Новый сайт ИПА РАН

Институт прикладной астрономии, в котором я работаю пять лет, обзавёлся новым сайтом на новом домене: http://iaaras.ru.

Лазерная локация Луны

— Американцы не летали на Луну
— Как? Совсем?
— Совсем!
— А фотографии?
— Подделаны
— А доставленный грунт?
— А ты его видел?
— А фото посадочных модулей на луне?
— Это макеты. Их туда специально поставили
— Кто?!
— Ты чо тупой? Американские астронавты и поставили!

(анекдот)

Расстояние от Луны до Земли — около 384 тыс. км., это в 30 раз больше диаметра Земли и в 960 раз больше высоты орбиты Международной космической станции. Луна заняла прочное место в научно-фантастических сюжетах — как обитаемая база с космодромом для запусков ракет в Солнечную систему и как месторождение Гелия-3 для термоядерных реакторов.

Смотритель лунного горнодобывающего комплекса в фильме «Луна» 2009 г.

В реальности ничего этого нет, а экспедиции на Луну прекратились более 40 лет назад. Тем не менее, Луна служит базой для научных экспериментов, в которых удалённость спутника от Земли скорее помогает, чем мешает. Наша планета мала; для многих физических и астрономических исследований требуется лаборатория, превосходящая её по размерам. Ниже пойдёт речь о том, как Луну сделали частью такой лаборатории.

Ретрорефлекторы

Уголковый отражатель (corner cube) представляет собой три плоских отражающих поверхности, пересекающиеся под прямым углом. Луч света, попавший в такую конструкцию, отразится по одному разу от каждой из трёх сторон и уйдёт в направлении, противоположном исходному. Отражатель не требует электроэнергии и обслуживания; если на Луне установить отражатель, а в обсерватории на Земле — лазер, оптический телескоп и высокоточные часы, то можно будет регулярно измерять время хода луча от обсерватории до отражателя и обратно (от 2 до 2.7 секунд).

Ненаучное использование лунных отражателей. Источник: xkcd.

Первая высадка людей на Луну состоялась 20 июля 1969 г. во время экспедиции «Аполлон 11». Время пребывания астронавтов на поверхности было ограничено; из всевозможных предметов и устройств, которые человечество желало установить на Луне, при планировании миссии было выбрано три наиважнейших: панель уголковых отражателей (Laser Ranging Retroreflector, LRRR), сейсмограф и американский флаг. Все три объекта были успешно установлены; сейсмограф выработал свой ресурс через 3 недели, а ретрорефлектор функционирует по сей день. Флаг, вероятно, тоже.

Ретрорефлектор в правой руке Базза Олдрина и на поверхности Луны. Источник: NASA.

Космическая гонка шла полным ходом; уже 10 ноября 1970 г. произошло очередное историческое событие: посадка на Луну космического аппарата «Луна-17» с управляемым «Луноходом-1». Аппарат был сделан в СССР; единственной импортной частью была панель из 14 уголковых отражателей, сделанная французской фирмой «Aérospatiale».

Слева: Луноход. Справа: лазерный отражатель, установленный на передней части Лунохода (модель).

Впоследствии ещё две панели были установлены участниками экспедиций «Аполлон 14» и «Аполлон 15» в 1971 г, и последняя прилунилась вместе с «Луноходом-2» на космическом аппарате «Луна-21» в 1973 г. Таким образом, на Луне есть пять ретрорефлекторов. Все они установлены в различных районах. Наибольший по площади ретрорефлектор — «Аполлон 15», содержащий 300 уголковых отражателей диаметром 3.8 см (его предшественники содержали по 100 отражателей).

Слева: ретрорефлектор «Аполлона-15» (источник). Справа: карта лунных ретрорефлекторов.

Отражатели медленно деградируют; по оценкам 2010 г. они отражают в 10 раз меньше фотонов, чем в начале эксплуатации. Высказываются различные гипотезы о причинах деградации, наиболее вероятной считается лунная пыль.

Обсерватории

Лазерная локация Луны осуществлялась и до «Аполлона-11». За неимением ретрорефлекторов телескопы улавливали фотоны, отражённые от лунного грунта. Первые успешные эксперименты были проведены в 1962 г. сначала в Массачусетском технологическом институте, а затем в Крымской астрофизической обсерватории. В 1965 г. были получены наблюдения, имевшие погрешность 200 метров — и эта погрешность обуславливалась рельефом Луны, а не оборудованием обсерватории. С 1969 г. и далее локацию вели уже по отражателям, а не по грунту. Погрешность уменьшилась до 3 метров и продолжала падать по мере совершенствования лазеров. Наблюдения в КрАО прекратились в 1983 г. в связи с закрытием лунной программы СССР.

