Как справиться с пиратским копированием

Копирование – одна из таких проблем. Как уже поняла на своем горьком опыте музыкальная индустрия, когда произведения оцифровываются и переводятся в форму mp3, становится практически невозможно помешать людям обмениваться ими, причем бесплатно. Музыкальные онлайн-магазины пытались бороться с этим двояко. Во-первых, они снизили цену на музыку в цифровом формате и обеспечили бо льшую доступность отдельных записей, а не всех альбомов. Так из-под музыкального пиратства выбивалась основа. Теоретически, если музыка доступна по цене потребителям, люди в принципе не прочь заплатить за нее. Во-вторых, магазины начали защищать музыку специальными кодами, чтобы ее не могли широко копировать, – это так называемый метод Управления авторскими правами на музыкальные произведения (digital rights management, DRM)[202]. Первым это сделал электронный магазин iTunes, сумевший привлечь на свою сторону крупнейшие звукозаписывающие студии. Электронные книги и видеопродукция защищаются по тому же принципу.

Теоретически записи DRM закодированы так, что проигрывать их может только законный покупатель. На практике декодировать такую запись легко при помощи нелегальных программ, которые могут быть загружены и установлены в течение пяти минут[203]. Обычно в СМИ проблему музыкального пиратства видят в негласной войне между высокооплачиваемыми чванливыми инженерами из крупных студий звукозаписи, которые придумывают всё более изощренные коды DRM, и небогатыми фанатами, которые разрабатывают новые декодирующие программы, сводящие на нет пользу DRM. Крупные сетевые компании вроде Google где-то посередине. В принципе они соглашаются удалять пиратские материалы из своих сетей, но никогда не проявляют в этом активности. Большинство пиратских записей остаются, например, в YouTube практически бессрочно, пока легальный владелец авторских прав не пожалуется в соответствующие инстанции.

Защитить цифровую информацию от пиратского копирования почти невозможно. Почему? Потому что всегда можно перевести ее в аналоговый вид, записать в цифровом варианте без защиты DRM и распространять самостоятельно в незашифрованной форме. Если отвлечься от законности и честности таких операций, то ничто не может запретить вам, скажем, перепечатать электронную книгу в свой компьютер, создать файл и спокойно, хотя и нелегально, делиться им с друзьями. В данном случае ваш мозг и пальцы работают как инструмент перевода информации из цифрового в аналоговый вид. С музыкой такие операции провести даже легче. Вы можете взять самый «навороченный» защищенный цифровой музыкальный файл, проиграть его на компьютере, а затем перевести его при помощи специального кодера (кодека) в формат mp3. В результате вы получите отличную незащищенную запись mp3, которая по качеству практически не отличается от оригинала. И времени это займет у вас чуть больше, чем необходимо для того, чтобы прослушать мелодию: еще минуту-другую на кодирование. Так что в целом вы потратите на всё не более пяти минут[204].

А что с качеством?

Очень часто пиратские копии не обеспечивают качественного звучания, потому что сам формат mp3 далек от совершенства. Как мы уже видели из рисунков, приведенных выше, дискретизированный цифровой музыкальный файл является обычно лишь приближением к аналоговому оригиналу. В нем всегда не хватает каких-то деталей[205],[206].

Вы можете понять, насколько приблизительной получается запись в формате mp3, сравнив ее звучание со звучанием мелодии на компакт-диске. На дисках музыка хранится микроскопическими кусочками, называемыми питами и представляющими собой углубления в поверхности диска. Питы образуют спиральные дорожки, по которым распространяется лазерный луч, перемещаясь от центра к краям диска (а не наоборот, как на обычной пластинке). Обычный компакт-диск содержит около 3 млрд таких питов, каждый шириной в 600 нм (примерно в 2000 раз больше диаметра атома) и длиной втрое больше. Вся длина всех питов на диске составляет около 6 км. Проход всей линии питов одного диска займет у вас около часа. Если на CD 10 записей, то на каждую из них приходится 300 млн питов. Если представить себе, что один пит содержит один бит информации, то получается, что в цифровой цепочке четырехминутной мелодии будет 300 млн двоичных чисел. Нужно ли это? Кто знает… Но подумайте вот о чем. На каждом треке компакт-диска может быть записано около 60 Мб информации. Когда тот же трек переводится в формат mp3, он содержит уже только 6 Мб. Так что при переводе содержимого компакт-диска в формат mp3 происходит ее сокращение в соотношении 10: 1. Альбомы mp3 – сильно сжатые варианты оригинальных цифровых треков на CD, которые сами по себе только приближены к аналоговому звучанию. Поэтому для вас всегда выгоднее покупать музыкальный альбом на компакт-диске и самому переводить его в формат mp3, чем покупать готовый диск mp3 за ту же цену: на случай необходимости в вашем распоряжении всегда останется более качественная запись музыкального произведения на CD[207].

