Анатолий Вассерман - Самые интересные факты, люди и казусы современной истории, отобранные знатоками
А вот вам ещё один пример, на этот раз уже из арсенала моих братьев, профессиональных изобретателей.
Технология погружения в виртуальную реальность давно отработана. Пользователь надевает на себя виртуальный шлем, мониторы которого отображают трёхмерное пространство, сконструированное программистом и оформленное художником. Оно перестраивается в зависимости от направления взгляда, управляется датчиками положения головы и/или манипулятором. Самый простейший — компьютерная мышь: она даёт возможность взаимодействовать с объектами компьютерного мира и ходить по нему, но как бы снаружи.
Эффект присутствия в виртуальной реальности не полон главным образом из-за того, что в смоделированном мире невозможно естественным образом двигаться внутри него. Человек прикован к стулу, руки — к клавиатуре или к той же мыши.
Ещё в середине 1990-х мои братья предложили и изготовили устройство для свободного перемещения по виртуальному миру на собственных ногах в любом направлении и на любые расстояния. Эго устройство названо ВиртуСферой. Оно представляет собой огромный пустотелый шар от всё той же компьютерной мыши. То есть сферу — но достаточно большую, чтобы внутри неё свободно размещался и двигался человек.
Устанавливается сфера на колеса опоры и благодаря этому свободно вращается в любом направлении. Перед тем как войти в сферу через люк, пользователь надевает виртуальный шлем, а на спине располагается ноутбук. Человек делает шаг, сфера проворачивается, датчики под сферой передают эту информацию в компьютер, который пересчитывает и транслирует в виртуальный шлем приблизившуюся на один шаг картинку. И так далее.
А между прочим, изобретательский приём всё тот же. Если нельзя отойти от компьютера — значит, надо отоити, если нельзя ходить по виртуальному пространству своими ногами — значит, можно.
У всякой стороны есть её оборотная сторона, скрытая. Изнанка. Чтобы рассмотреть предмет всесторонне, надо перво-наперво оглядеть эту и ту, противоположную, сторону. Гегель сказал: видимость сущности — в противоположном.
Противоречие рождается там, где сходятся две противоположности. Но именно в разрешении противоречий и заключается изобретательство.
Порою, если найти возможность существования «мира наизнанку», можно не только написать любопытную книгу вроде «Алисы в Зазеркалье» Льюиса Кэрролла, но реально даже совершить открытие века.
«Как так?» — спросите вы. Да вспомним хотя бы математику.
«К данной прямой через данную вне её точку можно провести не более одной параллельной прямой» — это одна из формулировок пятого постулата Евклида. Но именно отказ от него привёл к открытию тремя гигантами — немцем Гауссом, венгром Больяи и русским Лобачевским — неевклидовой геометрии. А ведь вплоть до Гаусса — то есть до самого конца XVIII века — никто не усомнился ни в истинности пятого постулата, ни в том, что евклидова геометрия единственно возможна, ни в том, что она описывает реальный физический мир.
Впрочем, в основе всех человеческих достижений лежит творческая одарённость — умение мыслить парадоксально и действовать нестандартно, эффективно и продуктивно, находя всё новые пути к знанию и открытию.
Чтобы изобретать, надо порой идти от обратного, надо уметь смотреть на мир другими глазами, выходить за границы привычного, обыденного, очевидного, двигаться в пространстве мысли подчас наперекор здравому смыслу и формальной логике.
Должен с прискорбием заявить: современная российская школа делает акцент на запоминании готового знания. Эго способствует тому, что готовность к работе с противоречиями в ребёнке убивается с детства под корень. У нас растут исполнители инструкций и шаблонов, способные действовать только так, под копирку, а не иначе. Между тем жизнь полна противоречий и проблем, быстро меняющихся обстоятельств.
Пока не поздно, надо вернуть образование в нормальное положение, то есть с головы поставить снова на ноги. Это тот самый перпендикулярный выход из очевиднейшего тупика или замкнутого круга, в котором мы оказались в результате скороспелых школьных реформ.
Капли Левенгука
Ещё в детстве мы узнаём: Антони ван Левенгук в 1673 году открыл одноклеточные микроорганизмы благодаря тому, что изобрёл и изготовил микроскопы непревзойдённого по тому времени качества. Более того, он строил эти микроскопы тысячами. До наших дней дошли многие сотни.