Для решения научных задач (о которых ниже) желательно накапливать данные наблюдений лазерной локации лунных отражателей за как можно более долгий срок. Старейшие из наблюдений, данные которых опубликованы и используются сегодня в расчётах — это наблюдения, сделанные в обсерватории МакДональд (США) начиная с 1969 г. Крымские данные, к сожалению, не опубликованы, но сохранены и, возможно, ещё увидят свет. Полный список обсерваторий с доступными данными таков:

Обсерватория	Расположение	Период наблюдений	Примечания
McDonald	Техас, США	1970–н.в.	Изначально наблюдения проводились с рубиновым лазером и телескопом диаметром 2.7 м. С 1983 г. проводились наблюдения на отдельной площадке «McDonald Laser Ranging Station» (MLRS) с YAG-лазером и телескопом диаметром 0.76 м. В 1988 г. MLRS была перемещена с перевала на гору Mt. Fowlkes
Haleakala	Гавайи, США	1984–1990	Лазерная локация Луны была прекращена, однако обсерватория продолжает осуществлять лазерную локацию искусственных спутников Земли.
Observatoire de la Côte d’Azur (OCA)	Лазурный берег, Франция	1984–н.в.	Изначально наблюдения проводились под управлением Исследовательского центра в области геодинамики и астрометрии (Centre de recherches en géodynamique et astrométrie, CERGA). В 1986 г. рубиновый лазер был заменён на YAG, а в 2009 начал работу MeO-лазер.
Matera	Базиликата, Италия	2003–н.в.	Лазерная локация Луны проводится редко.
Apache Point	Нью-Мексико, США	2006–н.в.	Обсерватория выдаёт самые точные на сегодняшний день наблюдения лазерной локации Луны: погрешность составляет от 2 до 10 мм.

Станции лунной лазерной локации, регулярно проводящие или проводившие наблюдения

В начале 1970-х гг. попытки наладить лазерную локацию Луны предпринимались в Японии (обсерватория Окаяма) совместно с компанией Хитачи, однако работы были остановлены после прекращения финанасирования. Также наблюдения лунной лазерной локации проводились в Австралии в обсерватории Оррорал с 1972 по 1998 г. Имеется статья про обработку этих наблюдений, но сами наблюдательные данные недоступны. Во Франции до CERGA были попытки создания станции лунной лазерной локации в обсерватории Пик-дю-Миди, не увенчавшиеся успехом. В Германии, в многоцелевой геодинамической обсерватории около г. Ветцель были получены пробные измерения лунной лазерной локации, но регулярных измерений в этой обсерватории не проводится.

Лазерная локация Луны в обсерватории Apache Point. Автор: Dan Long. Источники: Википедия, NASA.

В настоящее время строится станция лунной лазерной локации в ЮАР, в сотрудничестве с OCA и NASA; а также в России, в Алтайском оптико-лазерном центре, по заказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Эксперимент

Неудачи или скудные результаты многих обсерваторий в лазерной локации лунных отражателей неслучайны. Краткий перечень основных трудностей эксперимента:

• Наведение лазера и принимающей оптической системы необходимо осуществлять по звёздам или по лунным кратерам; необходимо слежение в реальном времени за движущейся Луной с учётом упреждения на время хода луча (от 1 до 1.3 секунд в одну сторону).
• Фокусировка исходящего луча достигает в лучшем случае 1 угловой секунды в расходимости луча; при отражении возникает дифракция, и на Землю луч приходит в виде пятна диаметром 15 км. Лишь несколько фотонов в конечном итоге попадут в телескоп.
• Кроме отражённых фотонов, в телескоп попадают (и это подавляющее большинство) «мусорные» фотоны от лунного грунта и земной атмосферы. Для борьбы с ними ограничивают период времени приёма (строб) и фильтруют принимаемые фотоны по длине волны, но и этого недостаточно; после сеанса измерений наблюдения подвергают статистической обработке, при которой уже окончательно отделяют истинные наблюдения от мусора.
• Пульс лазера должен быть достаточно коротким, чтобы обеспечить хорошую точность наблюдений, и при этом достаточно мощным, чтобы содержать достаточное количество фотонов (не меньше 300 квадриллионов).
• Для калибровки наблюдательных данных на телескопе требуется установка опорного отражателя; часть испускаемого луча отражается от него и обрабатывается теми же средствами, что и основные наблюдения.
• Наблюдения при облачности или сильном ветре невозможны.
• Зачастую невозможны наблюдения в дневное время суток или наблюдения отражателей, находящихся на освещённой части лунного диска.

Схема эксперимента. Автор: Том Мёрфи.

