Как изобрести все. Создай цивилизацию с нуля Норт Райан

Если вы раздробите себе голень, не беспокойтесь: все заберцуется нормально.

Первая помощь была придумана для того, чтобы эффективным образом поддерживать состояние пострадавшего пациента до момента прибытия медицинского персонала, хотя в вашем случае такого прибытия можно будет ждать несколько миллионов лет. Поэтому мы расскажем вам, что вы можете сделать, когда случаются некоторые печальные вещи.

Но сначала мы должны предупредить вас: хотя предложенные здесь техники лучше, чем ничего, но все они содержат определенную степень риска, и, используя их неправильно, можно навредить. Если вы оказались в прошлом в компании медсестры или врача, всегда полагайтесь на их медицинские знания (а вообще в этом случае вам нереально повезло).

Удушье

Прием Геймлиха[220] – назван по имени человека, впервые описавшего его в 1974 н. э., – необходимо применять, когда вы видите, что кто-то задыхается. Поставьте этого человека прямо, расположитесь сзади, поместите кулак прямо над пупком пострадавшего, другую руку положите сверху и толкайте резко к себе и вверх, как будто пытаетесь поднять напарника. Таким образом вы давите на легкие и эффективным образом продуцируете искусственный кашель, ну а тот способен выбросить все застрявшее в глотке. Можно даже исполнить этот маневр на себе самом, когда рядом нет других человеческих существ.

Дыхание сохраняется, но сознание теряется

Если кто-то лежит на спине, дышит, но лишен сознания, есть риск задохнуться, если дыхательные пути окажутся заблокированы языком, слюной, кровью, рвотой или иной столь же беспокоящей субстанцией и (или) мускульным органом. С 1891 н. э. (тот год, когда люди наконец сообразили: «Слышь, а было бы круто, если бы мы могли валяться без сознания и не беспокоиться, не задушит ли нас собственный язык») оказавшихся в состоянии нокаута обычно переводят в так называемое устойчивое боковое положение, которое предотвращает любое блокирование дыхательных путей.

Вот как оно выглядит.

Сначала вы должны встать на колени рядом с жертвой, повернуть ее ближнюю к вам руку так, чтобы она находилась под прямым углом к телу, согнуть в локте, ладонью вверх. Затем взять другую руку и протянуть поперек груди, чтобы тыльная сторона ладони оказалась под ближней к вам щекой жертвы.

Придержите ее там, а свободной рукой подтяните вверх дальнее колено жертвы, чтобы подошва оказалась стоящей на земле. Теперь можно перекатить жертву к себе, чтобы она оказалась на боку, рука, которую вы держите, поддерживала ее голову, а ступня и колено, поднятое вами, легли набок, не давая жертве откатиться обратно. Выдвиньте верхнюю ногу вперед, это поможет стабилизировать позицию еще сильнее. Аккуратно поднимите подбородок жертвы, чтобы наклонить голову назад, это откроет дыхательные пути и позволит вытечь любым жидкостям.

И в завершение откройте жертве рот, загляните внутрь, чтобы проверить, не блокирует ли что-то дыхание. Если да, то удалите это, а затем оцените, насколько финальная позиция пострадавшего соответствует тому, что изображено на рис. 57.

Рис. 57. Устойчивое боковое положение

Если жертва перестает дышать, то вам стоит выполнить искусственное дыхание, описанное ниже.

Отсутствие дыхания

Искусственное дыхание было изобретено в 1950-х н. э., но в каких-то формах его делали и ранее[221]. Оно пускается в ход, когда некто перестает дышать (обычно вследствие остановки сердца), а цель процесса в том, чтобы заставить насыщенную кислородом кровь двигаться к мозгу и другим органам до тех пор, пока тело не восстановится и не начнет дышать самостоятельно.

Если перед вами бездыханный человек, то искусственное дыхание является крайним средством. Надо учитывать, что в процессе вы наверняка сломаете жертве несколько ребер, так что это вовсе не развлечение.

Чтобы сделать искусственное дыхание, уложите пострадавшего на спину и начните регулярно и сильно давить на центр его грудной клетки между сосками, с частотой около 100 надавливаний в минуту. Легкий способ добиться этого – давить в такт с песней, которую можно исполнять не вслух, а мысленно (хотя это не обязательно). Посмотрите Экскурс в сторону ниже, где приведен список популярных песен, взятых из второй половины ХХ и первой половины XXI века.

Настоящий золотой век для искусственнодыхательной музыки.

Искусственное дыхание, которое вы наверняка видели в кино, включает дыхание рот в рот: подобная техника больше не рекомендуется за исключением случаев утопления. Если вы не прибегаете к ней, то продолжайте давить на грудь пострадавшего до прибытия более компетентного специалиста (маловероятно, учитывая ваши нынешние обстоятельства), до того как жертва начнет дышать или умрет.

