Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 02

Как полагают ныне теоретики, протоны и нейтроны, из которых состоит атомное ядро, в свою очередь строятся из еще более мелких частиц — кварков. Различают шесть разновидностей кварков. Частицы SQM образуются лишь тремя из них.

Гипотезу о существовании подобных сгустков материи выдвинул в 1984 году физик Эдуард Уиттен из Принстонского университета. Согласно его гипотезе, вскоре после первоначального Большого взрыва три первых вида кварков соединились и образовали протоны и нейтроны, а потом три других вида кварков «слиплись» в сверхплотные частицы SQM.

В пользу этого предположения говорит хотя бы то, что недавно во Вселенной были открыты две звезды, которые не подходят ни под одну из существующих классификаций физических объектов.

Таинственную звезду — RXJ 1856 из созвездия Южная Корона — открыли в 1996 году с помощью немецкого орбитального телескопа «Roentgen» (RОSAT).

Она отстоит от нас на 400 световых лет, и все это время считалось, что она относится к классу обычных нейтронных звезд. Такие небесные тела образуются в результате гравитационного сжатия, коллапса сверхновых, и состоят не из атомов, а из нейтронов. Их диаметр составляет всего лишь от 20 до 32 км, а плотность — 2х1017 кг на кубический метр. Так что до недавнего времени считалось, будто нейтронные звезды самые плотные (после черных дыр) космические объекты.

Однако данные, полученные с орбитальных телескопов «Чандра» и «Хаббл», показали, что диаметр RXJ 1856 не превышает 11,3 км. Стало быть, плотность ее вещества настолько велика, что сила тяготения разрушает все и вся, оставляя лишь свободные кварки. Так, во всяком случае, полагает Джереми Дрейк, руководитель группы исследователей из Смитсонианского центра астрофизики США.

Второй кандидат на звание «кварковой звезды» — объект ЗС58 в созвездии Кассиопеи — удален от Земли на 10 000 световых лет. Его отыскал ученый из Колумбийского университета Дэвид Хелфанд, использовав для этого исторические данные. Считается, что на ее месте китайские астрономы наблюдали еще в 1181 году вспышку сверхновой.

После подобного взрыва начинается процесс колоссального сжатия массы звезды и снижения ее температуры. И по расчетам Хелфанда, в настоящее время температура ЗС58 должна была бы составлять около 2 млн. градусов. Однако, согласно спектральным замерам, она не превышает 1 млн. градусов, что делает небесный объект слишком холодным для нейтронной звезды.

«Наблюдения говорят о том, что этот объект состоит из неведомого нам вида материи, — пояснил астроном. — Вещество в нем упаковано гравитационными силами настолько плотно, что разрушились все связи не только между протонами, нейтронами и электронами, составляющими атомы, но и между кварками, из которых состоят многие частицы»…

До сих пор эти частицы существовали лишь на кончике пера. Ученым никогда еще не удавалось наблюдать кварки в естественных условиях, а эксперименты на ускорителях приносили лишь косвенные подтверждения их существования. Так почему же исследователи решили, что видят именно кварковые звезды?

Согласно теории, при взрыве сверхновой звезды ее внешняя оболочка улетает в окружающее пространство, а основная масса тела «проваливается» к ядру, образуя небольшую нейтронную звезду огромной плотности. Однако некоторые теоретики полагают, что, если процесс коллапса протекает слишком быстро, звезда «схлопывается» до еще меньших размеров, достигая сверхбольшой плотности вещества.

Впервые предположение о существовании подобных звезд было высказано более двух десятилетий назад. И вот теперь, возможно, наблюдения орбитальных телескопов подтвердили эту гипотезу. Космолог Майкл Тернер из Чикагского университета считает: само существование загадочных звезд доказывает, что природа способна создавать такие виды материи, которые ученые не могут воспроизвести в своих лабораториях. Если это так, можно считать, что астрономы предоставили первые данные о природе этих частиц.

Впрочем, Анна Кинней, директор отдела астрономии и физики Центра космических исследований НАСА, полагает, что это — пока лишь данные, а не доказательства существования новой формы материи. Сам Джереми Дрейк, открывший звезду RXJ 1856, считает, что наблюдениям могут найтись и другие объяснения.

