ФРАНКФУРТ-НА-МАЙНЕ. Если бы великий греческий математик, изобретатель и мыслитель Архимед побывал сегодня в южногерманском городке Бройнлинген /земля Баден-Вюртемберг/, у него были бы все основания для гордости.

Здесь нашло применение изобретение, сделанное им 2,2 тыс лет назад, — червячный привод для подъема воды. Правда, инженеры из германской фирмы «Крафт-верме техник» /КВТ/ из Пфорцхайма решили действовать «от противного» и использовать энергию падающей воды для получения электроэнергии. На Дунайском канале в Бройнлингене успешно действует самый крупный в Европе «червяк».

Гигантский шнек диаметром 3,5 метра, длиной семь метров и весом 14 тонн расположен под наклоном примерно в 30 градусов на участке, где перепад в уровне воды канала и реки составляет 2,5 метра. Падающая вода — до 4 кубометров в секунду — вращает шнек и соединенный с ним ротор электрогенератора. Скорость вращения можно регулировать в зависимости от количества воды. Мощность мини-электростанции составляет 65–70 киловатт, и этого вполне достаточно, к примеру, для обеспечения электроэнергией шлюзового оборудования и других служб канала.

И хотя по своей стоимости шнек сопоставим с классической гидротурбиной такой же мощности, затраты на строительство станции существенно ниже. К тому же изобретение Архимеда отличается прочностью, простотой в обслуживании и надежно работает даже с частичной нагрузкой. По оценке экспертов, подобные энергетические установки могут иметь экономическую выгоду там, где использование гидротурбины является нерентабельным. К примеру, на небольших реках с незначительным перепадом уровня и гидропотенциалом немногим более одного киловатта. Сейчас на повестке дня повышение эффективности «червяка». По данным фирмы КВТ, пока его КПД составляет 86 проц, а в будущем его планируется довести до 90 процентов.

На сегодняшний день в Европе действует шесть установок с гидрошнеком, в том числе пять — в Германии. По оценке экспертов, у них большое будущее, ибо они дополняют спектр экологически чистых технологий выработки электричества — наряду с ветряными электростанциям, солнечными батареями и установками по использованию энергии биомассы

В середине 2004 года японцы намерены начать продажу первых коммерческих экзоскелетов — силовых роботизированных костюмов HAL-3. Эти машины создавались, в первую очередь, для инвалидов. Но и военные с интересом посматривают в сторону этой новинки.

Команда учёных и инженеров из лаборатории Cybernics японского университета Цукубы (Tsukuba University) создала, пожалуй, первый в мире коммерческий роботизированный экзоскелет.

Точнее, это только роботизированные ноги, ведь HAL расшифровывается, как Hybrid Assistive Leg.

Эти электрические штаны позволят инвалидам двигаться со скоростью 4 километра в час и подниматься по лестнице почти без всякого физического усилия.

Любопытно, что управляют движением роботизированных ног нейротоки человека. Никакого пульта или внешнего управления машине не требуется.

Комплект HAL состоит из рюкзака, содержащего компьютер и батареи, набора сенсоров, а также четырёх головок электропривода, расположенных напротив тазобедренных и коленных суставов владельца.

Во второй половине 2004 года японцы собираются продать первые 10 коммерческих экземпляров роботизированных ног.

Продвижением роботокостюма на рынке будет заниматься специальное совместное предприятие, созданное университетом, компанией INRI Inc. и Организацией содействия индустрии города Ота.

Как видим, для создания этой машины японцам пришлось объединить работы в нескольких научных направлениях. Кстати, мы ведь не оговорились, лаборатория называется именно Cybernics.

Это новое слово, придуманное учёными университета Цукубы для обозначения сплава кибернетики, мехатроники, бионики, медицины, информатики, электроники, физики и математики. Не больше и не меньше. Задачка-то сложная.

Вот, скажем, в Массачусетском технологическом институте (MIT) аналогичной темой занимались ещё в 1978 году. Но до сих пор мы так и не увидели, как по улицам ходят инвалиды на механических ногах. Да и солдаты — тоже.

Сегодня исполняется 65 лет актеру, чье имя знают далеко не все, зато лицо известно буквально каждому. Владимир Федоров, Туранчокс из легендарного фантастического фильма «Через тернии к звездам» и таинственный карлик из многочисленных киносказок, рассказал о своей жизни и профессиональной судьбе в интервью Сергею Капкову.

- Володя, можно ли сказать, что ваше появление на экране было закономерным? Ведь карликов кто-то должен играть, но из всех «маленьких людей» вы, безусловно, оказались чуть ли не самой яркой личностью.

 — Нет, мой приход в кино был случайным. И здесь не обошлось без женщины. Моя первая жена Зина Чеснокова — девушка эффектная, красивая — была из театральной среды. Конечно, когда я ее завоевал, окружающая среда была этим возмущена. На нашем пути встал начинающий актер Толя Шаляпин, который заявил мне: «Я не говорю о том, что вы ее биологически не достойны. Но я хочу спросить: что вы можете ей дать с вашей ядерной физикой и логарифмической линейкой?» И я понял, что он прав. Я, человек, выросший на любви к точным наукам, к технике, физике, математике, не смогу стать ни актером, ни специалистом, хоть как-то соприкасающимся с этой профессией. Я был совершенно сражен, и даже близок к самоубийству. Но вскоре меня нашла ассистентка режиссера Александра Птушко с приглашением на роль Черномора в сказку «Руслан и Людмила». Как оказалось, сначала пробовался Ролан Быков, но чисто из-за фактуры взяли меня. А после пошло-поехало…

- Легко ли вы осваивали новую для себя профессию?
- Поначалу, конечно, очень боялся камеры и вообще был словно в состоянии контузии. Но постепенно освоился и даже стал интересоваться тем, как и что происходит за кадром.