Если прибегаете, то после каждых тридцати нажатий наклоняйте ее голову назад и открывайте рот. Слушайте, нет ли нормального дыхания, и если нет, то зажимайте жертве нос, закрывайте ее рот своим и дуйте до тех пор, пока не увидите, как поднялась грудная клетка. Повторите еще один (максимум два) раз и возвращайтесь к нажатиям. Отлично! Теперь вы буквально сделали все, что могли, учитывая, что у вас нет специальной подготовки.

Экскурс в сторону: Песни для искусственного дыхания

Классические песни с темпом в 100 ударов в минуту, которые можно петь, когда вы делаете искусственное дыхание:

«Sexy Ladies» (Justin Timberlake, 2006 н. э.);

«Body Movin’» (Besstie Boys, 1998 н. э.);

«Hipe Don’t Lie» (Shakira feat. Wyclef Jean, 2005 н. э.);

«This Old Heart of Mine» (кавер Rod Stewart от 1989 н. э., оригинальная песня – Isley Brothers, 1966 н. э., имеет 130 ударов в минуту, так что будьте уверены, что исполняете именно версию Рода Стюарта, когда делаете искусственное дыхание);

«Heart Attack» (One Direction, 2012 н. э.);

«Help Is on Its Way» (Little River Band, 1980 н. э.);

«I Want Your» («Hands on Me») (Sinead O’Connor, 1977 н. э.);

«Evereything’s Gonna Be Alright» (Naughty by Nature, 1991 н. э.);

«Be OK» (Chrisette Michele, 2007 н. э.);

«My Heart Will Go On» (Celine Dion, 1997 н. э.);

«Stayin’ Alive» (Bee Gees, 1977 н. э.);

«The Kids Aren’t Alright» (The Offspring, 1999 н. э.);

«Bittersweet Symphony» (The Verve, 1997 н. э.);

«Take Me to the Hospital» (The Faint, 2001 н. э.);

«Quit Playing Games» («With My Heart») (The Backstreet Boys, 1996 н. э.);

«Breathe and Stop» (Q-Tip, 1999 н. э.);

«All Hope Is Gone» (Slipknot, 2008 н. э.);

«This Is the End» («For You My Friend») (Anti-Flag, 2006 н. э.);

«Hello, Goodbye» (The Beatles, 1967 н. э.);

«Another One Bites The Dust» (Queen, 1980 н. э.);

«RIP» (Young Jeezy feat. 2Chainz, 2013 н. э.);

«Kill All You Friends» (My Chemical Romance, 2006 н. э.);

«My Only Regret Is That CPR Did Not Save My Friend That Time When We Were Trapped in the Distant Past»[222] (Avery and the Wildmen, 2041 н. э.).

Сломанные кости

Когда вы имеете дело со сломанной костью, вам надлежит первым делом совместить обломки – основное действие тут состоит в том, чтобы взять сломанную или вывернутую конечность, растянуть ее, насколько это возможно, а потом отпустить, чтобы все заняло свое место. Это предотвращает неправильное срастание, а также уменьшает боль впоследствии, так что у вас есть как минимум две хорошие причины так поступить.

Возьмите пострадавшую конечность одновременно выше и ниже места повреждения – рука выше будет держать конечность на месте, в то время как расположенная ниже будет оказывать давление, аккуратно и медленно придавая руке или ноге нормальную позицию. После того как та достигнута, поврежденное место лучше всего зафиксировать шиной: подойдет любой негибкий материал вроде дерева, который будет держать сломанную кость во время срастания. Наложить шину нужно плотно, но не слишком, чтобы не препятствовать циркуляции крови. Это еще одна медицинская процедура, которую можно совершить над самим собой, но если у вас пострадала рука, то действовать придется одной.

Помните, что совмещение может быть очень болезненным, поэтому если вы решились испытать его на себе, то это отчаянный шаг, и лучше заранее рассказать другому, как и зачем оно делается.

Раны

Немедленная опасность при получении раны – большая потеря крови, от которой можно умереть. Если можно поднять то место, где находится рана, то сделайте это: подобное действие замедляет ток крови. Давление способно остановить кровотечение: примерно двадцати минут жесткого нажатия обычно бывает достаточно, чтобы кровь начала сворачиваться и перестала течь. Если вы не преуспели в этом, то попытайтесь найти артерию, от которой кровь идет к месту повреждения, и зажать непосредственно ее.

Если и это не получилось, то жгут – экстремально тугая повязка – станет последним средством. Правильно наложенный жгут полностью прекращает кровоснабжение определенной области, и это значит, что кровотечение останавливается, но после нескольких часов без поступления свежей крови ткани начнут просто отмирать. Поэтому это шанс не дать умереть от потери крови прямо сейчас.