Наблюдения всегда проводятся сериями. Лазер испускает 10-20 пульсов в секунду, чтобы обеспечить достаточное количество данных для последующей статистической обработки. Соответственно, в космическом пространстве постоянно находятся 25-50 пульсов, летящих от Земли к Луне или обратно. Принимающая оптическая система активизируется с частотой, соответствующей частоте испускаемых пульсов, в периоды времени, когда приблизительно должен вернуться фотон (если бы время было известно точно, эксперимент бы не требовался). В одной серии проводится локация нескольких отражателей (в идеале — всех пяти), это повышает научную ценность полученных данных.

Модель, используемая при статистической обработке первичных наблюдений, должна содержать:

• метеорологические параметры, от которых зависит время задержки световой волны в атмосфере Земли;
• приблизительные (предвычисленные) данные об орбитально-вращательном движении Луны;
• угол наклона ретрорефлекторных панелей (влияет на вероятностное распределение фотонов, отразившихся от различных угловых отражателей в панели);
• неизвестные (определяемые в ходе обработки) поправки к показаниям регистрационных приборов станции.

В результате обработки серии наблюдений лунного отражателя формируется т.н. нормальная точка (normal point), содержащая время полёта некоторого «виртуального» фотона на некоторый момент времени. Нормальная точка имеет погрешность, вычисляемую в ходе обработки серии. Чем больше фотонов обработано в серии, тем меньше погрешность полученной нормальной точки.

В различных обсерваториях могут использоваться различные алгоритмы формирования нормальных точек. Алгоритмы, применяемые в Apache Point, изложены в диссертации одного из сотрудников.
Нормальные точки, в свою очередь, подвергаются обработке более высокого уровня (как правило, не в обсерваториях, а в специализированных научных центрах). При такой обработке учитываются внешние физические факторы, неизменные в процессе обработки сессии:

• положение станции на Земле и отражателя на Луне;
• дрейф станции (сантиметры в год);
• смещение станции из-за твердотельных приливов от Солнца и Луны (десятки сантиметров);
• смещение станции из-за океанических приливов (сантиметры);
• смещение отражателя из-за твердотельных приливов от Солнца и Земли (сантиметры);
• задержка света из-за гравитационного искривления пространства крупными телами (метры) и другие релятивистские эффекты.

Орбитально-вращательное движение Луны

Траектория фотона рассчитывается в инерциальной системе отсчёта, началом которой является барицентр Солнечной системы. В этой системе обсерватория и отражатель находятся в движении. Движение обсерватории складывается из движения Земли по орбите и вращения Земли; движение отражателя, соответственно — из орбиты Луны и вращения Луны.

Схема движения фотона в инерциальной системе отсчёта (источник).

Обработка наблюдений лазерной локации позволяет вычислить траекторию орбитально-вращательного движения Луны на длительном интервале времени (например, на 100 лет до и после периода наблюдений). Такая вычисленная траектория называется эфемеридой. Эфемерида Луны имеет большое значение при расчёте орбит искусственных спутников Земли, в частности навигационных спутников GPS и ГЛОНАСС: Луна возмущает их орбиты, и наличие эфемериды Луны позволяет смоделировать эти возмущения. Точность рассчитанных орбит навигационных спутников оказывает прямое влияние на точность позиционирования.

Луна гравитационно связана не только с Землёй, но и c Солнцем и с планетами — и вычисление её эфемериды, как правило, делается совместно с обработкой планетных наблюдений и вычислением эфемерид Солнца и планет. В мире существует всего три организации, выпускающие эфемериды тел Солнечной системы:

1. Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Lab) в Калифорнии (подразделение NASA) выпускает эфемериды JPL DE (Development Ephemeris).
2. Институт прикладной астрономии РАН в Санкт-Петербурге выпускает эфемериды EPM (Ephemerides of Planets and Moon).
3. Институт небесной механики и вычисления эфемерид (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides) в Париже выпускает эфемериды IMCCE INPOP.

Эфемериды распространяются бесплатно и обновляются примерно раз в год; новые версии отличаются от старых обработкой свежих наблюдений и более точными орбитами, которые удалось получить благодаря этим наблюдениям.

Смежные эксперименты

При обработке наблюдений лунной лазерной локации важно располагать как можно большей информацией о поведении Земли во время эксперимента: как Земля ориентирована в инерциальной системе, насколько сместилась обсерватория под действием приливов, как изменилось гравитационное поле Земли под действием тех же приливов. Эту информацию можно извлечь из специализированных наблюдений:

• радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ)
• радиотехнические наблюдения GPS и ГЛОНАСС
• лазерная локация искусственных спутников Земли
• альтиметрия и другие

Лазерная локация Луны и смежные виды наблюдений. Источник: HartRAO.

Нельзя не упомянуть о блестящем эксперименте GRAIL: два спутника, кружась вокруг Луны в течение 2012 г., измеряли расстояние друг до друга, улавливая «горы» и «впадины» гравитационного поля Луны, после чего запланированно упали на Луну, оставив науке беспрецедентно точные данные о лунном гравитационном поле.