Хрупкое постоянство

До нашего времени сохранились 48 бесценных копий оригинальных ручных оттисков Библии, сделанных Иоганном Гутенбергом в 1450-х, то есть почти шесть веков назад[208]. Но никто сегодня уже не помнит о первом звонке по мобильному телефону, совершенном в 1973 году, о первом е-мейле, посланном Реем Томлинсоном в 1971 году, или о первом текстовом сообщении SMS[209]. Гигантское количество цифровой информации, созданной в 1980-е и хранившейся на старых дискетах и магнитной ленте, выброшено на свалку, и даже червяки не проявляют к ней интереса.

Мой любимый пример, связанный с этим, – проект «Книги Судного дня» (Domesday), который в 1980-х осуществлял медиахолдинг ВВС[210]. В попытке отметить 900-летие «Книги» (была создана в 1086 году и стала по существу земельной описью Англии и Уэльса) ВВС пригласила 14 000 английских школ принять участие в детальном описании административных единиц и населенных пунктов, в которых они расположены. Собранная информация заняла 148 000 страниц текста, который сопровождали 23 000 фотографий. К сожалению, ВВС решила опубликовать результаты этой гигантской работы на лазерных дисках (громоздкие видеодиски, предшественники DVD), которые быстро вышли из употребления. И сегодня в полном объеме с оригиналом «Книги Судного дня» вы можете ознакомиться только в Библиотеке национального архива в Лондоне. До недавнего времени вы могли там же изучить некоторые из материалов проекта ВВС 1986 года. Но сегодня тех носителей информации уже нет. К счастью, значительная часть собранных в ходе проекта бесценных данных переместилась в интернет-пространство[211].

Если это вызвало у вас улыбку, подумайте о собственном опыте работы с цифровой информацией. Вы можете подолгу хранить дорогие вам письма или поздравительные открытки от родственников и друзей, но сколько обычно сохраняете обычные электронные письма и храните ли их вообще? По материалам агентства Radicati Group, занимающегося исследованиями активности людей в социальных сетях, интернет-пространстве и т. д., средний работник в современных бизнес-структурах ежедневно получает и отправляет около 110 электронных писем. За всю его жизнь их набираются миллионы[212].

В цифровую эпоху информация стала более эфемерной и менее ценной, чем была в аналоговую эпоху. Сегодня мы еще задумываемся, прежде чем что-то сказать. Но включаем ли мы мозг, прежде чем послать электронное письмо, SMS или написать твит? Волнует ли кого-нибудь то обстоятельство, что этот двоичный чат, которым переполнен наш XXI век, в одночасье превратится в ничто, как и люди, его производившие? Если разговор вообще дешев, то цифровой разговор еще дешевле, легче забывается и зачастую гораздо менее содержателен. Возможно, наша сегодняшняя жизнь во многом определяется цифровыми технологиями, но становится ли она от этого лучше? Вполне возможно, что цифровая жизнь – отражение реальности, как цифровая картина – реальное смысловое воплощение искусства.

Глава 13. Из жары в холод

Из этой главы вы узнаете…

Как вы можете обогреть свой дом с помощью одной свечки.

Почему охладить дом не так легко, как отопить.

Как быстро сделать мороженое.

Сколько тепловой энергии удерживает обычный дом среди зимы.

Если вы живете в резко континентальном климате (скажем, на севере Европы или Восточном побережье США) и в ваших краях бывает холодно, вы, скорее всего, полгода проклинаете холод, а полгода – жару. Таковы местные времена года: ведь Земля в разное время поворачивается к Солнцу разными боками, совершая вокруг него свой годичный путь. Большинство из нас любят смену сезонов. Кому охота весь год жить в снежных сугробах или нестерпимой жаре? Но практические стороны отопления или охлаждения жилищ и всей нашей жизни создают проблемы. Нам нравятся разные времена года в основном потому, что они разнесены по времени. За день мы ощущаем менее резкие колебания дневной и ночной температур – и переносим их легко.