- Ваша актерская карьера складывалась одновременно с научной. Как вам удавалось совмещать съемки с работой в НИИ?
- Непросто. Но я научился договариваться с руководством. Знал, у кого какие слабости, и пользовался этим: кому что подарить, кому — починить, и многие были во мне заинтересованы. Поэтому удавалось совмещать, иногда официально, иногда полуофициально, а то и совсем неофициально, прикрываясь библиотечными днями и т.д. Да и киношники приспосабливались.

- Как относятся к вам профессиональные артисты?
- Ко мне все относятся нормально. Хотя сам я иногда испытываю сложности. Моя память рассчитана на логику, я привык запоминать формулы, теории, а здесь механически запомнить тексты и действия бывает сложно.

Не так давно мы сделали спектакль с Эрвином Гаазом «Триумфальная арка», где я сыграл белогвардейского полковника Морозова. Пришлось учить огромный текст на русском и немецком языках. В конце прошлого года у него же сыграл Владимира Ильича Ленина. Может быть, недалек тот час, когда меня пригласят ну если не на дядю Ваню, то на какого-нибудь другого достойного героя из классики!

- Театр вошел в вашу жизнь позже всех остальных профессий и увлечений. Чем он для вас стал?
- Для меня театр стал наркотиком. Если я долго не выхожу на сцену, то начинаю чувствовать свою неполноценность. Я уже не могу без зрителей, коллег, Марка Розовского, без его улыбки и наставлений. Для чего мне нужна рука, нога, пальцы? Так и театр — уже часть меня.

- На какую роль пригласил вас Розовский?
- Изначально, конечно, на роль карлика. В пьесе «Два Набокова» есть новелла «Картофельный эльф» о цирковом актере, вот его я и сыграл. А потом Марк Григорьевич расширил мое амплуа, и некоторые роли я играю в очередь с другими актерами, потому что мои герои — обычные люди, которые могут внешне выглядеть по-разному.

Интересно, что с этим театром связана и моя личная жизнь. Моя последняя жена Вера встретилась мне именно здесь. Она пришла на спектакль, увидела меня, а я увидел ее, и что-то между нами возникло. Это неспроста. Театр делится своей ответной любовью. Как я люблю театр и все, что с ним связано, так и театр отдает частичку этой любви мне и дарит такое чудо, как моя Вера.

- В школе вы учились хорошо?
- Учился я, надо сказать, неважно. И не потому, что не стало мамы, а оттого что мое увлечение техникой превзошло все допустимые пределы. Все время я проводил на свалках: отвинчивал, откручивал, собирал гайки, болты, инструменты. Одноклассники сначала не понимали мое увлечение, а потом сами стали приносить мне из дома все подряд, в том числе трофейные приемники. У меня появились деньги, потому что я уже что-то чинил, ремонтировал.

- Странно, мне казалось, что вы были отличником. Ядерная физика, совершенный английский…
- Это пришло ко мне со временем. В старших классах я понял, что доступ к заграничной радиоэлектронике может быть только со знанием языка, и тут меня как прорвало. Я засел за книги и принялся наверстывать упущенное.

На выпускном вечере наша преподавательница собрала всех в классе и произнесла напутственное слово. Она говорила о каждом, в ком кого видит. И когда дошла до меня, сделала многозначительную паузу и сказала: «Володенька, ну а тебе, наверное, нужно быть поближе к райсобесу». То есть вообще речь не шла о какой-то профессии, карьере. Мое будущее представлялось, как получение пособий по инвалидности, прикрепление к какому-нибудь пенсионному фонду. При этом она забыла, что в школе я ремонтировал все, вплоть до радиоузла.

- Ваше упорство в продвижении к цели — это борьба за выживание или стремление доказать обществу, что вы такой же человек, как и все?
- Прежде всего я стремился доказать это себе. В школе я влюбился в одну замечательную девочку — свою одноклассницу. В день выпускного вечера я не выдержал, позвонил ей и признался в любви. Она рассмеялась и сказала: «Ты что, обалдел? Ты посмотри на себя!» Мне, конечно, было очень тяжело, но я пережил это. Забыть — не забыл, но как будто ушел на войну. Войной для меня стали поступление в институт, получение образования, помощь братьям… Необходимость выжить не давала мне думать о том, что можно и умереть. А повод был достаточно серьезный: эта фраза была так сформулирована и в такой момент сказана, что перенести ее было непросто.

- В личной жизни, как мне кажется, вы не обделенный вниманием человек. У вас было несколько браков, взаимных влюбленностей.
- Все мои романтические истории не похожи на те, о которых пишут и говорят. Не хочу распространяться, но я действительно благодарен всем тем, кто принял участие в «карнавале» моей личной жизни и любви.

Моя вторая жена Аля была само совершенство. За ней толпами ходили мужчины, но она отдала предпочтение мне. И родила мне двух сыновей. Нормальных, больших, умных мальчиков. Но так получилось, что и ее, и сыновей забрали небеса.