Для ран большего размера можно рассмотреть прижигание, хотя это снова крайнее средство, очень травматическое. Нагрейте что-либо (дерево, металл) и приложите нагретый предмет прямо к кровоточащей части раны, сжигая плоть и создавая корку. Постарайтесь прижечь как можно меньше плоти, поскольку это не только очень больно (приносим соболезнования, если вам приходится делать прижигание самому себе, одновременно читая этот параграф и удивляясь, как много боли вам пришлось причинить самому себе, прежде чем вы добрались до этого отступления), но и формирует в ране куски мертвой плоти, а те всегда уязвимы перед инфекциями.

Если рана велика, то вам может потребоваться зашить ее, чтобы держать закрытой. Тут нет никакой магии, прокипятите нить и то, что вы используете в качестве иглы, на протяжении двадцати минут, вымойте тщательно руки с мылом и зашивайте рану, делая петли через оба ее края, подтягивая их друг к другу как можно плотнее, и не забудьте завязать узел в конце.

Инфекция

Лучшая вещь, чтобы предотвратить заражение, – тщательно и аккуратно очистить рану. Да, лучше промывать даже царапины, поскольку в наше время мы привыкли к антибиотикам (и мы надеемся, что вы снова введете их в оборот, если начнете делать пенициллин по советам из раздела 10.3.1), но без них инфекции смертельно опасны и могут атаковать вас везде, где нарушен слой кожи.

До изобретения антибиотиков больше солдат умирало от инфекций, чем в битвах, в том числе от простых царапин.

Чтобы очистить рану, тщательно промойте ее (очевидно чистой) водой, потом обработайте либо спиртом, либо двухпроцентным раствором йода в воде (см. приложение С), чтобы убить бактерии. Если у вас нет ни того, ни другого, то в крайнем случае сойдет мед: он не поддерживает рост бактерий (именно по этой причине вам не нужно ставить мед в холодильник, ну когда вы снова будете пользоваться холодильником)[223]. После этого зашейте рану – за исключением случаев, когда ей больше двенадцати часов, поскольку тут надо оставить ее открытой и закры ть марлей, чтобы та помогла ране высохнуть.

Изобретение музыки с нуля наверняка станет одним из самых значительных ваших достижений.

Вы можете переизобрести современную музыку, просто прогудев песню, которую помните, а когда закончите, не забудьте объявить: «Эта композиция называется типа “Salt-N-Pepa Shoop”, и я только что придумал ее».

Мы рекомендуем вам поступить именно таким образом, но все же предложим вам фрагменты записанной музыки, которыми вы можете пользоваться для осознанного плагиата. Чтобы вы могли это сделать, мы обязаны научить вас, как превратить эти закорючки в песни. После вы сможете еще и записывать любые песни, которые вспомните самостоятельно, чтобы будущие поколения могли наслаждаться ими, а история никогда не забыла клевый запевон, который только и можно назвать «Salt-N-Pepa Shoop».

Но перед тем как читать и писать музыку, вам понадобится что-нибудь, на чем ее можно играть[224].

Как изобрести музыкальные инструменты

Любой предмет, из которого человек может извлечь некие звуки, технически является инструментом, но все же мы ограничимся несколькими хорошо известными категориями. Ударные инструменты работают по принципу «вы их бьете, они создают шум», струнные опираются на струны, которые нужно лупить или пощипывать, и тогда возникает шум, духовые порождают шум, если в них дуть.

Ударные инструменты вам, вероятнее всего, наиболее просто сделать, поскольку вы можете начать лупить по всему подряд, пока не найдете то, что звучит так, как вам нравится. Если вы стремитесь к формальности и желаете настоящих барабанов, то достаточно натянуть прочную мембрану – кожа животных сгодится – на любой ящик[225].

Ударьте по коже, и она завибрирует, это заставит ящик откликнуться резонансом, который усилит звук. Измените форму, размер, материалы резонансной камеры, и вы измените тот звук, что у вас получается, ну а достаточно громкие барабаны можно даже использовать для коммуникации на средних дистанциях: нужно всего лишь кодировать информацию в звук, а это мы уже изобрели, когда обсуждали азбуку Морзе в разделе 10.12.4. Барабаны на самом деле изготовить просто, и именно поэтому они стали первыми инструментами, до которых додумались люди, что произошло около 5500 до н. э.[226]

Струнные инструменты, вероятно, стоят на втором месте по простоте, поскольку для них нужны только струны (см. раздел 10.8.4), а их можно сделать с помощью волос животных, их внутренностей[227] или металла, когда вы в конечном счете его изобретете. Простейшие гусли можно изготовить, взяв стоящую вертикально палку, привязав одн у или несколько струн к ее верхушке, а другие концы – к верхней части перевернутого ящика. Когда палка наклонена так, что струны натянуты, то ящик резонирует при каждом к ним прикосновении, увеличивая объем производимого звука.