Космические аппараты GRAIL в неоднородном гравитационном поле Луны. Источник: NASA.

Аналогичная пара спутников для изучения гравитационного поля Земли под названием GRACE была запущена в 2002 г. и всё ещё летает, перевыполняя изначальный 5-летний план. Данные о гравитационных полях Земли и Луны позволяют исследователям использовать более точную модель орбитально-вращательного движения Луны с учётом возмущений от неоднородностей этих полей; в свою очередь, это даёт возможность сосредоточиться на изучении ещё неизвестных, немоделируемых эффектов.

Интересную роль в лазерной локации Луны сыграл космический аппарат «Lunar Reconaissance Orbiter» (LRO), запущенный в 2009 г. и передающий на Землю фотографии лунной поверхности, сделанные с близкого расстояния. Дело в том, что местоположение первого «Лунохода» с 1971 г., после потери связи с ним, не было известно. Лазерная локация «вслепую» не давала результатов, и в итоге попытки использовать отражатель «Лунохода-1» для науки были оставлены. Высказывались даже печальные предположения о том, что панель с отражателями, установленная на аппарате, сбилась и направлена таким образом, что лазерная локация её с Земли невозможна. Но в марте 2010 г., изучая публично доступные снимки LRO, сотрудник ГЕОХИ РАН Альберт Абдрахимов обнаружил небольшое пятно, напоминающее Луноход и находящееся в районе его возможного пребывания.

«Луноход-1» на снимке LRO. Источник: NASA.

Уже в апреле 2010 г. Том Мёрфи из обсерватории Apache Point успешно провёл измерения лазерной локации потерянного Лунохода. Его координаты были уточнены. Выяснилось, что аппарат находится на расстоянии 5 км от ранее предполагаемой точки, и его отражатель в хорошем состоянии. С тех пор «Луноход-1» наблюдается всеми обсерваториями наравне с другими четырьмя отражателями. Это единственный отражатель, находящийся в северо-западной части лунного диска; введение его в строй позволило значительно повысить качество наблюдательных данных в целом.

Полученные фундаментальные результаты

• Луна удаляется от Земли примерно на 38 мм в год, а её орбита становится более вытянутой. Причина этому — диссипация энергии из-за приливных эффектов, возникающих в Луне и Земле при действии их друг на друга. Изучение эволюции орбиты нашего спутника обогащает знания людей о том, как формировалась уникальная система «Земля-Луна».
• У Луны есть жидкое ядро. «Лунотрясения» были обнаружены ещё сейсмографами, установленными американскими астронавтами, однако оставались сомнения относительно того, происходят ли они из-за геологической активности Луны или из-за приливных деформаций. В 2001 г. была предложена модель Луны с жидким ядром, которая великолепно объяснила сложное вращательное движение Луны, определяемое по лазерным измерениям.
• С недостижимой ранее точностью были подтверждены постоянность скорости света и постоянность гравитационной константы.
• Было обнаружено, что сильный принцип эквивалентности и общая теория относительности (ОТО) не нарушаются, в пределах точности лазерных измерений.

Будущие эксперименты и исследования

Точность лазерных наблюдений сегодня такова, что разработанная модель вращательного движения Луны не может предсказать всех наблюдаемых колебаний вращения. (Аналогичная ситуация, кстати, и с Землёй — но поправки к параметрам вращения Земли определяются из ежедневных РСДБ-наблюдений.) Сейчас в лабораториях мира ведётся разработка более точных моделей внутреннего строения Луны, учитывающих резонанс колебаний в лунной коре, приливную диссипацию энергии и другие эффекты. Эксперимент GRAIL позволил определить, что главные моменты инерции Луны рассогласованы с системой координат лунной коры — и это обстоятельство также не отражено в имеющейся модели. Создание новой модели сообщит новую информацию о физике процессов, происходящих на границе между корой и ядром.

Гипотеза о внутреннем строении Луны. Источник: NASA.

Экспериментальная наука локации Луны не должна останавливаться на лазерных наблюдениях. У них есть ряд неисправимых ограничений, уже упоминавшихся: это зависимость от погодных условий, зависимость от фазы Луны, высокие требования к лазерно-оптической системе обсерватории. Этих недостатков нет у наблюдений в радио-диапазоне. С другой стороны, точность у радио-наблюдений хуже, чем у лазерных, и для их проведения требуется установить радиопередатчик или транспондер на поверхности Луны. Такой транспондер был установлен на китайских посадочных аппаратах «Чанъэ-2» и «Чанъэ-3».

Транспондер посадочного аппарата «Чанъэ-2» (источник).

