Электричество шаг за шагом

Т-8. Многое в книге излагается упрощённо, а кое-что очень упрощённо и, может быть, даже слишком упрощённо. Известный астрофизик Иосиф Самойлович Шкловский, рассказывая о своей работе, заметил, что ему, наверное, никогда не удалось бы успешно развивать свою науку, если бы он постоянно думал о чудовищных космических расстояниях или гигантских интервалах времени, которыми измеряются космические события. Работая, он думал совсем иными масштабами, оперировал образами, крайне упрощёнными, но зато удобными, такими, которые легко себе представить. Ну, скажем, Солнце он представлял себе как некий шар размером поменьше футбольного мяча. А иногда и нашу Галактику считал однородным телом, приравнивал её к своего рода плоскому Солнцу, хотя в Галактике десятки миллиардов похожих на него звёзд, а сама она в тысячи миллиардов раз больше Солнца. Чтобы почувствовать масштабы всех этих упрощений, напомним, что Солнце — это огненный шар диаметром 1,5 миллиона километров, что примерно в 120 раз больше, чем диаметр нашей планеты.

В нашем рассказе об электричестве очень часто будут встречаться подобные упрощения истинной картины: изменение масштабов, использование образов искажённых, но более удобных для обдумывания.

Мы будем, например, представлять себе атомные ядра и даже сами атомы маленькими шариками, этакими горошинами, песчинками или мельчайшими крупинками соли. А ведь всё это сложнейшие системы, собранные из множества разнообразных деталей, размеры которых невообразимо малы — в миллионы и миллиарды раз меньше той же пляжной песчинки.

Мы будем часто пользоваться простыми аналогиями, сравнивая, например, электромагнитные процессы с механическими: переменный ток с качелями или накопление электрических зарядов в конденсаторе с наполнением ведра водой. В то же время сходство между этими процессами чисто внешнее, их физическая сущность совершенно разная.

Мы, наконец, будем пользоваться привычными, житейскими словами, чтобы рассказать о сложных электрических или магнитных явлениях, будем, например, употреблять такие выражения, как «электроны быстро побежали», или «магнитное поле старается помешать нарастанию тока», или даже «атомное ядро не хочет отпускать электроны». Подобные выражения в книге встречаются настолько часто, что пришлось отказаться от традиционных кавычек, иначе страницы были бы просто переполнены этим типографским знаком. Иногда, чтобы привлечь ваше внимание, в основном тексте будет напоминание (Т-8) об этом важном разделе предисловия.

Все упрощения и искажения в книге делаются только для того, чтобы можно было думать о вещах сложных и непривычных, пользуясь знакомыми и понятными словами, образами, сравнениями. Чтобы облегчить познание нового, опираясь на то, что уже известно. Встречаясь в тексте с грубыми механическими моделями электрических схем, с сильно упрощённым описанием структур или процессов, с разного рода прыжками электронов или стараниями магнитных полей, нужно помнить, что всё это, так сказать, военная хитрость, необходимая для штурма крепостей непонятного. И что упрощённое описание какой-либо физической сложности — это не более чем упрощённое описание.

Т-9. Автор должен предупредить, что книга имеет серьёзный недостаток, его нельзя было избежать, но в будущем, надеюсь, удастся исправить. Уже с самых первых набросков плана книги автору стало ясно, что в ней не удастся рассказать об электричестве всё, что хотелось бы. Электричество с давних пор имеет, образно говоря, две основные профессии — оно работает в энергетике и в информатике. Сегодня применение электричества в информатике превратилось в гигантскую область науки, техники, технологии, эту область обычно называют радиоэлектроника, или просто электроника, она объединяет радиосвязь, радиовещание, телевидение, электронную автоматику, вычислительную технику, медицинскую электронику, радиолокацию, робототехнику и много других уже давно самостоятельных научных и технологических направлений.

Чтобы не переходить на скороговорку и не превысить разумный объём книги, для неё была выбрана традиционная структура учебников электротехники: в книге рассказывается об электрических цепях постоянного и переменного тока и об использовании электричества в энергетике. О применении электричества в информатике в таких учебниках, как правило, рассказывают очень скупо, а случается, вообще не вспоминают. И в этой книге электронике отдано сравнительно немного места (одна глава из двадцати), и тема эта введена главным образом для того, чтобы напомнить о её существовании. Электричество в информатике — это настолько большая и многообразная сфера, что даже не очень детальный рассказ о ней потребовал бы отдельной книги побольше этой. Автор надеется в обозримом будущем подготовить такую книгу, завершив тем самым начатый рассказ об электричестве.