Вставьте резонирующий ящик внутрь инструмента, и вместо гуслей у вас будет гитара. Если вы не хотите дергать за струны, вы можете привязать лошадиные волосы к двум концам изогнутой палки, чтобы получился смычок, которым можно водить по струнам, чтобы получалась вибрация.

Отлично, теперь у вас есть скрипка!

Если вы не желаете щипать или тереть струны, то можете лупить по ним молоточком, и это будут цимбалы, ну а если снова вставить резонирующий ящик внутрь инструмента, то пианино. Смотрите, вы только что за несколько абзацев изобрели пять инструментов… разве это не гениально?

Со струнными инструментами высоту звука можно контролировать, изменяя материал, натяжение и длину струн. Материал обычно не получается сменить на ходу, но длину – можно, привязав каждую струну к вращающемуся колышку (как в гитаре), как и натяжение (используется в большинстве струнных инструментов). Более короткая и/или сильнее натянутая струна вибрирует чаще, и звук получается более высокий.

Духовые инструменты придумать несколько сложнее: тут вы полагаетесь на вибрацию воздуха внутри резонирующей трубы, которая и производит звук. Высоту звука можно менять, изменяя длину инструмента – либо имея при себе набор разных трубочек (как во флейте), либо вставив в трубу скользящую деталь (как у тромбона), либо поставив нажимные вентили, которые будут перенаправлять воздух по обходным путям, то есть по более длинной трубе (фанфары).

Эти вентили выглядят так (рис. 58).

Рис. 58. Вентили для музыкальных инструментов

Вы можете видеть, как нажатие на вентиль удлиняет путь воздуха.

Подобных штук мы не имели до 1814 н. э., и ранее трубы не могли играть все ноты, которых требовали от них люди, поэтому композиторы использовали их нечасто.

И в конце концов, последний способ изменять звук, получаемый от духового инструмента, – открывать и закрывать отверстия в резонирующей трубе; это саксофон.

Имея в распоряжении базовые ударные, струнные и духовые, вы сможете скомбинировать их и изготовить практически любой из современных инструментов[228]. Но чтобы использовать их правильно, вам нужно узнать еще кое-что о том, как музыка функционирует.

Основы теории музыки

Музыка состоит из нот, и ноты – не более чем произвольные точки, которые мы разместили на звуковом спектре. И все же, сыграв кучу нот в случайном порядке, вы вряд ли получите красивую симфонию, поскольку слушание включает не только физический звук, то есть волны, взаимодействующие с ухом, но и метальную интерпретацию звуков, за которую отвечает мозг.

И это, к сожалению, накладывает ограничение на то, какие ноты звучат приятно для людей.

Физические ограничения просты: большинство людей слышит в диапазоне между 20 и 20 тыс. Гц, и то в молодости, с возрастом ухудшается восприимчивость к высоким звукам, так что предел у большинства съезжает до 16 тыс. Гц.

Так что выбирайте ноты из этого диапазона, и вы наверняка взорвете стадион.

Все становится сложнее, когда мы пробуем разобраться, как мозг интерпретирует звук, то есть вступаем в область психоакустики. Большинство людей находит определенные сочетания нот (их именуют консонансом) приятными, а другие – очень неприятными (диссонанс). Но консонанс и диссонанс вовсе не свойства типа да-или-нет, которые можно приписать конкретным нотам, а потом использовать только хорошие и избегать плохих.

Нет, существует спектр приемлемости, который варьируется не только от индивидуума к индивидууму, но и от культуры к культуре[229]. В качестве самого общего правила, которое вы имеете полное право нарушить при желании, мы назовем факт, что ноты, разделенные октавой, обычно звучат «приятно».

Так что для начала давайте изобретем октавы.

Допустим, вы сыграете некую случайную ноту, которую мы назовем А, поскольку в конечном счете мы все равно повесим на них ярлычки от А до G[230]. Потом вы сыграете ноту на частоте в два раза выше, чем у А (2А), и эти две ноты – А и 2А – будут звучать приятно для большинства людей, играются ли они последовательно или обе сразу. Пропорция между 2А и А равняется 2 к 1, и мы определим, что две ноты, частоты которых находятся в этой пропорции, разделяет октава.

И хотя ноты, разделенные октавой, могут стать вполне безопасной основой для сочинения музыки, их очень мало в пределах нашего слухового диапазона, и поэтому, если брать только их, то все получается очень скучно. Другие в-целом-принятые-как-приятные-пропорции-разных-культур для нот включают 3 к 2, 4 к 3, 5 к 4 и (несколько менее часто) 5 к 3, 6 к 5 и 8 к 5.

Но вы не захотите ограничиваться только консонансами в своих песнях, поскольку введение, развертывание и затухание консонансов могут придать мелодии удивительную красоту и мощь[231].