Были осуществлены радиолокационные наблюдения «Чанъэ-3», но использование этих результатов совместно с результатами лазерных наблюдений и современными моделями движения Луны пока не состоялось; сам «Чанъэ-3» прекратил работу в 2015 г. В будущем, при наличии транспондеров на последующих китайских «Чанъэ-4» и «Чанъэ-5» и других аппаратах, станет возможной круглосуточная радиолокация Луны многими радио-обсерваториями. Количество полученных наблюдений позволит компенсировать большую погрешность и достичь миллиметровой (лазерной) точности определения положения Луны.

Локационные наблюдения — радио- или лазерные — обладают низкой чувствительностью к положению Луны на орбите. Несмотря на миллиметровую точность лазерных наблюдений, реальная погрешность орбиты Луны в эфемериде составляет не меньше метра. Реальная погрешность расстояния до Луны — не менее 30 см. В модели эта погрешность «уходит» в координаты отражателей — сказывается то обстоятельство, что все отражатели расположены на одной (видимой) стороне Луны. Можно поставить эксперимент, который позволит преодолеть это ограничение: РСДБ-наблюдения квазаров лунным радиотелескопом совместно с земными. Да, для этого потребуется развернуть на поверхности Луны радиотелескоп. Но такой проект принесёт массу научных результатов, среди которых уточнённая орбита Луны будет далеко не основным.

Внеземные радиотелескопы необходимы для повышения точности инерциальной системы отсчёта по сравнению с нынешней реализацией (International Celestial Reference Frame, ICRF), основанной на земной сети радиотелескопов. Единственным действующим внеземным радиотелескопом является «Радиоастрон», созданный в АКЦ ФИАН. Этот 10-метровый радиотелескоп на земной орбите используется для астрофизических исследований, но неприменим для задач, связанных с построением систем отсчёта, из-за своей нестабильной орбиты.

«Радиоастрон» (или его полноразмерная модель?). Источник: АКЦ ФИАН.

Радиотелескоп, расположенный на Луне, позволит повысить точность инерциальной системы на порядок, при этом связав эту систему (через Луну) с остальными планетами. Такая система облегчит навигацию космических аппаратов в межпланетном пространстве, а также позволит провести массу новых фундаментальных исследований, которые она позволит провести: проверка тонких эффектов ОТО, изучение тёмной материи и движения Солнца в галактике, и другие; не говоря уже о том, что использование лунного радиотелескопа совместно с «Радиоастроном» сулит более точные астрофизические данные.

Идея создания земно-лунного радиоинтерферометра высказывалась ещё в 1985 г. Джеком Бёрнсом из Университета Нью-Мексико. Предложения поступают и в наши дни, но конкретных планов по созданию лунного радиотелескопа пока нет. Джек Бёрнс сейчас возглавляет сеть американских университетов по лунным астрофизических исследованиям. С Луной (а точнее говоря, с обратной стороной Луны) действительно связано много проектов астрофизических исследований, но это уже совсем другая история.

Мечты 30-летней давности: радиотелескопы на Луне (источник).

Автор благодарен С. Л. Курдубову (ИПА РАН) за многочисленные дискуссии, предшествующие написанию данной статьи.

Литература

Е. Ю. Алёшкина. Лазерная локация Луны. Природа, № 9 (2002).
Ю. Л. Кокурин. Лазерная локация Луны. 40 лет исследований. Квантовая электроника, 33, № 1 (2003).
Ю. Л. Кокурин, Л. А. Ведешин. Советско-французский эксперимент по лазерной локации Луны. Вестник АН СССР, 33, № 6 (1971).
Tom Murhpy. The Basics of Lunar Ranging.
James G. Williams, Dale H. Boggs, Slava G. Turyshev, J. Todd Ratcliff. Lunar Laser Ranging Science. Proceedings of 14th International Workshop on Laser Ranging (2004).

Восстановление таблицы разделов на карте памяти

Это история со счастливым концом о поломке карты памяти. Она адресована обладателям SDXC-карточек объёмом от 64 ГБ и больше, у которых в один прекрасный день камера (в случае автора — GoPro) сообщает «SD ERR» и отказывается работать. Поломка карты могла быть вызвана попыткой её установки в планшет, который рассчитан на карты 32 ГБ максимум, или неосторожным извлечением из компьютера, или сбоем самой камеры, неважно. Так или иначе, карта неработоспособна, а на ней остались ценные данные, поэтому просто взять и переформатировать её нельзя.

Вставляем карту в компьютер с линуксом. Ничего не происходит. Пробуем примонтировать карту вручную, зная, что в картах большого объёма используется файловая система exFAT:

$ sudo mount /dev/sdf1 /mnt/disk -t exfat
FUSE exfat 1.0.1
ERROR: exFAT file system is not found.

Ошибка подтверждает факт поломки карты. Чтобы не усугубить ситуацию, снимаем с карты образ, заодно проверяя на физические дефекты, с помощью GNU ddrescue:

$ sudo ddrescue -d /dev/sdf1 sdcard.img

Если по окончании работы ddrescue выводится нулевой счётчик ошибок (errors: 0), значит, карта не повреждена физически, и невозможность её чтения связана с нарушением целостности данных.

