видео

Как человек атом приручил

Стрелка часов едва показывает восемь утра, а программист Андреас Хейнрич (Andreas Heinrich) уже за баранкой своего автомобиля. В салоне уютно и тепло, из динамиков доносится приятная музыка. Мимо проплывают до боли знакомые пейзажи: небольшие домики, поля, засеянные густой зеленой травой, редко посаженные деревья. Хейнрич привычно подтянут и хорошо выбрит.

Andreas-Heinrich

Уже через полчаса Андреас Хейнрич достигнет конечной точки своего маршрута — калифорнийского офиса компании IBM Research, где работает много лет. Хейнрич выключит зажигание, закроет машину и уверенным шагом направится к центральному входу. За его стеклянными дверями спрятались многочисленные лаборатории и кабинеты, напичканные последними компьютерными разработками. То и дело по коридорам-змейкам пробегают озабоченные сотрудники. Взглянув на их лица, сразу становится ясно, дел невпроворот. Хейнрич тем временем заходит к себе в комнату. Еще совсем недавно здесь царил хаос и раздавались оглушительные крики. Программисты во главе с Хейнричем спорили до хрипоты, разрабатывая весьма интересный проект. Они создавали… самый маленький в мире мультипликационный фильм!

Andreas-Heinrich

Казалось бы, чего проще: взял карандаш, бумагу и рисуй себе на здоровье. Или, следуя современным тенденциям, погрузись с головой в одну из иллюстрационных компьютерных программ и черти необходимые сюжеты. Одна вертикальная линия, и вот он — ствол дерева. Пара-тройка горизонтальных по бокам — у него появились ветки. Впрочем, сотрудников IBM Research существующие технологии совсем не занимали. Они намеревались взорвать мультипликацию абсолютно новыми формациями. Теми, о которых никто доселе и не подозревал. Самый маленький на свете мультфильм программисты сделали из самых маленьких частей химического элемента — атомов. Вот что Андреас Хейнрич рассказывает об этом проекте:

Честно говоря, у нас уже была попытка работы с атомами. Больше двадцати лет назад из этого хрупкого материала мы выполнили логотип IBM. Понятное дело, изображение было статичным. Нам хотелось пойти немного вперед и усовершенствовать уже имеющиеся знания. Так родилась идея мультипликационного фильма.

Andreas-Heinrich
Andreas-Heinrich
Andreas-Heinrich

О чем может быть мультфильм, состоящий из атомов? Естественно, о тесном взаимоотношении человека с этой крошечной частицей. Собственно, и название нашлось подходящее — «Мальчик и его атом» (A boy and his Atom). Сценарий ленты по-детски прост и наивен. Его авторы намеренно отказались воплощать в картине серьезные проблемы дня насущного про политику и экономику, отдав предпочтение инфантильности и бесхитростности. Главный герой — ребенок лет пяти. Он вышел погулять на улицу и подружился с атомом. Мальчик рад знакомству, танцует и прыгает от счастья. Его новый приятель — настоящий волшебник. Он то превращается в мяч, который можно гонять с утра до вечера, то трансформируется в хорошо пружинящий батут.

В мультфильме нет художественной графики, постоянно меняющихся декораций, полностью отсутствуют тени. Все действие происходит на светло-сером фоне. Фигурка главного героя — привет из компьютерных игр 1980–1990 годов, когда человечков делали по единому принципу плоского рисунка: «палка-палка-огуречик». Еще один отсыл к технике прошлого — восьмибитная музыка, столь характерная для игровых приставок того времени.

Андреас Хейнрич отмечает:

Работая над этим проектом, мы не ставили перед собой высоких задач. Это скорее пособие для детей, которое вполне можно использовать для обучения в школе. Ведь как еще можно наглядно показать, что такое атом и как он выглядит?

Чтобы создать атомный мультфильм длительностью в 60 секунд, Андреасу Хейнричу и еще трем сотрудникам IBM Research потребовалось 72 часа непрерывного труда. В помощники программисты «взяли» сканирующий туннельный микроскоп. Эта двухтонная машина, способная работать при температуре минус 268 градусов по Цельсию, получила мировую известность в 1986 году. Тогда ее разработчики, немец Герд Карл Биннинг (Gerd Karl Binnig) и швейцарец Генрих Рорер (Heinrich Rohrer), были удостоены самой высокой научной награды — Нобелевской премии по физике.

Andreas-Heinrich

В лаборатории IBM массивному агрегату-лауреату «поручили» сразу несколько ювелирных операций. Первая оказалась достаточно простой. Микроскопу предстояло распознать атомы моноксида углерода с поверхности медной пластины. Вторая задача была уже более сложной. Программисты хотели попробовать передвигать частицы в разных направлениях. Для этого задействовали иглу, вмонтированную в корпус аппарата. Ее острие, на которое подавался ток с переменным напряжением, притягивало атомы и посылало их в нужные стороны. Команда Хейнрича фиксировала на специальный фотоаппарат каждый шаг устройства. Всего получилось 242 снимка. Размер каждого из них более чем микроскопический — 45 на 25 нанометров. Чтобы было более понятно, приведем сравнение: человеческий волос состоит примерно из ста тысяч нанометров! Разумеется, программистам пришлось изрядно попотеть, чтобы увеличить кадры в миллионы раз, а затем склеить их в определенной последовательности.

Andreas-Heinrich

Andreas-Heinrich
Andreas-Heinrich

Если посмотреть незамысловатый мультик, может показаться, что количество атомов легко поддается счету. Вот один, рядом с ним второй, третий. Однако это обыкновенный обман зрения. На самом деле в мультипликационном процессе участвовало порядка десяти тысяч атомов.

Andreas-Heinrich

Премьера анимационной ленты состоялась год назад. Картину тут же занесли в Книгу рекордов Гиннесса как самый маленький мультипликационный фильм. Ученые всех стран молниеносно начали размышлять о том времени, когда гигабайты информации можно будет сохранять на дисках размером с человеческий ноготь. А программист Андреас Хейнрич по-прежнему около восьми утра садится за руль своего автомобиля. Преодолевая несколько километров пути, он приезжает в офис, включает компьютер и допоздна работает над очередным проектом, который в ближайшем будущем, возможно, снова потрясет мир.