Чтобы добраться до других пропорций, вам понадобится изобрести ноты между случайно выбранными А и 2А октавой выше. Помните: ноты не более чем произвольные точки на звуковом спектре, и вы можете расставить их так, как вам только захочется. Несмотря на это и несмотря на тот факт, что другие культуры придумали иные, возможно, лучшие системы нотной записи, мы будем учить вас западным нотам.

В западной системе берут расстояние между А и 2 А и делят его на двенадцать разных нот. Каждая позиционируется таким образом, чтобы пропорция частот любых двух прилегающих нот была одной и той же, что для человеческого уха означает, что все ноты звучат на одинаковом «расстоянии» друг от друга.

Вы можете сделать так, как делало большинство людей в нашей истории, и примерно расставить их на слух. Проблема математически точно вывести пропорции между нотами оказалась достаточно сложной, мы начали над ней работать около 400 до н. э. и добились точности в две десятых по отношению к частотам только в 1917 н. э. (!), поэтому дадим вам техническое решение. Соседние ноты должны быть в пропорции, равной корню двенадцатой степени из двух, то есть примерно 1,059463.

А поскольку мы уже слышим, как вы говорите: «Я пойман в прошлом, и вы хотите, чтобы я извлекал корень двенадцатой степени из двух несколько сотен раз, чтобы просто сыграть песенку?», то мы спешим вас обрадовать: нечего бояться, все уже посчитано. Приложение G содержит результат, включает точные частоты для каждой из требующихся вам нот.

И идеальные ноты все равно не догма: музыканты иногда осознанно «гнут» ноты, то есть играют их не совсем в правильной частоте, чтобы создать определенный эффект.

Теперь, когда у вас в наличии ноты, вы можете думать, что готовы воспроизвести музыку с листа, но есть одна проблема: вы выбрали свою А произвольно, и мы построили вокруг нее целую систему, даже не спросив, какую именно ноту вы взяли на самом деле. Если наши базовые ноты отличаются – а они отличаются, факт, – тогда любая музыка, которую вы попытаетесь сыграть, не будет звучать так, как должна.

Мы должны убедиться, что ваша А звучит как наша.

И это проблема не только застрявших в прошлом путешественников во времени. Это проблема и для оркестров, и до изобретения универсального стандарта А два оркестра, играющих одну мелодию, могли звучать совершенно разным образом[232]. Современность пользуется единым международным стандартом А – фундаментальной нотой всей музыкальной шкалы, – именуемым А440, поскольку ее частота, как вы наверняка догадались, равна точно 440 Гц.

Если вы когда-либо ходили на симфонический концерт, то наверняка помните единственную ноту, которую играют прямо перед тем, как концерт начнется, чтобы музыканты могли настроить инструменты. Именно эта нота и есть А440, и ее очень легко породить, для этого имеются специальные свистки, камертоны и звуковые файлы.

Легко в нашем случае, но у вас ситуация иная.

Да, вы можете изготовить камертон, если уже работаете с металлом[233], но без знания, как точно звучит 440 Гц, вы не сможете понять, тот ли звук производите или нет. Следовательно, выходит так, что возрождение современной музыкальной индустрии зависит от того, сможете ли вы верно воспроизвести А440 в любой момент истории.

И теперь мы научим вас это делать.

Как произвести звуковую волну частотой в 440 Гц в любой момент истории с невероятной легкостью

Вы собираетесь изобрести устройство, именуемое колесом Гука, довольно банально прозванное по имени некоего мистера Роберта Гука. Мистер Гук, придумав и создав это устройство, оказался первым человеком на Земле, сумевшим произвести звук известной частоты. Само по себе это изобретение невероятно простое: просто прижмите карточку к зубчатому колесу[234], затем поверните его, и вы услышите отдельные щелчки по мере того, как карточка будет ударяться о каждый зубец. Покрутите колесо быстр ее, и щелчки сольются в единый тон, чем выше скорость вращения, тем он выше.

Вы могли уже изобрести колесо Гука, если совали карточки в спицы вашего велосипеда (см. раздел 10.12.1).

Так что осталось лишь завращать колесо Гука, чтобы получить 440 ударов в секунду и частоту звука 440 Гц. Как можно убедиться, что вы добились нужной частоты? Вы знаете, сколько зубцов на вашем колесе (их можно посчитать) и что каждый полный оборот колеса производит именно это количество вибраций на вашей карточке. Это значит, что если у вас колесо с сорока четырьмя зубцами одинакового размера, то, вращая его раз в секунду, вы получите 44 Гц, а вращая в 10 раз быстрее – 440 Гц.

Чтобы ваше колесо совершало ровно десять оборотов в секунду, попробуйте присоединить ваше меньшее зубчатое колесо к большему с помощью приводного ремня (см. раздел 10.8.4). Маленькое вращение большего колеса заставит меньшее крутиться быстрее, и так проще всего запустить любой тон, который вам нужен, включая неожиданно ставший таким важным сигнал в 440 Гц.