И мало кто задумывается: как скромный часовщик смог у себя дома организовать массовое производство сложнейших оптических приборов? Ведь по сравнению с оптической точностью даже нынешние достижения часовой технологии чудовищно грубы. А уж в его эпоху вовсе не существовало оборудования сколько-нибудь приемлемого качества. Даже сотней лет позже изобретатель конденсатора пара и создатель паровых машин двойного действия Джеймс Уатт восхищался небывалой точностью изготовления своих установок: между цилиндром и поршнем с трудом пролезала шестипенсовая монета!
Правда, оптики ещё в раннем Средневековье нашли способы довольно точного производства сферических поверхностей. Сфера получается сама собою, если два куска стекла тереть друг о друга, постоянно меняя направления движения: только сферы (и частный их случай — плоскости) могут прилегать друг к другу при любых смещениях.
Увы, такая работа требует немалого времени: стоит нажать чуть посильнее, чтобы ускорить истирание стекла, и упругая деформация исказит поверхность. А главное — радиус кривизны стёкол должен быть на несколько порядков больше возможных величин этой самой деформации. Между тем для значительного увеличения требуются как раз малые радиусы. Оптические схемы современных микроскопов сложны не только потому, что взаимодействие стёкол с разными оптическими свойствами может погасить многие аберрации, т. е. искажения, но и потому, что множеством слабо искривлённых поверхностей можно обеспечить нужную силу фокусировки, добиться значительного увеличения.
Между тем взглянем на любой из дошедших до нас микроскопов Левенгука и убедимся: там и речи нет о сложных системах больших стёкол. Наоборот, это вовсе не микроскопы, а простейшие лупы — одиночные линзы. Причём линзы крошечные — менее булавочной головки, а порою едва ли не сопоставимые по размеру с самими объектами наблюдения.
Таким одиночным стёклам присущи многочисленные искажения — и геометрические (свет фокусируется далеко не в одну точку), и хроматические (волны разной длины идут разными путями). Собственно, для компенсации этих искажений как раз и создаются многолинзовые оптические системы. Но современные оптики нашли некоторые способы частичного их снятия и в одиночных линзах. Отклонение формы от правильной сферичности улучшает геометрическую сходимость лучей; внутренние напряжения в стекле несколько выравнивают скорости разных волн и уменьшают хроматическую аберрацию…
Конечно, технологии дозировки асферичностей и напряжений очень сложны. Потому и освоены совсем недавно и всё ещё весьма дороги. Не зря изготовители фотообъективов так гордо пишут: асферический. Хотя обычно из доброго десятка внутренних поверхностей асферичны одна-две.
Каково же было изумление современных исследователей, когда они обмерили некоторые линзы Левенгука и обнаружили там и крошечную асферичность (а ведь её тем сложнее дозировать, чем меньше сама сфера), и внутренние напряжения, компенсирующие значительную часть хроматизма. Правда, за прошедшие сотни лет напряжения заметно уменьшились, поскольку стекло — жидкость, хотя и очень вязкая, и под любыми напряжениями постепенно течёт (в некоторых окнах Эрмитажа, застеклённых ещё в XIX веке, нижний край стекла на миллиметр с лишним толще верхнего). Но если внести поправку на многовековое течение, оказывается, что изначальное качество линз было ещё выше.
Даже изощрённейшие современные технологии требуют немалых сил, денег и времени для достижения подобных результатов. Левенгук же работал в одиночку, не располагал и сотой долей нынешних знаний об оптике вообще и свойствах стекла в частности, а уж технологии расчёта, используемые конструкторами сегодня, в его эпоху и вообразить было невозможно.
И тем не менее он производил свои линзы многими тысячами. Чаще всего он даже не пытался рассматривать в одну линзу несколько разных образцов. Линза, стекло с образцом, удерживающая их конструкция собирались раз и навсегда. Даже регулировочный винт поворачивался один раз — чтобы образец оказался в фокусе — и закреплялся намертво. Причём цена этих готовых конструкций была по тому времени весьма скромна. На жизнь Левенгуку вполне хватало — но благодаря не цене каждого изделия, а массовому их производству и не менее массовой продаже. Левенгук был одним из первых маcтеров высшего класса, сделавших ставку именно на массовое производство и скромные цены.