Дальнейшие действия рекомендуется производить со снятым образом, а не с картой. Для восстановления таблицы разделов существует утилита TestDisk. Запускаем:

$ testdisk sdcard.img

Нажимаем два раза на Enter и попадаем в следующее меню:

Выбор установлен в None — это ни о чём особенно не говорит. После нажатия Enter видим следующее меню:

Заходим в подменю Advanced (ещё один Enter):

Несмотря на сбитую таблицу разделов, содержимое карты всё же опознано: это один раздел с файловой системой exFAT. Достаточно восстановить таблицу разделов, и карта (т.е. образ) снова заработает. Существует резервная копия таблицы разделов, которая особым образом хранится в существующем найденном разделе. Команда для восстановления таблицы разделов из резервной копии находится в подменю Boot (нажимаем Enter):

Информация на экране гласит, что загрузочный сектор (с таблицей разделов) поломан, но резервная копия в норме. Выбираем команду Backup BS, нажимаем Enter, на следующем экране вводим подтверждение (Y), и дело сделано:

Для выхода из TestDisk нужно нажать «q» несколько раз. Образ теперь изменён — на нём восстановлена таблица разделов. В принципе, TestDisk предоставляет возможности для просмотра структуры директорий на разделе и экспорта файлов, включая удалённые. Однако, практика показывает, что экспортированные файлы (даже не удалённые) отличаются от исходных и непригодны к использованию. Видимо, это связано с неприспособленностью TestDisk к большим exFAT-разделам. Утилита PhotoRec для восстановления файлов, родственная TestDisk, обладает аналогичным недостатком. Поэтому, если восстанавливать удалённые файлы не требуется, то TestDisk можно далее не применять, а воспользоваться штатным средством для монтирования exFAT-раздела из образа:

$ sudo mount -o ro,loop sdcard.img /mnt/disk -t exfat

FUSE exfat 1.0.1

$ ls /mnt/disk/

DCIM Edit_And_Play_With_GoPro_Software.url MISC

Файловая система восстановлена (собственно, она и не ломалась). Файлы с примонтированного образа можно скопировать в обычную файловую систему и проверить. Если файлы в порядке, то остаётся пройти тот же путь для восстановления таблицы разделов на исходной карте:

$ sudo testdisk /dev/sdf1

После чего карту можно смело вставлять как в компьютер, так и в GoPro. При отсутствии риска потери данных можно было бы сразу работать с картой, не снимая образ.

Событие в мире языков программирования

Джон Кармак начал писать на Racket, и ему нравится.
[1]
[2]

Звук на Linux по Bluetooth

Речь пойдёт о настройке Bluetooth-колонок или наушников на Дебиане и схожих с ним линуксах.

Часть 1. Bluetooth + ALSA

Предполагается, что у вас есть работающий драйвер Bluetooth, а из звуковых драйверов имеется только ALSA (стандартный звуковой драйвер ядра Linux), без всяких прочих OSS, JACK, aRts, ESD и Pulseaudio.

1. Устанавливаем пакет для работы с устройствами Bluetooth, а также драйвер для ALSA:

   $ sudo apt-get install bluez bluez-alsa

2. Получаем MAC-адрес устройства:

   $ hcitool scan
   Scanning ...
    XX:XX:XX:XX:XX:XX <Имя устройства>
   

3. Устройство не будет работать, если не будет «спарено» с компьютером. Спаривание осуществляется следующей командой:

   bluez-simple-agent hci0 XX:XX:XX:XX:XX:XX

   Первым аргументом идёт имя bluetooth-карточки на компьютере (скорее всего hci0), а за ним идёт MAC-адрес устройства, который вы получили в п. 2. Если спаривание из командной строки указанной командой не удаётся, то можно не морочить себе голову, поставить пакет blueman и выполнить спаривание в нём. В любом случае, информация о спаренном устройстве сохраняется в системе, и после перезагрузки повторять спаривание не придётся.
4. Судя по сведениям с форумов, для некоторых систем в файле /etc/bluetooth/audio.conf должны быть указаны следующие магические опции:

   [General]
   Enable=Socket
   AutoConnect=true
   

   После редактирования файла нужно перезапустить сервис:

   $ sudo /etc/init.d/bluetooth restart

5. Вся последующая работа будет связана со связкой Bluetooth-ALSA, которая настраивается в файле /etc/asound.conf, или в ~/.asoundrc, по желанию. В простейшем варианте содержимое этого файла будет выглядеть так:

   pcm.bt { # "bt" -- произвольно выбранное имя нашего звукового устройства в ALSA
     type bluetooth
     device XX:XX:XX:XX:XX:XX # MAC-адрес устройства (см. п. 2)
     profile "auto"
   }
   pcm.!default bt # чтобы новое устройство использовалось по умолчанию

