09.02.2008   l   14:09
09.11.2006
Калибровочные бозоны, рыцари и www I

Наука часто приносит плоды совсем не в том месте, где это ожидается; по этому поводу обычно вспоминают Г.Герца, уверенного, что открытые им радиоволны не найдут себе практического применения. Здесь речь пойдёт о том, как наблюдения за столкновениями элементарных частиц содействовали прогрессу в гуманитарной области, далёкой от физики.

Строительство крупного ускорителя - это сложная задача даже для отдельно взятой европейской страны; в 1954 поблизости от Женевы совместными усилиями 12 европейских стран был создан Европейский Центр Ядерных*) Исследований (ЦЕРН), ставший символом и лабораторией европейской интеграции. (На самом деле, там изучаются не столько ядра, сколько элементарные частицы; в середине 20 века физика ядра отошла на второй план; название "ядерных" - дань традиции и напоминание о временах, когда физиков ценили особо.)

Данные о построенных в ЦЕРНе ускорителях приводятся в таблице.

Название

Ускоряемые
частицы

Энергия пучков
(ГэВ)

Энергия в с.ц.м.
(s 1/2), ГэВ

Год пуска

PS

протоны

25

7

1959

ISR

протоны

31

62

1971

SPS

протоны

400

27

1976

SppS

протоны
антипротоны

315
315

630

1981

LEP

позитроны
электроны

87
87

174

1989

LHC

протоны

7000

14 000

2008

ядра Pb

2760 ГэВ/нуклон

1 150 000

2009

 
Массивные калибровочные бозоны (переносчики слабых взаимодействий, предсказанные в 1967) стали гвоздём программы на двух ускорителях из этого списка: SppS был предназначен для их эксперментального обнаружения в протон-антипротонных столкновениях, а LEP - для более детального изучения. За открытие W- и Z-бозонов в 1983 году Руббиа и Ван дер Меер сразу же были удостоены нобелевской премии (в 1984). Это открытие имело важный побочный эффект: усилия по улучшению организации работы SppS и LEP привели в конечном итоге к созданию всемирной паутины - WWW. В 2004 году за заслуги в создании WWW Тим Бернерс-Ли был удостоен звания кавалера Ордена Британской империи, получив к своему имени приставку "сэр" и право добавления аббревиатуры KBE после подписи (кавалер - это второе по старшинству звание в Ордене).

Бернерс-Ли, родился в 1955 году в Лондоне в семье программистов, в 1976 с отличием окончил Оксфордский университет по специальности «физика». Сменив несколько мест работы, задержался в ЦЕРНе, где он работал в 1980 и 1984-94.

В ЦЕРНе в это время проблема совместной обработки информации большими группами людей, часто переезжающих с места на место, встала особенно остро.

Во-первых, корпорации экспериментаторов были международными и доходили до сотен человек.

Во-вторых, эффективная энергия столкновений частиц увеличилась (см. таблицу); характерное время между регистрируемыми столкновениями частиц на SppS составляло десятки микросекунд (в конце 80-х - микросекунды), при этом трудоёмкость реконструкции событий возрастала.

В-третьих, система обслуживания самого ускорителя стала громоздкой (SppS, в отличие от SPS, - коллайдер на сверхпроводящих магнитах), одни её элементы то и дело заменялись на другие; в болоте постоянно изменяющихся связей между отдельными модулями, группами специалистов и т.д. можно было легко погрязнуть.

Важные достижения в развитии информационных технологий были сделаны в 1980 и 1989 - при подготовке пуска SppS и LEP соответственно. Программа ENQUIRE, написанная в ЦЕРНе в 1980 Т.Бернерсом-Ли представляла собой модель системы взаимосвязей между различными устройствами в виде гипертекста и, что важно, позволяла оперативно отслеживать все изменения (в инструкции к ENQUIRE в качестве примера приводится описание системы контроля вакуума в трубе ускорителя). Программа пригодилась в 1984, когда ему поручили обеспечить доступ к результатам научных исследований в режиме реального времени. Человеку XXI века, привыкшему к веб-сервисам, трудно осознать, что система файлов с гиперссылками в пределах локальной сети, воспроизводящая систему связей между различными устройствами, ещё четверть века тому назад представляла собой незаурядное достижение...