Тем не менее, исследователи довольны и тем, что имеют. Если кварки действительно существуют и из них могут образовываться сверхплотные частицы SQM, то, как показывают подсчеты Шелдона Гласхоу из Гарвардского университета, одна такая частица, весящая тонну, действительно способна произвести внутри Земли такой же взрыв, как атомная бомба мощностью 50 килотонн. Ударная волна при этом разойдется по всей планете.

Тем не менее, гипотеза техасцев о «прострелах» нашей планеты воспринимается многими учеными весьма скептически. Они полагают, что пока еще весьма мала статистика подобных происшествий. В самом деле, среди информации о нескольких миллионах сейсмических потрясений разной силы, произошедших начиная с 1990 года, удалось выявить лишь два землетрясения, которые с большей или меньшей степенью приближения можно отнести на счет «снарядов» из космоса.

С. НИКОЛАЕВ

Художник Ю. САРАФАНОВ

Может ли робот улыбаться?

Когда вы приближаетесь к КОГу, страшилище поворачивает к вам голову и устремляет на вас свой загадочный взор. Эту загадочность придают «взгляду» две телекамеры — одна широкого обзора, а другая — узкого, которые поворачиваются вслед за объектом, прослеживая его путь. И когда таким объектом становится ваша собственная персона, то, по свидетельству очевидцев, ощущение такое, словно вы нос к носу встретились со снежным человеком.

Так выглядит робот, наделенный эмоциями.

На самом же деле КОГ представляет собой очередную модель машины с искусственным интеллектом, новый шаг к созданию действительно разумного робота. Ее создатель, профессор Массачусетского технологического института Родни Брукс, возглавляющий лабораторию искусственного интеллекта, убежден, что мыслящие машины должны появиться уже лет через 10–15. И что они будут воспринимать окружающий мир примерно так же, как это делаем мы, люди.

«Большинство моих коллег относятся с пренебрежением к моей работе, — говорит Брукс. — Дело в том, что они исповедуют теорию доброго старомодного искусственного интеллекта. Согласно этой теории надо построить как можно более мощный компьютер и набить его до отказа всеми знаниями о мире и способами манипулирования этими знаниями»…

Лидер этого направления — Дуглас Леннарт, бывший консультант Брукса, а ныне президент одной из исследовательских фирм, — вот уже более десяти лет работает над программой, которую он с коллегами назвал САЙК. В нее введено уже более миллиона понятий. Большинство из них представляют собой так называемые суждения здравого смысла. Например: «Люди перестают покупать что-либо, когда спят»…

Однако Брукс полагает, что знания нужно добывать на основе собственного опыта. Только тогда ими можно пользоваться творчески.

Прежде чем приступить к созданию робота, который бы смог учиться на основе собственного опыта, Брукс не один год проработал над созданием роботов насекомых, которые до сих пор летают и ползают по лаборатории. И он убедился, что те из них, что были сконструированы по методике Леннарта, не так ловки и проворны, как те, которые приобретали собственный опыт. Он отказался от центрального компьютера и встроил в каждую лапку робота-насекомого миниатюрное устройство, которое сообщало, что нужно делать, когда лапка стояла на земле, оказывалась в воздухе или сгибалась под определенным углом… Благодаря этому у робота непрерывно вырабатывалась тактика поведения. И его действия оказались необычайно похожи на действия настоящего насекомого, обследующего округу в поисках корма.

Движениями бровей, глаз робот пытается выразить человеческие эмоции.

После роботов-насекомых Брукс собирался построить робота-игуану, потом робота-кошку, робота-обезьяну и, наконец, робота-андроида. Однако после того как он потратил 10 лет на разработку роботов-насекомых, он понял, что на выполнение последовательной программы ему не хватит всей жизни.

Тогда он отказался от первоначального плана и принялся строить сразу КОГа — алюминиевого псевдогуманоида с 8-угольной головой, посаженной на широкие плечи, в которых прячутся моторчики, а также с парой могучих, но беспалых рук.

Ног у робота пока нет, он пока просто сидит в кресле и вертит головой, осматривая окружающий мир. После того, как он немного освоится, экспериментаторы, возможно, пересадят его в кресло-каталку, а то и соорудят ему пару конечностей…