   После создания /etc/asound.conf ничего перезапускать не нужно. Звук должен появиться по всех приложениях.
6. Звук теперь идёт на новое устройство, а регулирование уровня звука осуществляется всё ещё на старом устройстве (т.е. на звуковой карте по умолчанию). Попробуем переставить регулятор на новое устройство:

   ctl.bt {
     type bluetooth
   }
   ctl.!default bt
   

   На самом деле, регулирование уровня звука на Bluetooth-устройстве с компьютера не всегда возможно. Вы можете увидеть следующее сообщение об ошибке:

   audio/ctl_bluetooth.c:167:(bluetooth_send_ctl) Unable to receive new volume value from server
   audio/ctl_bluetooth.c:161:(bluetooth_send_ctl) Unable to request new volume value to server

   Оно говорит о том, что устройство не поддерживает регулировку уровня звука. В таком случае ничего не остаётся, кроме как на устройстве выставить звук на максимум вручную, а регулировку на компьютере осуществлять программным образом. Для этого существует плагин softvol:

   pcm.bt {
     type bluetooth
     device XX:XX:XX:XX:XX:XX
     profile "auto"
   }
   pcm.bt_softvol {
     type softvol
     slave.pcm "bt"           # Имя дочернего устройства
     control.name "Bluetooth" # Произвольное имя канала
     control.card 0           # Без этой опции почему-то не работает
     resolution 100           # Количество делений на шкале
   }
   pcm.!default plug:bt_softvol # Без "plug:" происходит путаница с диапазоном уровня звука
   

   Созданный канал будет будет виден в alsamixer и других утилитах, связанных с ALSA. Можно вместо создания канала «Bluetooth» заместить один из существующих каналов, например «PCM». Можно попробовать заместить и «Master», но это чревато проблемами, лучше не надо. В приложениях можно настроить регулируемый по умолчанию канал, например в mplayer для этого есть опция --mixer-channel=.

Часть 2. Bluetooth + звуковая карта + ALSA

Допустим, что возникла задача использовать проводные колонки на встроенной звуковой карте параллельно с Bluetooth-устройством, посылая на них тот же самый звуковой сигнал.

7. Укажем встроенную звуковую карту в /etc/asound.conf:

   pcm.wire {
     type hw
     card 0
   }
   

   С помощью опций в приложениях можно направлять звук на проводные колонки вместо дефолтного устройства bt_softvol. Например, в mplayer это делается с помощью опции --ao=alsa:device=wire.
8. Звучание проводных колонок одновременно с Bluetooth достигается следующим трюком: создаётся 4-канальное устройство multi, у которого 0-й и 1-й каналы идут на wire, а 2-й и 3-й — на bt; и 2-канальное устройство both, которое перенаправляет каждый свой канал на два канала multi.

   pcm.multi {
     type multi;
     slaves.a.pcm "wire"
     slaves.b.pcm "bt"
     slaves.a.channels  2
     slaves.b.channels  2
   
     bindings.0.slave   a
     bindings.0.channel 0
     bindings.1.slave   a
     bindings.1.channel 1
       
     bindings.2.slave   b
     bindings.2.channel 0
     bindings.3.slave   b
     bindings.3.channel 1
   }
   pcm.both {
     type route
     slave.pcm "multi"
      
     ttable.0.0 1 # 0-й канал both идёт на 0-й канал multi с множителем 1
     ttable.1.1 1 # 1-й канал both идёт на 1-й канал multi с множителем 1
     
     ttable.0.2 1 # 0-й канал both идёт на 2-й канал multi с множителем 1
     ttable.1.3 1 # 1-й канал both идёт на 3-й канал multi с множителем 1
   }
   pcm.!default plug:both
   

9. Не забудем о регулировке звука, которая теперь должна работать не для bt, а для общего канала both:

   pcm.both_softvol {
     type  softvol
     slave.pcm "both"
     control.name "PCM"
     control.card 0
     resolution 100
   }
   pcm.!default plug:both_softvol
   

   Итоговый asound.conf

Данная конфигурация исключает использование звукового устройства более чем одной программой единовременно. При попытке это сделать появится следующее сообщение об ошибке:

pcm_hw.c:1557:(snd_pcm_hw_open) open '/dev/snd/pcmC0D0p' failed (-16): Device or resource busy

Сведение звука от разных программ в одно устройство называется микшированием (mixing). На первый взгляд, микширование не самая необходимая вещь на свете — никто ведь не станет слушать два музыкальных трека одновременно. Звуки различных нотификаций тоже не очень нужны. Но просмотр видео в браузере через flash без микширования сулит юзеру страдания. Дело в том, что плагин от Adobe крайне неохотно «отпускает» звуковое устройство после нажатия паузы. Может пройти около 10 секунд, прежде чем устройство станет доступно другим программам. Само собой, если запустить видео в браузере при работающем mplayer, плагин будет работать без звука. Если закрыть mplayer, звук в браузере не появится до тех пор, пока вы не перезагрузите страницу с видео. Аналогичные эффекты возникают, если в роли mplayer выступает другое окно браузера с другим видео.