Лишь в 1989, в год пуска LEPа, Бернерс-Ли предложил создать "распеределённые гипертекстовые системы" на базе интернета. Но тогда многие его коллеги отнеслись к этому скептически. На преодоление этого скепсиса ушёл целый год, в течение которого была придумана удобная система адресации (URL). Улучшенное предложение, которое и было в итоге принято в 1990, принадлежит Т.Бернерсу-Ли и Р.Кайо. Идея реализации гипертекста в интернете была нетривиальной, её значение не сразу осознали - даже в условиях ЦЕРНа на её вынашивание ушло 10 лет! Это при том, что интернетом люди пользовались c 1978 (в ЦЕРНе e-mail появился в 1980), а идея гипертекста использована ещё в изданиях Библии с параллельными местами (реализация гипертекста на компьютерах развивается с 60-х, само слово "гипертекст" придумано Т.Нельсоном в 1965).

Во избежание путаницы следует сказать, чем всемирная паутина (WWW - World-Wide Web) отличается от интернета. Интернет - это система связи между компьютерами (кабели и протоколы передачи пакетов символов TCP/IP), позволяющая реализовывать telnet, e-mail, gopher, ftp, http и т.п.. WWW - это "распределённая гипертекстовая система" с удобной системой адресации (URL) и определёнными правилами передачи гипертекстовых файлов посредством интернета (http).

Первый браузер появился в конце 1990, но он работал только на платформе NeXT. Первый универсальный браузер был написан весной 1991 (этот браузер позволял работать из-под ДОС, мышки и Windows были тогда далеко не везде). 06.08.1991 первая веб-система появилась в библиотеке программ ЦЕРНа, открытой для учёных, работавших в физике высоких энергий. Она включала в себя браузер, информацию о WWW проекте, инструкцию по созданию веб-сервера и других программ. Перед Рождеством 1991 Т.Бернерс-Ли, Р.Кайо, Ж.-П.Грофф и Б.Поллерманн объявили, что для скачивания WWW-браузера нужно всего лишь набрать команду telnet info.cern.ch ("Компьютер Ньюслеттер", ЦЕРН, окт.-дек. 1991);

В 1991 несколько веб-серверов появилось в Европе; первый сервер за пределами Европы появился в Калифорнии в Стэнфордском центре линейных ускорителей в декабре 1991. Дальнейшая динамика роста такова:

ноябрь 1992 - в мире всего 26 серверов;
октябрь 1993 - 200;
декабрь 1993 - 500;
ноябрь 1994 - 10 000;
декабрь 2005 - 50 000 000.

В декабре 1993 WWW занимал 1% интернет-трафика, и тогда это казалось много! За пределы научного сообщества паутина вышла в 1994: к концу года число пользователей перевалило за 10 млн..

Первый удобный универсальный браузер - Mosaic - был выпущен в феврале 1993 Национальным Центром Суперкомпьютерных приложений (ун-т Иллинойса, поблизости от коллайдера TEVATRON в Фермилабе). 30.04.1993 ЦЕРН объявил о свободном распространении веб-протокола --- через 2 месяца после того, как университет Миннесоты сделал платной свою поисковую систему gopher; это ускорило победу WWW над конкурирующими системами.

Успех WWW-проекта направил финансовые потоки на ускоренное развитие интернета. Именно WWW-проект придал интернету особое качество и сделал интернет из достаточно специализированного средства связи универсальным средством общения; дело дошло до отождествления понятий "WWW", "интернет", "компьютер" в массовом сознании.

В 1994 Р.Кайо организовал в ЦЕРНе первую конференцию по WWW, а Бернерс-Ли перебрался в Массачусеттский Технологический Институт, где возглавил исследования по дальнейшему развитию всемирной паутины. После присуждения ему рыцарского звания в 2004 он также возглавил компьютерные исследования в университете Саутхэмптона на юге Англии, не оставляя своего поста в МТИ. С 1994 года развитие WWW происходило за пределами ЦЕРНа. Из этой истории отметим лишь тот факт, что 17.12.1997 появилось словечко weblog (веб-журнал), описывающее новую реальность. Пользователи быстро переделали его и в "wee blog" и в "we blog" - так появилось слово "блог", которое в 2003 было внесено в Оксфордский словарь. За последние 3 года количество блогов увеличилось в 100 раз и к концу 2005 достигло 50 млн.
 
(Pelikan)