Младшего, Мишу, убили в 2002 году наши доблестные сантехники. Они обратили внимание на техническую аппаратуру, которой заставлена моя комната, и решили, что этим можно поживиться. Пока один отвлекал хозяина квартиры, другой снял с ключа слепок, а через несколько дней они наведались снова. Но Миша оказался дома, и они его убили… Сейчас оба в тюрьме, но мне от этого не легче.

- Вы чувствовали интерес к вашей личной жизни со стороны обывателей?
- Моя личная жизнь интересовала весь наш НИИ больше, чем чемпионат мира по футболу. Все не могли поверить, что такой человек, как я, может быть женат на высокой, красивой, умной женщине. И когда Аля забеременела, интерес удесятерился: «Что же она такое произведет?» Подробности моей личной жизни стали в институте своеобразной валютой: рассказать кому-то первым, что моя супруга родила, было все равно что сообщить счет футбольного матча за два дня до него.

- Володя, а сколько у вас всего детей?
- В моем предыдущем браке были еще две девочки, но о них мне ничего не хочется говорить. У них новая жизнь, новый папа. Если Бог пошлет, я с удовольствием приму еще потомство, но это как распорядятся небеса. Во всяком случае сейчас — в своем последнем браке — я счастлив. Вера появилась в тяжелое для меня время и буквально помогла выстоять. Это очень солнечный и дорогой мне человек.

- Вас называют «тихим диссидентом». То есть, вы открыто никогда не боролись против строя, но протестовали одним своим образом жизни. Вот и домашняя лаборатория ваша — что-то противоестественное для советского гражданина.
- Да. Наши швондеры считали, что советский человек не может иметь домашнюю лабораторию и библиотеку на английском языке. Так что КГБ поработал тут четыре раза. После первого обыска меня лишили допуска и уволили с работы, поэтому устроиться по специальности как ученому-физику мне не удалось. Шататься по организациям, пока не найдется место истопника или сторожа, было перспективой малоприятной. Пока я раздумывал, местная милиция начала преследовать меня как тунеядца. Я попытался оформить инвалидность, на что мне сказали: «Как же вы окончили такой престижный институт, как МИФИ, двадцать лет отработали в режимном атомном институте с большой вредностью, занимались ядерными проблемами, если вы — инвалид детства? Значит, инвалидность вы получили на производстве. А признаки, по которым вы хотите ее получить, — не есть инвалидность производства». Так что мне пришлось перейти на полулегальное положение между КГБ, участковым и возможностью зарабатывать. А так как я большой умелец, умею все и не побоюсь это сказать, то смог обеспечить себя и свою семью.

Последний обыск был в 1986-м. Тогда у меня нашли в фильмотеке видеокассеты «Однажды в Америке» и «Женщина французского лейтенанта». Экспертиза сделала заключение, что это фильмы порнографические, нашлись стукачи-свидетели, заявившие, что я им эти фильмы показывал. Возбудили уголовное дело. Мало кто мог мне тогда помочь, но все-таки нашелся один человек, которому я очень благодарен. Это Никита Михалков. Он вступился за меня, написал, что эти фильмы — неоспоримые вершины кинотворчества, обладающие определенным количеством «Оскаров». Это каким-то образом помогло, но главное — время было уже не то. Перестройка.

- А случалось ли, чтобы на вас доносили, писали анонимки?
- Конечно. Доходило до смешного. У меня есть налобная лупа — увеличительное стекло, прикрепленное к специальному головному обручу — она позволяет работать с мелкими предметами. Я привык к ней, как курильщик к трубке, и порой выходил в ней вынести мусор, позвать ребенка с улицы или выгулять собаку. А тут — соседи, которым никогда не давала покоя любая необычность. С точки зрения обывателя, эта лупа напоминает головной убор сталевара. А какой дурак будет дома плавить сталь? Значит, по их мнению, я плавлю металл. А какой? Естественно, золото! И посыпались требования разобраться, объяснить и поставить все на свои места. Об этом мне потом рассказал один знакомый кагэбэшник.

И ведь, наверное, многие за такое рвение получали ордена, медали, грамоты, квартиры… Они должны быть мне за это благодарны!

Струящиеся шёлком бальные наряды, величественные изгибы тяжёлых портьер, «живые» волны покрывал столетиями были предметом заботы художников и модельеров. Но вот американские математики и физики отважилась «поверить алгеброй гармонию». Они получили формулу драпировки.

Группа учёных из Гарварда (Harvard University) потратила не один год, чтобы понять, по каким законам складываются волны на куске ткани, наброшенном на какой-нибудь предмет.

Ведь жёсткость или податливость ткани сильно различается в зависимости от многих факторов. Как понять, почему вот этот платок, свободно свисающий с шара, даёт 12 волн по окружности, а вот этот — только 10?

А уж если ткань закрывает не шар, а человека — попробуйте-ка предсказать, как она ляжет, да ещё смоделировать движение.

Это, к слову, большая проблема для создателей компьютерных фильмов: трудно сделать колебания складок плащей или вечерних платьев достаточно реалистичными.

А ведь хорошая модель поведения ткани могла бы пригодиться не только в кино. Сейчас быстро растут продажи одежды через Интернет. Представьте, как было бы здорово ввести в компьютер свои данные и увидеть на экране: как будет сидеть на вас выбранный костюм.

Американцам удалось-таки подступиться к этой проблеме, хотя до полной победы далеко.

Но уже можно посчитать, как поведёт себя закреплённый за один уголок конус ткани, в зависимости от его размеров и свойств материала.

