1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Экономика

Парадоксы информационной эпохи

Полным ходом идёт дигитализация накопленной человечеством информации, но будут ли цифровые копии долговечнее оригиналов?

default

Интернет-кафе в Риаде, Саудовская Аравия

Клинопись шумеров – вероятно, самая древняя письменность человечества. Она возникла в Южном Двуречье, на территории современного Ирака, в 3-м тысячелетии до нашей эры. Материалом для тогдашних носителей информации служила глина. Из неё лепились дощечки величиной с ладонь, а в них прямоугольной палочкой из кости вдавливались чёрточки знаков. Количество применяемых знаков поначалу превышало тысячу, с течением времени оно сократилось до 600. На одну дощечку помещалось примерно 500 слов.

Магнитные носители информации

Сегодня, 5 тысяч лет спустя, компьютеры гамбургского Центра по изучению климата регистрируют информацию на магнитных носителях со скоростью, которую могла бы обеспечить лишь синхронная работа более чем миллиарда шумерских писарей. Михаэль Бёттингер, сотрудник Центра, говорит:

- Сегодня общий объём памяти, которой мы располагаем, составляет около 600 терабайт. Если выразить это в обычных жёстких дисках, то для получения такой суммарной ёмкости их требуется примерно 60 тысяч штук. Положенные друг на друга, они образовали бы штабель высотой в 3 километра. Но нам этой ёмкости не хватает. Уже в ближайшее время нам необходимо увеличить объём памяти примерно в 10 раз, потому что мы должны вскоре получить более мощный и быстрый компьютер, который позволит нам учитывать большее число факторов и на этой основе производить более точные расчёты.

Изучение и прогнозирование климата – лишь один пример, показывающий, сколь велика потребность современной цивилизации в растущем объёме компьютерной памяти. Сегодняшние модели очень неточны, поскольку учитывают слишком малое количество переменных. А это, в свою очередь, объясняется недостаточной вычислительной мощностью компьютеров и недостаточным объёмом памяти.

Современные носители цифровой информации по своему устройству мало чем отличаются от всем хорошо знакомого магнитофона: протекающий через записывающую головку электрический ток создаёт поле, заставляющее расположенные под головкой ферромагнитные частицы ориентироваться в соответствии с направлением тока. Эти магнитные частицы, в свою очередь, создают поле, которое – в зависимости от ориентации частиц – усиливает или ослабляет электрический ток, протекающий через вторую, считывающую головку. Усиление тока принято считать за "1", ослабление – за "0".

Инженеры Гамбургского университета намерены усовершенствовать такой носитель путём его миниатюризации. Записывающая и считывающая головка будущего представляет собой своего рода магнитный растровый микроскоп. Тончайшая игла с магнитным покрытием сканирует поверхность носителя. Если игла и находящаяся в данный момент непосредственно под ней частица имеют противоположную намагниченность, они притягиваются, если одинаковую – отталкиваются. Колебания иглы легко можно интерпретировать как нули и единицы. Уменьшение габаритных размеров головки позволяет использовать более мелкие магнитные частицы. Гамбургские инженеры полагают, что им такие частицы будут состоять всего лишь из нескольких десятков атомов. Роланд Визендангер, один из участников проекта, поясняет:

- Нам удастся увеличить объём памяти стандартного носителя примерно в 10 тысяч раз по сравнению с теми устройствами, что имеются на рынке сегодня. Я думаю, что эта новая технология и созданные на её базе новые носители начнут реально применяться лет через 5-7.

Однако гамбургским исследователям этого мало. Их конечная цель – создание носителя, в котором роль магнитных частиц будут играть отдельные атомы. Для этих исследований физики используют растровый туннелирующий микроскоп, позволяющий регистрировать направление вектора магнитного момента каждого атома. Когда намагниченная игла микроскопа приближается почти вплотную к поверхности носителя, между ними – вследствие так называемого туннельного эффекта – возникает электрический ток. Поддерживая его величину постоянной, физики добиваются того, что игла, перемещаясь вдоль носителя, то удаляется от поверхности, то приближается к ней в зависимости от направления магнитного момента тех атомов, над которыми она проходит. Эти колебания описывают своего рода атомный рельеф, в котором горы принимаются за единицы, а долины – за нули. Роланд Визендангер говорит:

- Сегодня мы уже располагаем возможностью магнитного считывания атомной структуры. Чего мы пока не умеем, так это записывать на неё информацию. Прежде, чем нам удастся разработать такую технологию и продемонстрировать её в лабораторных условиях, пройдёт не менее 2-3-х лет. А потом потребуется, конечно, ещё не один год, пока реальная продукция появится на рынке. Но в конечном итоге такая концепция позволит нам увеличить ёмкость носителей информации будущего по сравнению с сегодняшним стандартом в сто миллиардов раз.

Понятно, что рядом с такой технологией клинопись, насчитывающая 5 тысяч лет, выглядит ещё более древней, чем она есть на самом деле.

Так что же, будущее безраздельно принадлежит электронике, а механика окончательно канет в Лету? Ничего подобного. Принципу письма шумеров – вычерчиванию знаков твёрдым предметом на мягком материале – похоже, суждено пережить ренессанс в информатике. Инженеры намерены записывать, считывать и стирать информацию на современных носителях так же, как это делали шумеры – то есть механически.

Ренессанс механики

Над такой механической компьютерной памятью сегодня работает Герд Бинниг – немецкий физик, лауреат Нобелевской премии, руководитель исследовательского центра компании "Ай-Би-Эм" в Цюрихе. Детище Биннига носит название "миллипед", что в переводе с латинского означает "тысяченог". В этом механическом носителе, как и в магнитном, главную роль играет тончайшая игла специального растрового микроскопа – модернизированной версии того растрового туннелирующего микроскопа, за разработку которого Бинниг был удостоен Нобелевской премии в 1986-м году. Идея, положенная в основу "миллипеда", достаточно проста: при записи нагретая игла выдавливает в полимерной плёнке мельчайшие углубления диаметром в несколько атомов; при считывании та же нагретая игла, попадая в углубление, немного охлаждается, и эта потеря тепла позволяет судить о наличии углубления, которое принимается за единицу. В "миллипеде одновременно используется более тысячи таких игл, так что весь процесс можно условно назвать нано-клинописью. Революция в информатике? Герд Бинниг говорит:

- Я думаю, что это действительно маленькая революция – прежде всего, в нашем сознании. Мы привыкли считать электронику технологией будущего, а на самом деле будущее – за механикой... вместе с электроникой. И "миллипед" – первый шаг в этом направлении. Своего рода возрождение каменного века на новом уровне. Современная клинопись, позволяющая в тысячи раз повысить плотность записи информации.

Правда, пока неясно, может ли новая клинопись конкурировать со старой по такому показателю, как долговечность. Похоже, что не может. Сохранность информации – это очень сложная проблема, с которой учёные сталкиваются на каждом шагу. Типичным примером могут послужить трудности, которые пришлось преодолевать сотрудникам Федерального государственного архива в Кобленце при разборке гигантского массива данных из бывшей ГДР...

Новости

Контекст