Электрическая Вселенная

То, что искал Тьюринг, то, что могло бы спасти ему жизнь, уже довольно долгое время находилось под самым его носом. Намек на это он получил еще в 1948 году, до того даже, как перебрался в Манчестер. Его друг по временам Блетчли, Джек Гуд, написал Тьюрингу: «Слышали вы что-нибудь о ТРАНЗИСТОРЕ (или Транзисторе)? Этот маленький кристалл выполняет, предположительно, «почти все функции электронной лампы». Возможно, это самое важное из совершенных после войны открытий. Собирается ли Англия приглядеться к нему?»

Однако ответом было молчание. В Америке произошло нечто замедлившее разработку устройства, и причина задержки была связана с самой сутью того, как оно работает.

В студенческую пору Тьюринга большинство специалистов по электричеству считало, что все вещества мира делятся на два совершенно различных типа. Одни, такие как медь или сталь, способны проводить электрический ток, другие — стекло или дерево — проводить ток не способны. Первые называли проводниками, вторые изоляторами. Общего между ними было столько же, сколько между муравьедом и угольной шахтой, — они просто-напросто не имели точек соприкосновения.

Это несложное различение и дает, похоже, ответ на вековой давности вопрос: почему сквозь стекло свет проходит, а сквозь сталь — нет? Внутренность стальной стены немного похожа на заброшенный египетский храм с его стоящими почти вплотную колоннами из атомов железа и углерода. Однако, если вглядеться в эти атомы с расстояния более близкого, выяснится, что они не такие уж гладкие и опрятные. Многие из них лишились наиболее удаленных от центра атома электронов, и — как мы уже видели в первой из посвященных радару глав — внутри бесцельно болтаются целые флотилии таких электронов. Когда туда же попадает свет, он начинает расходовать свою энергию на увеличение энергии движения этих электронов. А это означает. что чем глубже световая волна забирается в сталь, тем меньше от нее остается — она отклоняется, «впитывается» поджидающими ее, словно в засаде, свободными электронами. Все выглядит так, точно целая волна исследователей врывается в заброшенный храм и их начинает одного за другим утягивать куда-то за колонны. И очень скоро никаких исследователей не остается. Отраженные от вас световые волны могут войти в сталь с одной стороны, но с другой они не выйдут.

Внутри стеклянной стены атомы, напротив, ведут себя более благочинно. Их внешние электроны связаны с ними гораздо крепче и засад на исследователей не устраивают. Свет вливается в их расположение и изливается из него неповрежденным, таким же ярким, как прежде. Отраженные вами световые волны проходят сквозь стекло — и вас видит тот, кто стоит с другой его стороны.

В этом же кроется и причина того, что металлы проводят электричество, а стекло нет — потому-то электрические провода нередко и крепят на стеклянных изоляторах. Ток легко проходит по медным или алюминиевым проводам, потому что в них полным-полно свободных электронов. Движущая сила, невидимый вихрь, создаваемый силовой станцией, просто захватывает их и толкает вперед. А вот через стеклянные изоляторы ток не проходит, потому что в стекле нет свободных электронов, которые можно было бы использовать для создания тока. Находящаяся под напряжением опора линии электропередачи ведет себя как тупой-претупой переключатель: он всегда находится в положении «закрыто», ибо электрический ток течет себе по проводам вперед, но никогда не меняет направление и не уходит в стеклянные изоляторы, придерживающие провода.

Если бы существовали только две эти возможности — одни вещества проводят электрический ток, другие не проводят, — все наследие Тьюринга состояло бы сейчас из нескольких статей и огромных, вечно перетопленных помещений, наполненных сложными конфигурациями штекеров и электронных ламп. Тех компьютеров, которые мы воспринимаем ныне как данность, попросту не существовало бы. Однако на свете существуют не только металл и стекло.

В нашей Вселенной имеется кое-что еще, и оно дает нам третью возможность.

Отправляясь в свои долгие пробежки, Тьюринг нередко следовал по вьющимся среди холмов сельским тропинкам, а то и выбегал на песчаные пляжи, которыми столь богата островная Британия. Эти пески и холмы в значительной мере состоят из элемента, именуемого кремнием, — как, собственно, и большая часть поверхности нашей планеты: кремний — основной материал, из которого образована гора Эверест.

У радиотехников этот самый кремний давно уже вызывал раздражение. В отличие от всего остального, он никак не желал укладываться в одну из двух принятых категорий — он не был металлом, неизменно проводящим электричество, но не был и стеклом или алмазом, никогда такового не проводящими. Он вел себя по-другому, и весьма непонятно. Большую часть времени включенный в электрическую цепь кусочек кремния вроде бы изображал из себя обычный, заурядный изолятор. И прекрасно. Вы подсоединяли к кремнию провод, пропускали по проводу ток, и он, дойдя до кремния, останавливался, словно уткнувшись в преграду.