Более того, учёным удалось вывести приблизительные уравнения, которые предсказывают число и форму сгибов в более сложных случаях.

Исследователи обнаружили ряд интересных свойств тканей.

Посмотрите на складки этих платьев — трудно поверить, но за кажущимся хаосом кроется строгая закономерность

Оказалось, что каждая оригинальная драпировка имеет несколько различных устойчивых форм, которые могут переходить одна в другую при небольшом толчке.

Любопытно также, что при кажущемся хаосе свободной драпировки, почти весь рельеф можно разделить на простые элементы: плоские участки, цилиндрические и конические перегибы. И лишь в нескольких ключевых точках ткань имеет весьма сложную поверхность.

Пока математики не готовы выдать на-гора программу создания идеального платья. Может быть, это им и не удастся.

Ведь попытки расписать в формулах, как облегает одежда человеческое тело — продолжаются более ста лет.

Когда-то некий парижский математик объявил, что выступит с лекцией: «Математические законы создания идеальной выкройки». Набрался полный зал сгорающих от нетерпения портных.

Но все они дружно встали и ушли после первой фразы докладчика: «Допустим для простоты, что человек имеет форму шара».

Американский орбитальный телескоп «Хаббл» смог запечатлеть самые удаленные космические галактики, которые когда-либо удавалось увидеть астрономам.

80 дней глаз телескопа фиксировал одну и ту же точку космоса и никуда не отворачивался. В результате на Земле получили изображения не такие яркие, как до сих пор, но это самые далекие галактики, которые пока может наблюдать человек.

Вообще же, космос таит огромное количество тайн, которые еще предстоит открыть, и столько же угроз. Орбиту нашей планеты постоянно пересекают тысяча шестьсот астероидов. При столкновении с Землей любой из них способен погубить на планете все живое.

65 миллионов лет назад с Землей столкнулся астероид диаметром 10 километров. Всего запаса ядерного оружия не хватит, чтобы сейчас повторить тот смертоносный взрыв. В один момент погибла половина живых существ, и навсегда исчезли динозавры. Густая завеса пыли закрыла Землю от Солнца на тысячу лет.

Но не стоит думать, что самый страшный удар из космоса уже позади.

Михаил Маров, заведующий отделом планетных исследований Института прикладной математики: «Число астероидов, пересекающих орбиту Земли и представляющих для нее серьезную опасность, составляет 1600».

Речь идет о крупных космических телах размером больше километра. Такие падают на Землю один раз в 100 тысяч лет. Но никто не знает, когда именно ждать катастрофы. Сегодня известны траектории только 1000 потенциальных космических убийц, но их в полтора раза больше. Важно не только предсказать столкновение, но и избежать его. Над этим думают ученые во всeм мире.

Одни предлагают вывести на орбиту мощную лазерную пушку, другие — создать для этих целей международную сеть ракет с термоядерными зарядами. Если не уничтожить астероид, то хотя бы изменить направление его движения и отвести от планеты.

Михаил Маров, заведующий отделом планетных исследований Института прикладной математики: «Проблема в том, что все астероиды разные, и против них не может быть универсального оружия. Есть монолитные каменные, а есть и слипшиеся или смерзшиеся осколки. Ну, возьмите молоток — если вы им стукните по хрустальной вазе, вы ее немедленно разобьете. А если по мешку с землeй или с песком? А именно такую конфигурацию могут иметь некоторые астероиды».

Грозящих земле астероидов может стать больше — между Марсом и Юпитером их неисчерпаемый источник.

В знаменитом поясе астероидов глыб диаметром больше километра почти 300 тысяч и миллионы более мелких тел. Но есть и настоящие гиганты. Рекордсмен — Церера —1000 километров в поперечнике.

С поясом астероидов связана красивая легенда о некогда процветавшей планете Фаэтон с развитой цивилизацией, которую постигла страшная катастрофа.

Планеты от Меркурия до Урана распределяются по орбитам согласно строгой закономерности. Но порядок нарушается в промежутке между Марсом и Юпитером. Там должна быть еще одна планета. Вместо нее — пояс астероидов. Кто-то считает его осколками Фаэтона.

В древнегреческих мифах так звали сына Бога Солнца. Он выпросил у отца огненную колесницу, что бы прокатиться по небесам, но подлетел слишком близко к Земле. Чтобы не допустить катастрофу, Зевс поразил Фаэтона ударом молнии.

В легенде есть доля правды. Ведь в италийской мифологии верховного бога звали не Зевсом, а Юпитером. И именно гигантский Юпитер с чудовищной гравитацией не уничтожил Фаэтона, а не дал ему возникнуть. Он втянул в себя большую часть его строительного материала, а остальные частицы разогнал так, что не дал им слипнуться. Да и на Фаэтон бы их не хватило. Если все астероиды сложить вместе, то получится шарик в 1000 раз легче Земли.

В Санкт-Петербурге на 82-м году скончалась Ольга Ладыженская — выдающийся российский ученый-математик, автор более двухсот научных трудов, монографий и учебников. Она создала целую школу математической физики и была общепризнанным мировым лидером в этой научной области.

Имя Ладыженской стоит в одном ряду с другими великими математиками ХХ века в музее науки в Бостоне. Ее научные заслуги отмечены престижными международными премиями и правительственными наградами. Золотой медали имени Ломоносова — высшей награды РАН – Ладыженская была удостоена в 2003 году.

