Изобрели телеграф, затем айфон: гениальные идеи, изменившие мир

На вершине Мауна-Кеа расположены тринадцать обсерваторий – массивные белые купола, разбросанные по красным скалам, словно сверкающий аванпост на далёкой планете. Один из куполов – обсерватория У. М. Кека, вмещающая самые большие и мощные оптические телескопы на Земле. Творя свою магию, телескопы-близнецы не полагаются на линзы. Чтобы уловить как можно больше света из отдалённых уголков Вселенной и узнать что-нибудь о звёздах и галактиках, потребовались бы линзы размером с пикап. При таких размерах стекло становится слишком тяжёлым и вносит неизбежные искажения в изображение. Поэтому учёные и инженеры Кека использовали другой инструмент для улавливания чрезвычайно слабых следов света: зеркало.

Каждый из телескопов имеет тридцать шесть шестиугольных зеркал, работающих как единая активная поверхность диаметром в тридцать три фута (10 метров). Входящий звёздный свет отражается от второго зеркала, затем фокусируется вниз и улавливается комплексом приборов, которые обрабатывают изображения и выводят на экран компьютера. Даже в тонкой, сверхстабильной атмосфере Мауна-Кеа небольшие возмущения могут размыть полученные изображения. Для коррекции зрения телескопов в обсерватории используется хитроумная система под названием «адаптивная оптика». Лазеры направляются в ночное небо, создавая искусственную звезду. Эта звезда служит точкой отсчёта, потому что учёные точно знают, как выглядел бы лазер без атмосферных искажений. Таким образом у них появляется возможность измерить любые искажения, сравнивая «идеальное» лазерное изображение и то, что регистрируют телескопы. На основе этой информации компьютеры генерируют инструкции, чтобы зеркала телескопа слегка отклонялись и подстраивались под точные искажения в небе над Мауна-Кеа в конкретную ночь. Это как если бы вы были дальнозорким и вдруг надели бы очки и смогли бы читать.

Обсерватория Кека на Мауна-Кеа.

Когда мы смотрим через зеркала телескопа, мы заглядываем в далёкое прошлое, потому как наблюдаемые объекты – галактики и сверхновые – могут находиться на расстоянии миллиардов световых лет от нас. И снова стекло расширило наше видение, не только до невидимого мира клеток и микроорганизмов или глобальной связи, но и до самых первых дней существования Вселенной. Стекло начиналось с безделушек и пустых сосудов. Однако несколько тысяч лет спустя, возвышаясь над облаками на вершине Мауна-Кеа, оно превратилось в настоящую машину времени.

В окружении кремния

Возможно, вы надели очки, чтобы чётко видеть текст этой книги. Или, быть может, вы смотрите на страницу, используя смартфон или планшет. Вероятно, вы работаете в режиме многозадачности, читая и одновременно просматривая видео на YouTube. Где бы вы ни находились и что бы вы ни делали, вокруг неизменно находятся сотни предметов, существование которых зависит от диоксида кремния: стекла в ваших окнах, объектив камеры телефона, экран компьютера, а также всё, что имеет микрочип или цифровые часы. Стекло изменило восприятие мира и расширило представления о человечестве. Отныне мы способны чётко видеть, смотреть на самих себя, наблюдать невидимое, заглядывать за пределы мира и делиться своими впечатлениями с другими. Ни один материал на Земле не имел настолько большого значения для концептуального прорыва, чем стекло.

Поликристаллический кремний высокой чистоты из фрайберга, Германия.

Холод

А теперь представьте, что вы превратились в одного из многих людей, живущих в тропическом климате в период до 1800-х годов. Как бы странно это ни звучало, но вам никогда в жизни не довелось бы столкнуться с чем-то очень холодным. И я говорю не только о снеге. Вы бы никогда не увидели даже кубика льда! А что ещё хуже – никакого мороженого!

Ледяной отель в Юккасъярви, Швеция. Отель перестраивается каждую зиму. Температура внутри держится на уровне 23 градусов по Фаренгейту (-5 градусов по Цельсию).

В холодных частях света люди испокон веков проделывали со льдом фантастические вещи. В современном мире, например, вы можете заселиться в отель, где температура в номере составляет всего десять градусов ниже нуля, и спать на ледяной кровати. Вы даже можете кататься на лыжах в пустыне! Однако не стоит забывать, что о возможностях льда в тёплом климате мы узнали всего несколько сотен лет назад. И началась эта революция с простого желания: ледяного напитка в жаркий летний день.

Тропический лёд

В самом начале лета 1834 года трёхмачтовый корабль «Мадагаскар» вошёл в порт Рио-де-Жанейро, Бразилия, перевозя на борту самый необычный груз: замёрзшее озеро Новой Англии.

Судно «Мадагаскар» и его экипаж находились на службе у предприимчивого и упорного бостонского бизнесмена по имени Фредерик Тюдор. Хотя большую часть своей взрослой жизни Тюдор слыл неудачником, он всё равно не отказывался от идеи относительно льда (даже несмотря на то, что это стоило ему рассудка, состояния и свободы). Его медленное упорство окупилось: Фредерик Тюдор стал известен как «Ледяной король».