Универсальное устройство. Неизвестная история создания iPhone

Жан Бернар Леон Фуко – не путайте с Фуко-философом, Мишелем, – построил его, чтобы доказать, что Земля вращается вокруг своей оси. В 1851 году он подвесил на проволоке к потолку Парижской обсерватории шар, дабы показать, что свободно свисающий маятник в течение дня будет медленно менять своё направление, тем самым демонстрируя то, что мы сейчас называем эффектом Кориолиса. Тело, движущееся во вращающейся системе, подвергается воздействию силы, перпендикулярной направлению его движения и осям вращения; в северном полушарии Земли эта сила отклоняет движущиеся объекты вправо, приводя к эффекту Кориолиса. Эксперимент Фуко привлёк внимание Наполеона III, который попросил повторить опыт, но уже с бо́льшим маятником, в парижском Пантеоне. Поэтому Фуко соорудил маятник с проволокой длиной шестьдесят семь метров, и он очень впечатлил императора (и публику; маятник Фуко – один из самых любимых экспонатов в научных музеях по всему свету). Тот самый шар, который Фуко демонстрировал Наполеону III, висит теперь в парижском Музее искусств и ремёсел.

Для своего следующего эксперимента Фуко использовал гироскоп, вращающийся вокруг вертикальной оси и сохраняющий своё положение, чтобы более точно продемонстрировать тот же самый эффект. По сути, он не сильно отличается от гироскопа, расположенного в вашем iPhone: он тоже опирается на эффект Кориолиса, благодаря чему экран iPhone всегда принимает нужное положение. Однако сегодня он принял форму МЭМС – микроэлектромеханической системы, – вмонтированной в крохотный и на самом деле красивый чип. Миниатюрное строение МЭМС напоминает чертежи футуристических симметричных храмов из научной фантастики.

Гироскоп в вашем телефоне представляет собой вибрационный гироскоп (ВГ). Это такое устройство, которое для определения скорости, с которой поворачивается объект, использует – как вы догадались – вибрационную структуру. Вот как оно работает: вибрирующий объект обычно продолжает вибрировать в той же плоскости, даже если его опора поворачивается. Поэтому эффект Кориолиса – тот самый, из-за которого маятник Фуко в Париже сдвигается вправо, – заставляет объект прилагать силу к его опоре. Вычисляя эту силу, датчик может определить скорость вращения. Сегодня приборы, способные сделать это, имеют размеры с ноготь большого пальца. Вибрационные гироскопы теперь повсюду; помимо iPhone, они есть в автомобилях и игровых приставках. МЭМС уже десятилетиями используется в автомобилях: вместе с датчиками ускорения она помогает определить, когда нужно выпустить подушки безопасности.

* * *

Гироскоп представляет собой ряд датчиков внутри вашего телефона, которые снабжают его информацией о том, как устройство перемещается в пространстве и как ему стоит реагировать на окружающие условия. Эти датчики как раз и отвечают за едва уловимое и вместе с тем очень важное волшебство: то, как телефон определяет, что ему делать, когда вы прикладываете его к уху, переворачиваете горизонтально или заходите с ним в тёмную комнату.

Чтобы понять, каким образом iPhone определяет своё место в нашей Вселенной – особенно по отношению к вам, пользователю, – следует провести небольшой ликбез и пробежаться по важнейшим датчикам и двум чипам, определяющим местоположение.

Когда iPhone только вышел, у него было всего три датчика (если не считать датчик камеры): датчик ускорения, или акселерометр, датчик приближения и датчик внешнего освещения. Достоинства одного из них Apple расхваливала в дебютном пресс-релизе.

Акселерометр

«Встроенный в iPhone акселерометр определяет, когда пользователь переворачивает устройство в горизонтальное положение, и автоматически, в зависимости от положения, изменяет отображение экрана на дисплее, – писала в 2007 году команда Apple в своем пресс-релизе. – Таким образом пользователи тут же видят веб-страницу во всю ширину или горизонтальное фото с нормальным соотношением сторон».

От экрана, который подстраивался под то или иное положение устройства, веяло новизной, и Apple преподнесла его самым элегантным образом – пусть даже это и не самая сложная технология (помните, Фрэнк Канова планировал добавить такую функцию в своё второе детище, Neon, младшего брата Simon, ещё в 1990-х годах).