Ученые пытаются окончательно развенчать сказочную историю о существовании Деда Мороза. Специалисты Института этнологии и антропологии приводят данные о том, что в силу возраста и вероисповедания в предновогодние дни его ждут в 160-ти миллионах домов. В Институте прикладной математики Келдыша подсчитали, что при этом в секунду сказочный Дед должен совершать 1 400 визитов — производительность хорошего микропроцессора.

В Институте географии РАН оценили общий путь, который предстоит Деду Морозу, в 100 миллионов километров, а скорость, с которой он должен двигаться, — в 970 километров в секунду. Это в три тысячи раз больше скорости звука. Остается предположить, что повозка, запряженная северными оленями, легко должна оставлять за спиной космические ракеты. Естественно, что все эти расчеты требуют многократной проверки. Главное в том, что Дед Мороз везде успеет.

На этой новости, весь коллектив Владикавказского математического журнала желает вам счастливого нового года и творческих успехов в 2004 г. До встречи в будущем году.

«Красота спасет мир» — сказал кто-то из великих. До всеобщего спасения еще далеко, но это не значит, что не нужно стремиться сделать нашу жизнь красивой. Красота, как и жизнь, всеобъемлюща и многогранна, и мы поговорим сейчас об очень маленькой части такой красоты. Поговорим и том, как можно создать красивую абстрактную картину с помощью компьютера и специализированных программ. Например, с помощью программы JFPCreator, созданной Дмитрием Павловым.

В графическом плане фрактал — это картинка абстрактного содержания, эстетическая привлекательность которой абсолютно субъективна. Но прелесть программ, подобных JFPCreator, состоит в том, что с их помощью можно найти абстрактную картину, привлекательную для любого — для каждого свою. Кто знает, не стоим ли мы на пороге рождения нового течения в практической психологии? Ведь для определенных типов личности красота имеет общие понятия. Взглянув на картину, сделанную кем-то в подобной программе, не сможет ли психолог сказать что-то о личности создателя?

Но вернемся к программе и фракталам. Понятия фрактала и фрактальной геометрии, появившиеся в конце 70-х, c середины 80-х прочно вошли в обиход математиков и программистов. Слово «фрактал» образовано от латинского fractus и в переводе означает «состоящий из фрагментов». Этот термин был предложен Бенуа Мандельбротом в 1975 году для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур, которыми он тогда занимался. Рождение фрактальной геометрии принято связывать с выходом в 1977 году книги Мандельброта «The Fractal Geometry of Nature». В его работах использованы научные результаты других ученых, работавших в период с 1875 по 1925 годы в той же области (Пуанкаре, Фату, Жюлиа, Кантор, Хаусдорф). Но только в наше время удалось объединить их работы в единую систему.

С точки зрения машинной графики, фактически найден способ легкого представления сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные (горы, облака, поверхность моря, лес, текущая вода). Одним из основных свойств фракталов является самоподобие. В самом простом случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале. Своеобразная 2D-голограмма. Определение фрактала, данное Мандельбротом, выглядит так: «Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому».

Небольшое интервью с автором программы Дмитрием Павловым.

Softkey.info: Вы можете рассказать об истории возникновения программы?

Дмитрий Павлов: Не знаю, может ли это считаться историей, но когда-то очень давно, еще в прошлом веке, был хороший журнал «Знание — сила», где в качестве иллюстраций старались использовать необычные изображения, в том числе, полагаю, сгенерированные различными программами. Среди этих изображений попадались и очень красивые фракталы. К сожалению, они были очень небольшого размера, и рассмотреть их как следует было невозможно. В то время я имел ознакомительный опыт в программировании, но дома компьютера не было, поэтому более внимательно ознакомиться с этим явлением математики и природы (математика ведь отражение природы) не мог. Шло время. И вместе с ним пришел Интернет и домашний компьютер.

В Интернете на эту тему нашлось немало программ, но, к сожалению, ни одна меня не устроила. С детства увлекаясь фотографией, я привык искать красоту в природе. В этих структурах, прежде всего, я видел не занятные картинки, не имеющие значения, и не иллюстрации математических законов, а богатый материал для создания гармонии цвета и формы, производящей впечатление и расширяющей наше представление о прекрасном.

Softkey.info: Из каких потребностей возникла программа?

Дмитрий Павлов: Постепенно идея сделать программу, представляющую красоту фрактальных структур с хорошим эстетическим качеством и дающую возможность использовать полученные изображения в практических целях (для этого и нужно сохранение с полиграфическим качеством), приобрела ясные очертания. Практических задач, требующих подобных программ, насколько я знаю, не существует, но обсуждение этой темы со знакомыми, имеющими художественное образование и работающими в разных областях, в том числе и в дизайне, привело меня к убеждению, что творческие люди, вероятно, найдут эту программу интересной и практически полезной в некоторых случаях. Программа реализует возможность, которую дает природа, а использование этой возможности полностью возлагается на художника.

Softkey.info: Как создавалась программа?

Дмитрий Павлов: В процессе анализа задачи стало ясно: из-за того, что расчет подобных структур требует большого быстродействия, приемлемые для практического применения результаты можно получить лишь при очень жесткой оптимизации по скорости, что, в свою очередь, требует, чтобы структура программы была специально спроектирована под расчет фракталов определенного типа. Только так можно достичь богатой функциональности и хорошей скорости работы, необходимых для максимально полного восприятия объекта и выбора и сохранения интересных изображений — сначала во фрактальном, для накопления, а затем лучших из них в BMP формате с выбранным размером и разрешением, для практического использования. В начале в программе был представлен ряд фракталов одного типа, но постепенно выяснилось, что расчет итераций со степенями выше второй невозможно сделать с желаемой скоростью, но, к счастью, они не дают ничего нового. Так программа JFPCreator стала программой одного фрактала. Бесконечно разнообразного, впрочем.

