Однако Као это не смутило. Он верил в свои расчеты и показал, как достичь теоретических показателей на практике. По его мнению, нужно было не столько улучшить конструкцию волоконного кабеля, сколько повысить качество самого стекла, избавив его от примесей, задерживающих и искажающих сигнал.

С его легкой руки был разработан метод зонной плавки, позволивший получать сверхчистое волокно. Через 4 года Као представил всем практическое доказательство верности своих расчетов. Образец длиной в 1 км побил тогда все рекорды дальности передачи оптического сигнала. И это было лишь началом. Као словно бы открыл шлюз некоей плотины: изобретения полились потоком, дальность передачи полезного сигнала по стекловолокну непрерывно нарастала. Так, в 1988 году по дну Атлантического океана был проложен стекловолоконный кабель длиной в 6000 км, который соединил Европу с Америкой. Ну, а сегодня суммарная длина таких кабелей превысила уже 1 млрд. км! Работа Всемирной паутины — Интернета — попросту немыслима без исследований Чарлза Као.

Стекловолокно удобно еще и тем, что не чувствительно ни к молниям и другим электромагнитным помехам, как медные провода, ни к магнитным бурям, как радиопередачи. При этом затухание самого сигнала составляет всего 5 % на километр. А ведь на заре сверхдальних передач инженеры бились над тем, чтобы до конца километровой дистанции добиралась хотя бы одна сотая первоначальной мощности.

Не менее революционно и второе открытие, удостоенное той же премии. Заслуги американцев — 85-летнего Уилларда Бойла и 79-летнего Джорджа Смита может оценить каждый, кто держал в руках цифровой фотоаппарат или мобильный телефон с камерой. Их ядро — ПЗС-матрица, прибор с зарядовой связью, прототип которого создали в 1969 году Бойл и Смит.

Джордж Смит.

Уиллард Бойл.

Как подчеркнул У. Бойл, они со Смитом вряд ли бы взялись за создание ПЗС-матрицы, если бы не особая атмосфера, царившая в лаборатории Белла, где они тогда работали. Никто никого не подгонял, не заставлял писать бесчисленные планы и отчеты, не указывал, что именно следует делать в первую очередь. И такая свобода позволила ученым решиться на разработку «безумной идеи», которая, казалось, не имеет перспектив.

Кроме того, исследователям было всегда с кем посоветоваться — ведь в лаборатории Белла к тому времени уже работало около десятка нобелевских лауреатов, и они всегда могли подсказать что-то дельное.

Предполагалось, что разработка Бойла и Смита может, в первую очередь, пригодиться в телевидении. Но со временем выяснилось, что она может произвести переворот в фотографии и кинематографе. Сегодня, вы знаете, на смену пленке пришли электронные матрицы и фотография из аналоговой стала цифровой. Цифровые снимки можно распечатать на бумаге, а можно переслать по волоконным линиям связи из одного конца земного шара в другой.

Кроме того, цифровые методы визуализации изображения оказались весьма полезны в криминалистике, медицине, астрономии. Благодаря ПЗС-матрицам мы получаем снимки из далекого космоса с помощью космических станций и орбитальных телескопов, можем заглянуть на океанское дно, получать изображения почти в полной темноте из глубин человеческого организма…

С. ЗИГУНЕНКО

В учебниках и научно-популярных книгах гипотезу Пуанкаре описывают примерно так. Попробуйте представить себе для начала двухмерную сферу. Для этого возьмите тонкий резиновый «блин» и натяните его на шар. Причем так, чтобы окружность периметра этого блина-диска оказалась собранной, как бы связанной в одной точке. Примерно так набитый зерном мешок завязывают у горловины.

В итоге, как утверждают топологи, у вас получится, что двухмерный эластичный диск окажется растянутым в трехмерном сферическом пространстве. Причем растяжение это, если мы действовали аккуратно, проходит без всяких разрывов.

Так вот, в 1904 году блестящий французский математик Жюль-Анри Пуанкаре выдвинул предположение, что если взять не двухмерную, а некую трехмерную оболочку и натянуть ее на четырехмерную сферу, то края оболочки тоже должны сойтись в некой точке. Представить себе наглядно это довольно трудно, но все же попробуем.

Согласно гипотезе Большого взрыва, некогда наша Вселенная представляла собой точку. После взрыва материя стала распространяться в трехмерном пространстве, все время как бы раздувая свою первоначальную оболочку. Причем в данном случае время выступает в роли как бы четвертого измерения. Именно поэтому астрофизики часто говорят о пространстве-времени как о некоем четырехмерном объекте.

Г. Перельман — специалист в области топологии — науки, изучающей пространство при непрерывных деформациях.

Так вот, согласно гипотезе Пуанкаре, получается, что при «раздувании» Вселенной ее трехмерная оболочка осталась в целости и при «сдутии» может опять когда-нибудь обратиться в точку. Эта гипотеза в свое время была положена в основу концепции бесконечной Вселенной, согласно которой окружающий мир может расширяться и сжиматься бесчисленное число раз.

Однако сам Пуанкаре доказать свое предположение так и не смог. Пытались доказать гипотезу Пуанкаре и многие другие математики, но сделать это удалось лишь Григорию Перельману.

В 2002 году он нашел доказательство гипотезы французского тополога и выложил свои расчеты в Интернет, предложив всем желающим: найдите ошибку, если сможете.

За прошедшие годы ошибки никто не нашел, и в 2006 году за свою работу Перельман был удостоен медали Филдса. А в 2010 году математический Институт Клэя (США) выделил из своего фонда миллион долларов для награждения нашего математика. Причем Григорий Перельман в тот момент, когда пишутся эти строки, все еще раздумывает: принимать ли ему награду?

Что касается Вселенной, пока она и не думает снова обращаться в точку. Напротив, измерения показывают, что звезды и галактики на окраинах Вселенной разбегаются от центра со все возрастающей скоростью. Говорят, что их растягивает так называемая темная энергия. Но что это такое, никто пока толком не знает. И за объяснение природы этой силы наверняка кого-то удостоят престижной премии.

Публикацию подготовили С. НИКОЛАЕВ

ОСТАЛОСЬ ЕЩЕ ШЕСТЬ ПРЕМИЙ…

Тот же Институт Клэя опубликовал список еще шести задач, за решение каждой из которых, как уверяет президент института Джим Карлсон, любой желающий может получить премию в миллион долларов. А кроме того, стать столь же знаменитым, как лауреат Нобелевской премии — ведь за достижения в математике эта премия не присуждается.

Итак, в списке значатся:

Проблема Кука. Претенденту на награду предлагается показать математически, может ли проверка верности решения какой-либо задачи потребовать больше времени, чем само решение. Ответ на этот вопрос, оказывается, очень важен для специалистов по шифрам. Криптографам хотелось бы удостовериться, что расшифровка придуманного ими шифра наверняка потребует больше времени, чем его изобретение.