение бактерий и клеток, не говоря уже о структуре ДНК или отдельных белков, о существовании которых тогда и не подозревали.

Однако сегодня невероятное стало реальностью. Нобелевская премия по химии за 2014 год присуждена Эрику Бетцигу Уильяму Мёрнеру и Штефану Хеллю «за развитие флуоресцентной микроскопии высокого разрешения» – технологии, позволившей преодолеть установленный в 1873 году дифракционный предел и перейти с микро- на нанометровый масштаб наблюдения. А за год до этого, в 2013 году, Американское физическое общество (APS) опубликовало первый в истории снимок квантовых волновых функций атома водорода, зафиксировав эффект Штарка (не путать с Тони) [315] A. S. Stodalna et al., «Hydrogen Atoms under Magnification: Direct Observation of the Nodal Structure of Stark States», Physical Review Letters 110, 213001 (May 2013). – Примеч. авт. , [316] Эффект, открытый немецким физиком Йоханнесом Штарком около ста лет назад, состоит в смещении и расщеплении энергетических уровней атома под действием внешнего электрического поля. Фамилия ученого созвучна с именем Тони Старка, главного героя франшизы «Железный человек», на что и намекает автор. – Примеч. науч. ред. . Используя квантовый микроскоп, разработанный в нидерландском Институте атомной и молекулярной физики (AMOLF), исследователи использовали фотоионизацию и электростатические увеличивающие линзы для прямого наблюдения электронных орбиталей возбужденного атома водорода. Галилей бы ими гордился.

Рисунок 6.7. Слева – структура атома водорода, сфотографированная с помощью фотонного атомно-силового микроскопа; справа – три экзопланеты, вращающиеся вокруг далекой звезды, снятые с помощью телескопа обсерватории Gemini (источники: FOMA и Gemini Planetary Imager)

Современные квантовые электронные микроскопы используют технологию «сжатого света» (позволяющую преодолеть принцип неопределенности Гейзенберга) для создания пучка, волны в котором теряют амплитуду, но синхронизируются по фазе. Исследователи рассчитывают, что благодаря новым возможностям удастся получать изображения с разрешением до одного нанометра и выше.

На другом полюсе – астрофизические исследования дальнего космоса, включая поиск и исследование экзопланет при помощи мощнейших телескопов нового поколения, таких как телескоп Kepler, GPI (Gemini Planet Image) или TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), запуск которого планируется в 2017 году. Первая из экзопланет была открыта только в 1995 году, по состоянию на декабрь 2015 года за пределами Солнечной системы зарегистрировано 1900 планет, еще 4700 объектов-кандидатов в экзопланеты ожидают подтверждения [317] NASA Exoplanet Archive. – Примеч. авт. .

Мы «дополнили» наше зрение, сумев проникнуть в структуру квантового мира и постичь тайны космоса. Следующим шагом должно стать применение дополненного зрения в повседневной жизни. На протяжении последних 50 лет концепция расширения зрительных возможностей человека при помощи индикатора лобового стекла (ИЛС) [318] Индикатор лобового стекла (англ. Head-Up Display) избавляет военного летчика от необходимости отрывать взгляд от происходящего прямо по курсу движения самолета для ознакомления с показаниями приборов. – Примеч. авт. находилась в центре внимания писателей-фантастов и военных инженеров. Достаточно вспомнить такие популярные фильмы, как «Континуум», «Железный человек» или «Бэтмен». Новейший реактивный истребитель F22 Raptor – из этой же серии [319] ИЛС используются и на других военных самолетах последних поколений, в том числе российских, активно прорабатывают возможности их применения и автопроизводители. – Примеч. науч. ред. .

Представленные в 2013 году очки Google Glass вызвали сенсацию в СМИ [320] Не без участия моего приятеля Роберта Скобла, автора книги «Эпоха контекста» («Age of Context»), сфотографировавшегося в Google Glass под душем. Снимок получил широкое распространение в СМИ. Компания Magic Leap, также работающая над проектами в области дополненной реальности, решила увековечить образ Роберта, включив его фотографию в свою патентную заявку 2015 года (см.: http://www.freepatentsonline.com/20150178939.pdf). – Примеч. авт. . Их называли новым словом в области носимых технологий и дополненной реальности в целом. Однако, как и с любым технологическим прорывом, реакция общественности была неоднозначной: кто-то встретил инновацию Google с энтузиазмом, кто-то – с насмешливым скептицизмом. На деле первый головной дисплей Google оказался весьма далек и от классического ИЛС, и от дополненной реальности. Потребуется еще немало времени и усилий, прежде чем можно будет говорить о прорыве в области расширения зрительной реальности.