Колесо Гука было впервые создано и показано в 1681 н. э., но Гук опубликовал результаты лишь в 1705 н. э., всего за шесть лет до того, как камертоны сделали его устаревшим.

Чтение музыки

Итак, теперь у вас есть настроенные инструменты и вы знаете достаточно о теории музыки, чтобы быть уверенным, что настроили их единственно верным образом.

Осталось только сыграть и спеть!

Но перед тем как обратиться к этому, нам понадобится как-то назвать наши ноты, чтобы мы могли с легкостью к ним обращаться. Двенадцать нот между А и 2А обозначены (например, на клавишах фортепиано, но не только там) следующим образом (рис. 59).

Рис. 59. Запомните эти имена для нот

Вы можете видеть, что, даже если у нас есть двенадцать нот в октаве, некоторые расположены на белых клавишах и названы просто буквами (А, В, С, D, E, F, G), в то время как другие попали на черные клавиши и отмечены буквами в сочетании со специальными знаками (А^#, В и т. д.). Это случилось по историческим причинам: первые пианино использовали семинотную шкалу, которая включала только клавиши с буквами, так что другие ноты, позволившие довести число до двенадцати, добавили позже, на клавишах другого размера и цвета.

Диезы (отмеченные знаком #) – более высокая версия нот, к которым они прилагаются, а бемоли (отмечены знаком ) – более низкая. Это значит, что одна и та же нота может иметь разные имена: на картинке видно, что А^# то же самое, что и В. Совершенно такая же система применяется и к белым клавишам: E^# идентична F.

Когда читаешь или пишешь музыку, длина ноты (или паузы, во время которой не играется ничего) определяется ее формой. Все виды но и пауз, а также их соотношения друг с другом показаны на рис. 60.

У каждой ноты есть сравнительная длительность, одна целая нота столь же длинна, как две половинки, а те столь же длинны, как четыре четвертушки ноты и т. д. Никаких ограничений, вы можете использовать более короткие ноты, чем показано здесь: просто добавьте больше хвостиков на верхушку.

Рис. 60. Как различные ноты и паузы связаны друг с другом

Ноты располагаются на пяти горизонтальных линиях или в пространстве между ними, и это показывает, какой буквой обозначается нота[235]. Символ в начале именуется «ключ», и он говорит, должны ли вы играть ноту высоко (дискантовый ключ) или низко (басовый ключ). И просто для того чтобы сделать все еще сложнее – длительность буквы, привязанной к каждой ноте, варьируется от ключа к ключу. Дискантовый ключ начинается внизу с Е и двигается вверх, в то время как басовый ключ начинается с G (рис. 61).

Рис. 61. (Совершенно произвольные) ключи, которые используются для того, чтобы писать музыку. Придумали другие символы, которые кажутся вам лучше наших? Используйте их!

Подобно тому как предложения группируют в абзацы во время письма, музыкальные ноты помещают в разделы, именуемые тактами, отделенные друг от друга вертикальными линиями. Тактовый размер в начале линии, написанный почти как дробь, говорит вам две вещи: как много долей находится в данном такте (верхнее число) и какая нота задает долю в такте (нижнее число). Нижнее число соотносится с длиной ноты: 1 – целая нота, 2 – половинка, 4 – четверть и т. д.

Поэтому отметка времени 4/4 значит четыре четвертушки ноты на такт (многие песни написаны в этой «общей» отметке времени), в то время как 3/4 значит, что в каждом такте три четверти ноты (это ритм вальса, или «раз-два-три, раз-два-три»).

И точно так же как ноты могут иметь отметки диеза или бемоля перед ними, диез или бемоль может быть помещен в начале каждой линии тоже, тогда они прилагаются ко всем нотам на линии. Обычный символ перед нотой (!) временно отменяет любые диезы или бемоли для этой единственной ноты этого единственного такта, а точка после ноты действует как множитель, увеличивая в 1,5 раза ее длину. Кривая, соединяющая две ноты, означает, что вы должны сыграть их слитно, словно они одно целое. И в завершение – слова или аббревиатуры, размещенные над тактом, служат инструкциями, как играть музыку, и они обычно бывают на итальянском, так уж повелось.

«Pianissimo», или pp, означает очень тихо, «Forte» (f) – громко, «Trillo» (t) – пронзительно: инструктирует вас быстро менять эту ноту на другую рядом с ней, для создания бодрого музыкального эффекта. Другие слова дают более общие указания: «Andante» значит медленно, «Allegro» – быстро, «Bruscamente» – резко и «Alegretto» – чуточку повеселее.

Послушайте, все в порядке, никаких проблем, что вы не говорите по-итальянски. Описанные нами термины приняты всеми совершенно произвольно для общего удобства.

Вы можете сделать лучше! Вы определенно должны сделать лучше!