Но что произошло бы, если бы времена года были тесно переплетены? Если бы днем всегда была летняя температура, а ночью – зимняя, и они сменялись каждые 12 часов? Нам, конечно, пришлось бы то согреваться, то охлаждаться в течение дня, и это свело бы нас с ума. Вместо того чтобы заранее готовиться к жаркому или холодному сезону, нам пришлось бы придумывать механизмы, которые позволяли бы нам с перерывом в минуту то согревать, то охлаждать наше жилище. Нам пришлось бы научиться сохранять солнечную энергию или защищать дом от перепадов температуры, чтобы они нас не слишком беспокоили и мы несли меньше затрат на отопление, кондиционирование и вентиляцию помещений.

Или нам и учиться бы ничему не пришлось? Ведь и сейчас в наших домах одновременно производятся и тепло, и холод. На кухне вы легко найдете два больших металлических ящика, в которых царит холод (холодильник и морозилка), и два, в которых стоит невыносимый жар (плита и микроволновая печь). Здесь же есть другие машины, которые тоже либо нагревают, либо охлаждают (чайник, мороженица, стиральная машина, в которой кипятится ваше белье, и сушка, в которой оно высыхает). В других комнатах вы можете найти вентиляторы и электрический обогреватель, утюг и кондиционеры, а в ванной – мощные души, электрические бигуди и электрический фен для сушки волос.

Куда бы мы ни бросили взгляд, мы везде найдем приспособления либо для нагрева, либо для охлаждения окружающих нас предметов. Если у нас достаточно электричества и газа и есть возможность платить за них, нам легко превращать тепло в холод и наоборот. Но зачем мы это делаем? Почему согретые зимой или охлажденные летом дома не остаются такими весь сезон? К чему эти бесконечные танцы вокруг температуры? Почему мы все время гоним то тепло, то холод? Что можно тут изменить?

Непреложные законы

Все законы – компромисс, который мы заключаем, чтобы жить спокойно и мирно: ведите себя скромно, соблюдайте общественные договоры, и вас оставят в покое и позволят делать то, что вам нравится. Но у вас всегда есть выбор. Вы можете нарушать закон ради личной выгоды и оказаться перед риском наказания – от негодующего пыхтения соседей до электрического стула.

Законы физики иные: они абсолютны, компромиссов здесь быть не может. Не нужны адвокаты или суды, судьи и присяжные, чтобы оценить степень соблюдения законов и вынести обвинительный или оправдательный приговор. Законы физики черно-белые. За их соблюдение не положена награда, и можно не бояться наказания за их нарушение. Законы физики просто нерушимы. Здесь нет эквивалента преступлению: нарушение закона никогда не может идти дальше игры ума (или, как любят говорить физики, «мысленного эксперимента»). Либералы восхищаются противоречащими этому словами Боба Дилана из песни Absolutely Sweet Marie («Ты должен быть честным, живя за пределами закона»), но такой идеализм в физике невозможен: за пределами ее законов жизни нет. И точка.

Каковы же эти законы? Пара важнейших из них объясняют, почему тепло и холод (просто отсутствие или недостаток тепла) ведут себя именно так. Это законы термодинамики . Они дают исчерпывающие объяснения всех проблем с теплом и холодом и еще много чего. Слово «термодинамика» означает «тепло в движении», и ее законы объясняют, почему машины тратят энергию впустую, теплоэлектростанции нуждаются в таких гигантских башнях охлаждения, у коров такие чудесные влажные носы, а собаки высовывают свои языки. Даже почему северные овцебыки подолгу неподвижно стоят в снегу.

Горячие изнутри

Тепло – вид энергии, который вещи и материалы приобретают в связи с тем, что их атомы или молекулы начинают активно двигаться (приобретают кинетическую энергию). Теплые предметы характеризуются более активным движением атомов, чем холодные. Газ (например, пар) имеет более высокую температуру и больше внутренней кинетической энергии, чем эквивалентный объем жидкости (например, воды), которая, в свою очередь, теплее и располагает большей кинетической энергией, чем жидкость в твердой форме (лед). Если вы подогреваете газ, атомы и молекулы в нем начинают двигаться активнее и чаще сталкиваются друг с другом. Такой способ описания тепла, содержащегося внутри предметов, в качестве столкновений атомов, похожих на столкновения электрических автомобилей в парковом аттракционе, называется молекулярно-кинетической теорией (МКТ) . Она объясняет бо льшую часть того, что мы знаем о тепле и как оно работает.