Softkey.info: Пожелаем удачи и успехов автору на его творческом пути и перейдем к программе.

Программа JFPCreator предназначена для генерации, просмотра и сохранения во фрактальном формате и BMP-файлах с выбираемым разрешением структур, известных как фрактал Джулия, создаваемых итерационным соотношением Z[i+1]=Z[i]^2+C, где Z и C — комплексные числа.

Панель управления цветом и выбором палитры по цветам

Комплексный коэффициент C представлен на панели «Коэффициенты» двумя компонентами. Программа позволяет не только удобно управлять коэффициентами, но и поддерживает их постоянное изменение в реальном масштабе времени. При этом допускается «на лету» менять палитру, масштаб отображения, сдвигать изображение, корректировать коэффициенты, центрировать, возвращать к начальной области и масштабу, то есть применять все инструменты и производить любые изменения в панелях управления.

Полученный фрактал можно сохранить во фрактальном формате, поддерживаемом программой, а затем открыть и продолжить работу с ним, а также просмотреть в полноэкранном режиме. Сохраненные изображения можно просмотреть в режиме слайд-шоу в полноэкранном или оконном виде.

Для печати или компьютерной обработки фрактал нужно сохранить в общедоступном формате. В JFPCreator для этого применяется формат BMP. При сохранении файла *.bmp программа позволяет задать размер рассчитываемого изображения не только в пикселях, но и миллиметрах, сантиметрах, дюймах, метрах и установить желаемое разрешение в dpi (точках на дюйм). Расчет и сохранение проводится в отдельном потоке, приоритетом которого можно управлять на ходу.

При динамическом построении фрактала для сохранения удачного варианта необходимо воспользоваться горячей клавишей F7. После выбора имени и папки откроется окно «Расчет и сохранение изображения», в котором необходимо выбрать желаемые размеры, разрешение, степень детализации, приоритет (рекомендуется низкий) потока для расчета и сохранения изображения в виде BMP-файла.

Программа снабжена подробным файлом помощи, внимательное прочтение которого существенно облегчит освоение программы.

Программа выпущена в двух вариантах: любительском — JFCreator и коммерческом — JFPCreator. Отличие их — в возможности сохранения файлов с полиграфическим качеством. До регистрации коммерческая версия фактически является любительской, так как у нее отключена возможность сохранения файлов в формате BMP.

У Дмитрия Павлова есть еще одна программа, распространяемая бесплатно — Chaos’4.05, графический редактор для построения разнообразных фрактальных структур. Познакомиться с ней можно на сайте Дмитрия Павлова, оттуда же ее можно и скачать. Построение фрактальных картинок строится на изменении большего количества параметров, но нет возможности, как в JFPCreator, динамически изменять параметры.

Системные ограничения: необходим минимум PIII 700 МГц с 64 Мб памяти. Желательно PIV 1400 МГц. Если объем памяти не меньше 64 Мб, к памяти программа не чувствительна. Однако указанные аппаратные ограничения минимальны. Даже на машине 1400 МГц при достаточно большом количестве открытых программ JFPCreator может «подвесить» компьютер. Опыт показывает — желательно, чтобы максимальное значение виртуальной памяти, установленное в системе, было в два-три раза больше размера рассчитываемого файла.

Спустя десятилетия после создания компьютерных вирусов лекарство от них так и не найдено.

Среди всех достижений, занесенных в анналы информационной технологии, вклад, бесспорно, уникален: именно он ввел в компьютерный лексикон термин «вирус».

Профессор Нью-Хейвенского университета использовал его в своей научной работе 1984 года, посвященной угрозе со стороны самораспространяющихся программ и возможным способам защиты от них. Когда три года спустя он попросил у Национального фонда науки средства на продолжение исследований, ведомство ему отказало. «Они сказали, что это не актуально», — вспоминает Коуэн, который является также главным аналитиком Burton Group.

Два десятилетия спустя многочисленные компании и люди продолжают расплачиваться за эту ошибку. ИТ-индустрия так и не нашла универсального решения проблемы борьбы с неуклонно ширящимся разнообразием вирусов и червей, подвергающих смертельному риску компьютеры в интернете. Компании, вынужденные прекращать работу и бороться с такими цифровыми инфекциями, как Sobig и Slammer, ежегодно теряют миллиарды долларов.

Внимание общественности приковано в основном к злоумышленникам, использующим недостатки технологии, и о том, как появились вирусы, известно немногим. Первые их образцы создавались не бунтующими тинэйджерами или преступниками, а учеными, системными администраторами и горсткой хакеров старой школы, которые считали способность своих программ автоматически самовоспроизводиться ловким трюком. Результатом стала повесть о технических гениях, простодушных академиках, высокомерных бюрократах и о склонности людей вредить организациям просто из спортивного интереса.

Сара Гордон, старший научный сотрудник Symantec Security Response, выловила свой первый компьютерный вирус больше десятилетия назад. Она была настолько очарована этим явлением, что потратила несколько лет на изучение подпольного мира создателей вирусов. «Проектирование средств распространения по интернету информации — любой информации — это палка о двух концах, — написала Гордон в недавнем интервью по email. — Даже если вирусы не предназначались для вредительства или угрозы, вырвавшись из контролируемой среды, они могут дать неожиданные результаты».

