Взламывая технологии

В 1936 г. британский математик Алан Тьюринг изложил свою теорию «универсальной машины» — устройства, которое может решить любые задачи. Оно произвело революцию в теории компьютеров. Во время Второй мировой войны Тьюринг сыграл ключевую роль во взломе немецких военных кодов; возможно, его работа сократила продолжительность войны. После войны он работал в Манчестере, занимаясь разработкой программного обеспечения для первого в мире программируемого компьютера. В 1952 г. Тьюринг был осужден за гомосексуальные действия, которые в то время в Великобритании считались преступлением. Приговор лишил его работы, и в 1954 г. он покончил с собой, съев отравленное яблоко.

Переход к электронике

В это же время инженеры экспериментировали с термоэлектронными лампами, используя их в качестве переключателей. Такой переключатель не имел механических деталей, лампа могла открывать и закрывать цепь в зависимости от того, пропускался ли по ней ток. Электронные устройства работали быстрее электромеханических. В 1946 г. был продемонстрирован первый цифровой программируемый электронный компьютер — ENIAC

(«гигантский мозг», как его называли в американской прессе). После программирования он выполнял до 385 умножений, 40 делений или до трех операций извлечения квадратного корня в секунду. ENIAC мог осуществлять условное ветвление, то есть изменять порядок выполнения действий на основе значений данных. Например, «если Y больше 10, то перейти к строке 26».

^{Термоэлектронные (вакуумные) лампы были разработаны по технологии обычных лампочек. Они часто перегорали, что нарушало работу компьютера}

После создания ENIAC его конструкторы Джон Преспер Эккерт и Джон Мокли работали над более мощным компьютером EDVAC, в котором впервые использовалась двоичная система счисления (1 и 0), а не десятичная (от 0 до 9). В 1951 г. появился один из первых коммерческих компьютеров — UNIVAC 1. Их было выпущено всего 46 экземпляров, каждый стоил миллион долларов. Второе поколение цифровых компьютеров появилось в конце 1950-х гг., в них вакуумные трубки были заменены транзисторами на основе кремния. В компьютерах третьего поколения (конец 1960-х — начало 1970-х гг.) появилась интегральная схема, или «микрочип», состоящий из кремниевой пластины, на которую крепятся элементы. Интегральные схемы становились все сложнее, а компьютеры — компактнее и мощнее. Современные карманные компьютеры в миллиарды раз быстрее, чем ENIAC.

Ртутная память

В ранних компьютерах данные «запоминались» в виде линий задержки — гениальная система, придуманная Дж. Преспером Эккертом в 1940-х гг. Электрические импульсы от данных преобразовывались в звуковые волны и посылались через длинные трубки с ртутью (которые замедляли сигнал). На другом конце звуковые волны преобразовывались в электрические импульсы (с помощью кварцевого преобразователя), а затем снова отправлялись обратно в другую сторону по трубке с ртутью. Данные могли перемещаться по трубкам назад и вперед столько, сколько было необходимо, пока они не попадали на обработку компьютером. Одна линия задержки могла содержать 576 бит (код из 32 букв).

Ядерная энергия

Когда атомы изотопа урана-235 делятся, провоцируя цепную реакцию, выделяется ядерная энергия. В энергетических установках всего мира эти реакции используются для получения тепла, превращения воды в пар и вращения турбин для производства электроэнергии.

Люди познакомились с ядерной энергией относительно недавно. В 1896 г. Анри Беккерель открыл, что уран излучает таинственные лучи, а спустя несколько лет французская ученая польского происхождения Мария Кюри описала это явление, назвав его «радиоактивностью». В 1930-е гг. произошло много великих открытий в области атомной физики. В 1935 г. канадско-американский ученый Артур Демпстер обнаружил редкий уран-235 — единственный существующий в природе изотоп, который способен делиться, то есть при ударе нейтрона он распадается на два меньших атома. При расщеплении атома урана-235 высвобождаются нейтроны, которые расщепляют другие атомы урана, так что может образоваться быстро развивающаяся цепная реакция. При этой реакции выделяется огромное количество энергии, что лежит в основе атомной бомбы и атомной энергетики.

^{Первая промышленная АЭС была построена в Колдер Холле, Северная Англия. Четыре ее ядерных реактора вырабатывали электроэнергию в 1956–2003 гг., что делает их самыми долго работающими ядерными реакторами в мире}

Испытание ядерного оружия «Тринити»