Отлично, много пришлось выучить, но едва вы все это освоили, как вы в состоянии читать (и писать) музыку. И это значит, что при некоторой практике вы можете давать концерты для вашей новой цивилизации и играть такие мелодии, как…

По-настоящему великие мелодии, которые мы включили в руководство, чтобы вы могли присвоить их себе

Да, само собой, они в конечном счете могут попытаться захватить мир, но до этого момента у вас есть куча времени.

Мечта (большей части) человечества всегда состояла в том, чтобы не работать, и факт того, что вы читаете это руководство (вместо того чтобы ринуться сломя голову в новый мир и разобраться во всем с нуля самостоятельно), показывает, что даже пойманный в прошлом в суровые и смертельные обстоятельствах индивидуум все еще заинтересован в том, чтобы минимизировать выпавшее на его долю количество работы. Большая часть изобретений, с которыми мы вас познакомили, нацелены как раз на то, чтобы уменьшить объем физического труда с помощью:

• перекладывания его на животных (плуги, упряжь и т. д.);

• перекладывания его на машины (мельницы, паровые двигатели, маховики, батареи, генераторы и турбины);

• освоения информации, необходимой для того, чтобы избежать труда или минимизировать его (широта и долгота, компасы);

• и в том случае, когда труда никак не избежать – лучшая кормежка, чтобы вы могли работать подольше и не умереть при этом (сельское хозяйство, консервирование пищи, хлеб и пиво и т. д.).

Но физический труд – только один из видов труда, доступных человеку, и если вы когда-нибудь делали перерыв в учебе, чтобы расслабиться, поиграть, потаращиться в стену, пробежаться или поделать что угодно, только не учить, вы знаете, что умственный труд утомляет не меньше. А до этого момента вы не изобрели ничего такого, на что можно сгрузить эту работу… но вы к такому близки[236].

Потребуется невероятно много работы, чтобы создать копию работающего человеческого мозга (и этот «искусственный интеллект», который мы в силах сотворить, может оказаться неидеальным, а когда его призовут к проектированию отдельных частей машины времени FC3000^тм, предназначенной для аренды, то покажет себя склонным к допущению катастрофических просчетов, к которым неприменима никакая форма страхования), но даже механизм, способный выполнять базовые вычисления, станет великолепным подспорьем во многих делах.

И пусть настоящий ИИ отстоит от вас на поколения, машины, которые вы построите для того, чтобы безошибочно считать, преобразуют общество, особенно когда вы научите эти машины совершать операции в сотни тысяч раз быстрее, чем могут люди. Нам вовсе не нужно сообщать вам об этом, поскольку вы выросли в окружении компьютеров. Вы знаете, насколько они полезны, продуктивны, многосторонни и вообще удивительны.

А теперь мы покажем, как создать их с нуля.

Какую разновидность чисел ваш компьютер будет использовать, и что он будет с ними делать

Вы собираетесь использовать двоичную систему исчисления для компьютера по двум причинам: вы придумали их еще в разделе 3.3, а кроме того, это облегчает процесс, поскольку оставляет в вашем распоряжении всего два возможных значения: 0 и 1[237]. Теперь осталось только придумать, что ваш компьютер будет делать с этими цифрами. Идеальная ситуация подразумевает, что наша машина может их складывать, отнимать, делить и умножать, но нужно ли на самом деле все это?

Другими словами, какой минимальный набор возможных действий для вычисляющей машины? Так получается, что у компьютера нет технической потребности знать, как умножать, поскольку любое умножение можно представить в виде повторяющегося сложения: 10 умножить на 5 то же самое, что добавить 10 к самому себе 5 раз.

Поэтому умножение заменяем сложением:

x y = x, прибавленный к самому себе y раз

Вычитание мы убираем тем же самым обраом: 10 минус 5 равно 10 плюс –5 (отрицательное число).

Поэтому вычитание тоже заменяем сложением:

x – у = x + (—y)

И да, деление тоже можно заменить сложением.

Если мы делим 10 на 2, то мы пытаемся узнать, сколько раз 2 умещается в 10.

Можно рассчитать это, прибавляя 2 к самому себе (как мы делали при умножении), но в этот раз отслеживая, сколько двоек мы добавили, пока не добрались до нужного значения. 2 + 2 +2 + 2+ 2 = 10, то есть пять двоек, поэтому 10 разделить на 2 будет 5. Подобная техника работает даже с числами, которые нельзя разделить без остатка: необходимо добавлять до тех пор, пока следующее добавление не приведет вас за пределы числа, в котором вы заинтересованы, а то, что при этом останется, как раз и будет остатком[238].

Отсюда:

x / y = y добавляется к себе столько раз, чтобы получился x, а потом мы считаем число добавлений

Таким образом, четыре базо вые математические операции – сложение, вычитание, деление и умножение – можно свести к одной, к сложению. Поэтому, чтобы изготовить компьютер, вам нужно построить машину, способную складывать числа.

Разве это не круто, а?