Именно это произошло с отцами компьютерного вируса: экспоненциальное размножение кода значительно усиливает мельчайшие ошибки и может превратить безвредную шалость в разрушительную стихию. В отличие от простых технологий, стоящих за отдельными интернет-атаками, способность к размножению вносит тот уровень сложности, с которым часто не справляются сами авторы вируса. Многие программы быстро вымирают, но некоторые далеко превосходят намерения своих создателей.

Коуэн во многом предвосхитил будущее, когда в ноябре 1983 года, будучи аспирантом Университета Южной Калифорнии, впервые выдвинул свою идею. На недельном семинаре по компьютерной безопасности он задумал программу, способную заражать собственными копиями другие системы. «Вдруг как будто лампочка вспыхнула, и я сказал: „Ага!“, — вспоминает Коуэн. — Уже через несколько секунд я знал, как написать такую программу, и то, что она будет работать».

Его тогдашний руководитель Лен Эдлман — знаменитый создатель алгоритма шифрования с открытым ключом и буква «А» в названии популярной технологии RSA (Rivest, Shamir & Adleman) — предложил считать эти программы цифровым аналогом вирусов. Так оно и повелось.

Рождение концепции

В работе, опубликованной в следующем году, Коуэн определил вирус как «программу, способную „заражать“ другие программы, включая в них собственные копии». Он доказал, что такие вирусы, несмотря на присутствие средств защиты, могут распространяться в любой системе, позволяющей обмениваться информацией, стандартно интерпретировать ее и передавать дальше.

Чтобы продемонстрировать потенциальную опасность, Коуэн написал тестовую программу, которая показывала, как быстро, угрожая безопасности компьютера-мейнфрейма, может распространяться вирус. Он поместил эту программу в команду графического представления структуры файлов Unix, а затем провел пять опытных атак.

Вирусу удавалось «получить системные права» — то есть по существу перехватить управление компьютером — в среднем за полчаса или час. В самом удачном случае на это потребовалось всего пять минут. «Он мог распространяться, невзирая на все известные тогда технологии защиты, — говорит Коуэн. — Концепция продемонстрировала, что самым слабым звеном является пользователь с минимальными правами, и что программа может быстро оказаться у пользователя с самыми широкими правами».

Работа Коуэна содержала формальное определение вируса и показала, что под это определение подходят и другие программы, такие как черви. Но в то время уже существовало несколько подобных программ, а многие из его теоретических постулатов были сформулированы еще Джоном фон Нейманом, одним из отцов-основателей вычислительной техники.

Родившийся в Венгрии в 1903 году, фон Нейман заложил основы многих разделов вычислительной техники, математики и физики, включая логический анализ стратегии, называемый теорией игр, и новый раздел квантовой физики. С 1948 по 1956 год он развил многие работы одного из своих сподвижников, известного ученого Алана Тюринга.

Тюринг выступил с идеей универсальной вычислительной системы, логической конструкции, способной решать широкий спектр задач при помощи процессора и ленты для хранения программ и данных. В компьютерах до сих пор используются процессоры и память — основные компоненты, определенные в труде Тюринга.

Фон Нейман развил концепцию Тюринга, предложив универсальный конструктор — систему, способную к самотиражированию. Этот, как он его назвал, самовоспроизводящийся автомат использовал десятки тысяч элементов, каждый из которых мог находиться в любом из 29 состояний, для создания другого такого же автомата в воображаемой распределенной сети. Система оказалась настолько сложной, что для реализации в железе даже ее неполной версии потребовалось более 40 лет.

Борьба за существование

Позднее работа фон Неймана послужила фундаментом нового направления вычислительной техники — теории клеточных автоматов и инспирировала другие исследования по созданию более простых компьютерных «организмов» и искусственной жизни. В начале 60-ых его идеи попытались реализовать трое ученых из Bell Labs.

В августе 1961 года Виктор Высоцкий изобрел игру под названием «Дарвин», в которой маленькие программы боролись друг с другом за освоение цифрового пространства. Его коллега Дуглас Макилрой разработал большую часть кода игры, включая подпрограмму, ответственную за воспроизведение. Наконец, третий ученый, Роберт Моррис-старший, создал смертоносный цифровой организм, который развивается и передает опыт успешных атак своему потомству.

«Было ясно, что экспериментируя с правилами, вносившими в игру некоторую неопределенность, мы сможем оживить ее после опустошительного вторжения Морриса, но нам нужно было заниматься другими делами, — рассказывает Макилрой, ныне адъюнкт-профессор отделения вычислительной техники Dartmouth College. Игра, работавшая на системе IBM 7090, была надолго забыта.

Однако сами исследователи и их дети оказали глубокое влияние на компьютеры и интернет.

Моррис стал работать в Агентстве национальной безопасности. А в ноябре 1988 года его сын, Роберт младший, создал первого червя, широко распространившегося в интернете. Хотя «Дарвин» не пережил эволюцию своей компьютерной системы IBM 7090, дальнейшие забавы ученого привели к изобретению более популярной игры Core War, где игроки пишут боевые программы на языке Redcode и выставляют их на арену Memory Array Redcode Simulator (MARS) в виртуальной памяти. Многие поклонники до сих пор играют в эту игру в интернете.

Однако все эти цифровые творения содержались в искусственной среде. Проникновению вирусов в компьютеры и их распространению по всему миру способствовала другая игра.

