Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAПацан 5 лет с огромным восторгом дул в яркое пластиковое кольцо на светофоре возле Университетской рощи ТГУ. Он запускал целую эскадрилью переливающихся мыльных пузырей прямо в жаркий воздух. Один из этих дрожащих шариков порывом ветра бросило мне на лобовое стекло.
Сначала доли секунды бензиновой радуги перед глазами, потом едва слышный влажный хлопок и крошечное мокрое пятнышко.
В ближайшем газетном киоске вы берете за 50 рублей простую забаву на 5 минут. Внутри этого пластикового флакона плещется настоящий вычислительный гений. Каждый такой шарик скрывает в себе инженерное чудо. Оно решает задачи быстрее мощнейших серверных кластеров. В серьезных университетских лабораториях подобные технологии пытаются воссоздать за гранты с 6 нулями.
Вся красочная интерференция и завораживающие переливы света возникают на сложнейшей мембране. Слой обычной воды хитро зажат между двумя слоями мыльных молекул, и в самом тонком месте вся эта трехслойная конструкция составляет около 10 нанометров. Человеческий волос толще раз в 5000. Луч света падает на эту сверхтонкую пленку, послушно расщепляется, отражается от внешней и внутренней границ. Разные волны накладываются друг на друга и создают те самые причудливые цветные узоры.
Точно такой же физический принцип применяют при создании сверхточных лазерных интерферометров, которыми астрофизики умудряются ловить гравитационные волны где-то в глубоком космосе.
У нас на кафедре оптики на настройку подобной системы часто уходили долгие недели кропотливой возни. Тяжелый трамвай случайно громыхнул по Советской улице, и всю тончайшую калибровку массивных зеркал можно смело начинать заново. Природа лепит идеальный расщепитель пучка за долю секунды из капли дешевого поверхностно-активного вещества.
Еще показательнее выглядит знаменитая проблема Плато из высшей геометрии. Математики веками пытаются вычислить поверхность минимальной площади, натянутую на заданный пространственный контур. Современные программисты пишут монструозный софт и жгут мегаватты электричества на гудящих серверах, чтобы машина методом конечных элементов нашла оптимальное значение. На просчет одной сложной фигуры уходят часы машинного времени.
В реальности мы просто берем изогнутую проволоку любой безумной формы и макаем в обычный тазик с мыльным раствором.
Идеальный ответ готов моментально. Закон поверхностного натяжения сам минимизирует энергию системы за какие-то миллисекунды. Пленка мгновенно встает в форму с нулевой средней кривизной ))
Архитекторы давно раскусили этот природный хак. Знаменитую полупрозрачную крышу Олимпийского стадиона в Мюнхене проектировали в точности по этому алгоритму. Команда архитектора Фрая Отто изначально искала идеальную форму сложных перекрытий без громоздких компьютерных вычислений. Инженеры просто делали миниатюрные макеты опорных мачт из тонкой проволоки, окунали их в мыльный раствор и фотографировали результат. Законы физики сами подсказывали им самую прочную и легкую форму для огромных натяжных тентов.
Мы покупаем всю эту вычислительную мощь за 50 рублей в ярком пластиковом флаконе исключительно ради того, чтобы пару минут пускать пузыри на светофоре.