О чем вообще речь и как можно говорить о сложении, если я даже не знаю, как работают компьютеры?

Прежде чем вы попытаетесь изобрести машину для сложения, давайте вернемся немного назад и вспомним пропозициональное исчисление, которое вы придумали в главе 10.13.1. Там вы определили оператор «не», означающий «противоположное тому, что говорится в утверждении». Так что если у нас есть утверждение p, которое истинно, то «не p» (или ¬p) будет, следовательно, ложным.

Что произойдет, если заменить «истинно» на «1», а ложно на «0»?

Ну, у вас есть таблица истинности для p и ¬p, которая выглядит подобным образом (табл. 19)…

Таблица 19. Таблица истинности для p и ¬p

…и которую можно превратить в список ожидаемых входных и выходных состояний бинарной машины – мы называем их «ячейками», – выглядящий следующим образом (табл. 20).

Таблица 20. Узрите же, ибо это первое в мире представление НЕТ-ячейки

Любая машина, получившая определенное значение на входе, выдаст столь же определенное значение на выходе. И совершенно не важно, как этот результат будет получен, что происходит внутри, главное, что она функционирует как НЕТ-ячейка: 1 на входе значит 0 на выходе и наоборот.

Ее можно даже нарисовать в виде схемы (рис. 62).

Рис. 62. Представление НЕТ-ячейки в графическом виде

К этому моменту у вас еще нет ни малейшего представления, как построить эту НЕТ-машину, но по меньшей мере вы знаете, что она предположительно должна делать. Поскольку же вы вовсе не обязаны «создать эту чертову штуку прямо сейчас», то мы можем рассмотреть и другие операции.

Вспомним логический оператор, который вы определили как «и» (или ) и который подразумевает, что оба аргумента должны быть истинными для того, чтобы утверждение в целом являлось истинным. Другими словами, «(p  q)» будет истинным только в том случае, если истинны и p, и q, и ложным в любой другой ситуации.

Вот таблица истинности, которая показывает это наглядным образом (табл. 21).

Таблица 21. Таблица истинности для p q

И точно так же, как и в случае с «не», необходимо трансформировать «истинно» и «ложно» в единицы и нули, чтобы создать первую в мире И-ячейку, которую мы представим следующим образом (табл. 22, рис. 63).

Таблица 22. Входы и выходы для И-ячейки

Единственная деталь головоломки, которой нам не хватает, – это «или», нечто противоположное «и».

Операция «или» между p и q символизируется так (p  q), и «(p  q)» будет истинным в случае, если либо p либо q истинно.

Рис. 63. Представление И-ячейки в графическом виде

Таблица истинности для ИЛИ-ячейки выглядит следующим образом (табл. 23, рис. 64).

Таблица 23. Входы и выходы для ИЛИ-ячейки

Рис. 64. ИЛИ-ячейка

Три базовые ячейки можно использовать для того, чтобы сконструировать более сложные. Например, поставьте НЕТ-ячейку после И-ячейки, и у вас получится НЕТИ-ячейка, выглядящая следующим образом (табл. 24, рис. 65).

Таблица 24. Входы и выходы для НЕТИ-ячейки

Рис. 65. Полная НЕТИ-ячейка

С целью сохранения времени мы не рисуем НЕТ-ячейку и И-ячейку вместе, мы совмещаем их в одном изображении, вот так (рис. 66).

Рис. 66. Упрощенная НЕТИ-ячейка

НЕТИ-ячейка функционирует точно так же, как НЕТИ-ячейка, которую мы нарисовали сначала, но ее можно изобразить быстрее.

И мы можем продолжить, комбинируя разные ячейки, используя НЕТИ-ячейку, ИЛИ-ячейку и И-ячейку, чтобы создать новую ячейку, которая даст на выходе 1, если и только если на одном из входов есть 1. Любой другой вариант, и на выходе будет 0. Подобная ячейка именуется «эксклюзивное или» (ЭИЛИ), и ниже показано, как ее создать (рис. 67, табл. 25).

Рис. 67. Полная ЭИЛИ-ячейка

Таблица 25. Таблица истинности, доказывающая, что вы можете получить ЭИЛИ-ячейку из НЕТИ-ячейки, ИЛИ-ячейки и И-ячейки

И точно так же, как и в предыдущем случае, мы дадим этой ячейке собственный символ (рис. 68).

Рис. 68. Упрощенная ЭИЛИ-ячейка

Забавный факт: кроме НЕТИ-ячейки и ЭИЛИ-ячейки, которые вы только что придумали, вы можете на самом деле сконструировать ячейку, дающую любой возможный набор выходных данных, используя только И-ячейку, ИЛИ-ячейку и НЕТ-ячейку, с которых вы начинали[239].

Итак, прекрасно, что я изобрел все эти ячейки, но ни одна из них ничего не складывает, что за дела?

Страницы: «« « ... 910111213141516 » »»