Это была программа Animal, напоминающая «20 вопросов», которая в 70-ые годы пользовалась большой популярностью у операторов мейнфреймов. Игра просила задумать животное, а затем задавала вопросы, пытаясь угадать, кто это. Если это не удавалось, программа просила предложить вопрос и ответ, конкретизирующие животное.

В 1974 году Джон Уокер, программист систем UNIVAC (Universal Automatic Calculator) из крупной международной фирмы, разработал собственную версию игры, усовершенствовав ее таким образом, чтобы ошибки при игре с одним игроком учитывались в последующих играх. Игра немедленно стала хитом.

«Мне начали звонить с других установок UNIVAC и просить ленты с игрой», — рассказывает Уокер.

От игр к вирусам

Интернета еще не было, и Уокеру присылали по почте ленты, чтобы он скопировал программу и отослал назад. Этот утомительный процесс быстро ему надоел: «Мне это осточертело, и я задумался о том, как облегчить распространение игры. Тогда я и решил сделать ее самовоспроизводящейся».

В январе 1975 года для распространения новой версии Animal Уокер написал другую программу, Pervade. Всякий раз, когда кто-то играл в Animal, Pervade проверяла каталоги и копировала себя в любой каталог, где еще не было ее копии, переписывая все старые версии.

Пару месяцев Уокер размышлял над возможными последствиями, опасаясь, не допустил ли он какой-нибудь роковой ошибки, а затем запустил программу.

Через неделю администраторы UNIVAC из других отделений корпорации начали сообщать о неожиданном появлении Animal в их системах. А спустя еще несколько недель программу стали обнаруживать и в других компаниях. «Через несколько месяцев о программе стали много говорить, и все больше людей обращались за ней, — рассказывает Уокер. — Из уст в уста она передавалась не хуже, чем копированием в каталоги».

Когда вышла новая операционная система UNIVAC с измененной структурой каталогов, Pervade перестала работать. Но Уокер утверждает, что модифицированная версия этой программы легко преодолела бы новые средства защиты.

«UNIVAC нагородила кучу мер безопасности, но вот пример угрозы, с которой они ничего не смогут поделать, — сказал он тогда, а Коуэн повторил десятилетие спустя. В начале 80-ых Уокер основал Autodesk и до сих пор остается крупнейшим акционером компании.

В подтверждение непредсказуемой природы вирусов, даже Уокер не предполагал, как долго просуществует его самовоспроизводящееся творение. Недавно он говорил с администратором системы Unisys 2200, потомка компьютеров UNIVAC, который сообщил, что программа все еще работает на его машине.

«Она ищет таблицы файловой системы, которых уже 30 лет как не существует», — говорит Уокер.

Их дом — компьютер

С ростом популярности персональных компьютеров число вирусов стало экспоненциально расти. ПК не только расширили их жизненное пространство, но и породили технически грамотное поколение, способное создавать подобные программы.

Типичный представитель этого поколения — Рич Скрента: ученик девятого класса из пригорода Питтсбурга в 1982 был хорошо знаком с Apple II и любил разыгрывать своих приятелей, вставляя в программы «спецэффекты» вроде автоматического отключения машины после нескольких сеансов работы или вывода на экран язвительного сообщения.

«После того как я проделал это несколько раз, никто не хотел брать у меня игры, — рассказывает Скрента, ныне президент собственной компании Topix.net (скоро должна открыться ее поисковая система). — Тогда я стал думать, как заносить мои приколы на их диски».

В голову пришла мысль написать программу, самораспространяющуюся через диски Apple II. Скрента придумал такой «клонер» (он не называл это вирусом), заражающий часто используемую команду на системных дисках Apple II. Его Elk Cloner подсчитывал, сколько раз использовался диск, и на каждый пятый раз выключал компьютер или выкидывал какой-нибудь фокус. После 50-го запуска Elk Cloner выводил на экран короткий стишок.

Спустя четыре года два брата из Пакистана, Амхад и Басит Фарук Алви, создали первый компьютерный вирус, заражающий IBM PC. Этот вирус, известный под именем Brain, братья использовали в целях настоящего вирусного маркетинга: каждая его копия выводила на экран мигающее сообщение с рекламой их компании Brain Computer Services в Лахоре (Пакистан).

«Опасайтесь этого ВИРУСА… За вакциной обращайтесь к нам», — гласило сообщение, которое и сегодня можно найти на интернет-сайте компании.

То было только начало. Вирусам и червям потребовалось больше десяти лет, чтобы накопить критическую массу, зато в последующие годы они стали плодиться чрезвычайно быстро. К концу 90-ых было известно уже около 200 вирусов, а сегодня их число превышает 70 тысяч. Хотя в интернете компьютерам угрожает менее 1% этих вирусов, по данным Computer Security Institute, от цифровой инфекции уже пострадало свыше 80% компаний.

По словам Гордон из Symantec, большинство создателей современных вирусов — как и их предшественники — не знает, как программы распространяются в интернете. «Это просто любознательные, часто вполне разумные люди, коммуникабельные и владеющие многими способами общения», — говорит она. Однако Коуэн считает, что научный фундамент современных интернет-вирусов был заложен еще в 80-ые годы. Все остальное, по его мнению, дело техники.

«Все, что мы знаем теперь, было известно уже тогда, — говорит он. — Это просто инженерные решения в русле старой науки».

Роберт Лемос (Robert Lemos), CNET News.com