Возможны ли пикотехнологии? Введение

  Нет, есть непреодолимые физические ограничения. И если бы все штудировали Канта, то воспринимали бы это философски. И жизнь человеческая конечна, и все-все-все на этом свете. Может быть только человеческая фантазия личности, не отягощенной знаниями, не имеет предела. Я предпочитаю несбыточные мечты называть фантазиями, словом однокоренным с фантомом. Просто без мечты люди не могут. И смысл жизни человеческой, по-моему скромному мнению, превращать мечту в реальность. Пусть даже за несколько поколений или с помощью других людей.

   А фантазии бывают добрыми и не очень. Вот о коммунизме фантазии на практике вышли очень кровавыми. А знаете из-за чего? Из-за того, что великий мыслитель Маркс осознанно или нет представил публике открытый им частный закон всеобщим. А его последователи решили: зачем ждать? Надо помочь истории силовыми и решительными действиями. В результате этого погибли сотни миллионов в том числе россиян. Материальный ущерб просто не поддается никаким оценкам. Миллионы семей( родов) в России прекратили свое существование, еще большее количество остались бедными и нищими.

          Так и здесь. Одни считают что получение изображения это опровержение ограничений проектной нормы, а другие под это выбьют и потратят миллиарды денег, ладно если американских, а не российских. Есть в природе технологии, есть закрывающие технологии, а есть тупиковые, отнимающие время и деньги у конкурентов. Так из невинной романтической забавы могут рождаться очень серьезные в реальном мире проблемы.

Писатели-фантасты это отдельная тема. Писателю, в отличие от ученого-популяризатора и журналиста, привлекающего внимание общественности к теме, важно раскрыть свой талант и выразить свои сокровенные мысли и чувства. И да, мечты о лучшем будущем человечества. Но некоторым важнее прижизненный успех. Причем любыми средствами! Но такой талант не заметят при вторичности темы. Эклектика тоже не панацея, так как читатель эрудированный без труда вспомнит первоисточники. Поэтому оригинальность идеи с учетом запретов нравственных и этических очень важна. А соотносится ли это хоть как-то с какими-то законами окружающего мира не столь уж и важно! Разумеется, если предшественник сколько-нибудь талантливо эту тему выразил в литературном произведении.

  Буратино в России ведь был популярен лишь в силу того, что Пиноккио так себе произведение. И приключения Элли и Тотошки ровно по той же причине. Русского Дон Кихота однако вот не появилось! Так как оригинал - признанный литературный шедевр. У Жюля Верна была сверхзадача предсказывать будущие изобретения, у Герберта Уэлса нет! Совмещение разных исторических эпох плодотворный прием в литературе. Он показывает читателю прошлое или будущее через героя современности, а настоящее через отношение к нему наших предков или наших потомков. Поэтому верить созданному в таких произведениях миру, его возможности и реальности никак нельзя! Важно, чтобы сам автор не сомневался в этом. Тогда и читатель поверит.

  В технологиях, проектировании и науке(прикладной) все начинается с постановки задачи(иногда правда побочные результаты бывают даже более плодотворными). А дальше используют наработанные методы и доступные инструменты. Кому-то правда используя примерно то же не удается то, что удается его конкуренту. Удача или случайность оправдывают поговорку "Миром правит его величество случай". Но постановка задачи это не просто интуитивный процесс. Ставя задачу исследователь учитывает множество известных ему фактов, а обнаруживая недостаточность собственных знаний, всегда стремится их восполнить.

    И тут часто обнаруживает, что он первопроходец. У слабых пропадает желание идти дальше к намеченной цели - сильные выполняют эту для них вспомогательную работу, сами того не замечая, что мостят пути другим людям, идущим к другим целям. Наука и технологии в этом смысле подобны сибирской избушке в тайге, где каждый не только пользуется тем, что в ней нашел, но и оставляет что-то для тех, кто придет за ним. По поводу экспонент. Кроме идеальной экспоненты, есть множество функций, куда она входит. Наблюдателю при ограниченных отрезках для наблюдений кажется, что это экспонента, а это просто экспоненциальная часть совсем не экспоненты. Пока на примере закона Мура и проектных норм мы наблюдаем подтверждение этого.
               
 Итак, представим себе как устроены все "цифровые устройства". Все в них основано на управляемых переключателях. Начиналось все с электромеханических реле. Эпоху чисто механических цифровых устройств оставим за рамками этой статьи. Математическая логика наглядно показала, что все арифметические и логические действия реализуются с помощью набора логических операций и элементов хранения состояния (триггеров). И все эти операции могут быть сведены к состояниям "включено" и "выключено". Но чтобы эти действия осуществлялись без участия человека( как мы включаем и выключаем свет в доме или приборы) пришлось изрядно потрудится математикам, схемотехникам и инженерам. Можете прочитать об истории этого вопроса поиском "машина Тьюринга".

 Электромеханические реле пытались миниатюризировать для снижения энергоемкости и габаритов. Результаты были достигнуты, но это не помогло улучшить две важнейшие характеристики. Любой переключаемый контакт имеет весьма ограниченный ресурс на количество переключений и еще более существенно то, что он имеет весьма длительное время переключения. Пусть даже оно составляет сотые или тысячные доли секунды для системы состоящей даже всего из десятков тысяч таких переключателей задержки на получение результатов необходимых действий колоссальны в случае вычислений и действий по необходимым алгоритмам.

 Выход был найден в давно известных технических устройствах - ламповых триодах.
Сами они были изобретены Эдисоном еще в конце 19 века. И лишь через пятьдесят с лишним лет к середине 40-х годов века двадцатого их стали вводить в отработанные на работоспособность схемы компьютеров. Дело в том, что первоначально их широко использовали для усиления и генерации обычных, "не цифровых" сигналов.
А для целей вычислительной техники интересней оказались их способности работать в ключевом режиме и быть основой триггера.

По сравнению с реле повышение быстродействия и надежности было колоссальным. В сотни и даже в тысячи раз! Если в случае реле возможно было переключать состояние выхода  за сотые доли секунды, то при использовании ламп это время сократилось до миллионных долей секунды.

Но аппетиты разработчиков росли, схемы все усложнялись и полтора десятилетия спустя, к концу 50-х прошлого столетия появились первые компьютеры на полупроводниковых транзисторах.
Но практически одновременно с этим, в 1958 году американским разработчикам из компании Texas Instruments удалось продемонстрировать первую в мире монолитную интегральную микросхему. Монолитный это означает, что все соединения между элементами электрической схемы осуществляются за счет материала чипа(микросхемы), без отдельных проводов. И вот тогда-то в изготовлении микросхем и возникло понятие проектной нормы. Более сведущие читатели меня конечно поправят, и скажут, что надо говорить о лямбда-системе. Если, уважаемый читатель, хотите разобраться в этом подробней, набирайте в поиске "проектные нормы в микроэлектронике". Для дальнейшего чтения это отчасти даже необходимо, чтобы вам стала понятна связь между геометрией и производством микроэлектроники.

               ( Продолжение следует )