Температуру предметов и материалов многие связывают с тепловой энергией (теплотой). Но это несколько иное. Температура показывает, насколько тепла или холодна та или иная вещь или субстанция, а не сколько тепловой энергии она содержит. Это иногда непонятно и сбивает с толку до тех пор, пока вы не задумаетесь о разнице между чашкой горячего кофе и айсбергом, достаточно большим для того, чтобы потопить «Титаник». Кофе из кофеварки имеет температуру около 90 °C, а температура айсберга составляет –10 °C или даже меньше. Но кофе – всего лишь чашка воды. Хотя она содержит огромные количества молекул, а их энергия весьма высока (вода-то горячая), она конечна (мы можем оценить ее, умножив среднюю энергию одной молекулы на их количество). Айсберг значительно холоднее, но он и несравненно больше, и это здесь главное. Каждая молекула воды в нем содержит меньше энергии, но их в айсберге так много, что его энергия намного больше. Кофе теплее, но обычный айсберг содержит примерно в 200 млн раз больше тепловой энергии[213].

Жизнь по закону

Если вы поставите свой кофе на айсберг, произойдут два события. Кофе сразу сильно остынет, а айсберг чуть-чуть нагреется (хотя это будет незаметно). Два предмета разной температуры воздействуют друг на друга: они обмениваются тепловой энергией, пока она не сравнивается и не достигается тепловое равновесие, называемое в физике термодинамическим. В рамках молекулярно-кинетической теории это легко объяснить. Молекулы горячей воды сталкиваются с молекулами фарфора в чашке, передают им часть своего тепла (кинетической энергии), остывают сами, при этом нагревая чашку. Чашка, находящаяся в контакте с холодной поверхностью, передает ей тепло точно так же, разогревая молекулы льда и по мере этого остывая. Так что между чашкой и айсбергом возникает невидимый конвейер, транспортирующей энергию кофе в лед. И так происходит до тех пор, пока их температура не сравняется.

Как мы видели в главе 2, энергия не волшебна: она не возникает и не исчезает без предупреждения. Если что-то теряет энергию, что-то ее приобретает. Энергетический обмен всегда идет с нулевым балансом. То же истинно для чашки кофе и айсберга. Количество тепловой энергии, которое теряет кофе, в точности равно количеству энергии, которое получает айсберг (мы исходим из того, что потерь тепла в атмосферу нет). Этот закон, который мы ранее называли законом сохранения энергии, является также и первым законом термодинамики (два эквивалентных названия для одного понятия).

Есть и еще одно правило, касающееся движения тепла. Нам нужно его знать – и оно куда сложнее. Когда вы ставите чашку кофе на айсберг, напиток охлаждается, а айсберг нагревается, но никогда не наоборот. Первый закон это не обязательно формулирует. Нет причины, по которой айсберг не отдал бы часть своего тепла и не вскипятил вам чашку кофе; во всяком случае, она не указана в первом законе термодинамики. Если получение тепла одним предметом уравновешивается потерей тепла другим, всё в порядке. И нет причины, по которой термодинамическое равновесие не может быть достигнуто либо охлаждением кофе, либо согреванием льда. Согласно первому закону, возможны оба варианта. Проблема в том, что так не бывает. Ведь это исключает второй закон термодинамики . В упрощенной форме он гласит, что тепло всегда течет от горячего к холодному и никогда не наоборот (если только этому не способствуют какие-то внешние силы). Иными словами, второй закон можно сформулировать так: энергия склонна к распространению и рассеиванию (хотя на самом деле она никогда не исчезает).

Ученые формулируют эту идею несколько туманно: «энтропия (мера хаоса) замкнутой системы стремится к своему максимуму». Это означает только то, что Вселенная естественным путем переходит от упорядоченности к хаосу. Это относится не только к тепловой энергии. Если вы уроните бокал, то он, скорее всего, разлетится на десятки осколков. И они не соединятся вновь и не образуют целый бокал. Это и есть второй закон в действии.