Короче говоря, микширование необходимо. В давние времена звуковые карты обладали возможностью аппаратного микширования, но на подавляющем большинстве современных карт такой возможности нет, тем более на портативных Bluetooth-устройствах. Поэтому драйверы звука обзавелись поддержкой программного микширования. В ALSA соответствующий плагин называется Dmix:

pcm.wire_dmix {
  type dmix
  slave {
    pcm "wire"       # дочернее физическое устройство
    period_time 0    # параметры микширования
    period_size 2048 
    channels 2       # количество каналов
  }
  ipc_key 1024       # уникальный в рамках asound.conf ключ
  bindings {
    0 0              # 0-й канал wire_dmix идёт на 0-й канал wire
    1 1              # 1-й канал wire_dmix идёт на 1-й канал wire
  }
}

Устройство wire_dmix даёт возможность запускать сколько угодно mplayer-ов с ключом
--ao=alsa:device=wire_dmix, и звук от всех будет микшироваться. Но попробуем сделать то же самое с Bluetooth-устройством:

pcm.bt_dmix {
  type dmix
  slave {
    pcm "bt"
    period_time 0
    period_size 2048
    channels 2
  }
  ipc_key 2048
  bindings {
    0 0
    1 1
  }
}

При попытке проиграть что-либо на устройство bt_dmix выводится следующая ошибка:

pcm_direct.c:1522:(_snd_pcm_direct_get_slave_ipc_offset) Invalid type 'bluetooth' for slave PCM

Это ошибку не обойти. Попытка навесить dmix на устройство both вместо bt ничего не даст. Dmix работает только со звуковыми картами, а с Bluetooth он не работает, и вряд ли будет.

Выход — признать, что звуковой сервер Pulseaudio — не бесполезная прослойка, и использовать его. Микширование на Pulseaudio универсально для любых устройств, в т.ч. для работающих под управлением ALSA.

Часть 3. Bluetooth + звуковая карта + ALSA + Pulseaudio

10. Инсталляция Pulseaudio:

    $ sudo apt-get install pulseaudio

    С этого момента приложения, поддерживающие Pulseaudio (т.е. подавляющее большинство) играют звук через Pulseaudio, а не ALSA. Микширование работает сразу же, без дополнительных настроек. Однако, звук с Pulseaudio по умолчанию идёт не на дефолтное устройство ALSА (both_softvol), а на дефолтное устройство Pulseaudio, т.е. на звуковую карту. Bluetooth-устройство молчит.
11. Попробуем направить звук с Pulseaudio на ALSA-устройство. Для этого нужно отредактировать файл /etc/pulse/default.pa, добавив в него следующие строки:

    load-module module-alsa-sink device=both sink_name=alsa_both
    set-default-sink alsa_both

    После обновления default.pa требуется перезапуск Pulseaudio:

    $ pulseaudio -k
    $ pulseaudio --start

    Звук по Bluetooth начинает работать. Но что мы слышим из проводных колонок? Знаменитый треск Pulseaudio, знакомый многим со времён появления этого продукта. Проблема обходится следующим образом: звук по Bluetoooth остаётся на ALSA, обслуживание звуковой карты переносится целиком в Pulseaudio, и дублирование звука на Bluetooth и карту делается тоже на стороне Pulseaudio. Для этого есть команда module-combine-sink:

    load-module module-alsa-sink device=bt sink_name=alsa_bt
    load-module module-combine-sink sink_name=combined
    set-default-sink combined

    Осталось в последний раз перезапустить Pulseaudio, и готово.

В принципе, в Pulseaudio есть собственный модуль для работы с Bluetooth-устройствами. Его уместно будет использовать, когда в состав Debian войдёт Bluez 5, который не поддерживается в ALSA в связи с кардинальной переделкой API.

К уходу Google Reader

После выключения Google Reader 1-го июля останется как минимум две живые альтернативы: Feedly и The Old Reader.

Но есть ещё кое-что. Google Reader был полезен тем, что кэшировал у себя всё содержимое читаемых вами лент — включая те, которые были удалены их авторами из интернета много лет назад. Этих лент, конечно, ни в какой из альтернативных читалок уже не будет.

К счастью, удалённые посты ещё можно спасти. Для этого, во-первых, получите адрес интересующего вас «зомби»-фида: Feed Settings -> View Details and Statistics -> Feed URL. Далее, следуя несложным инструкциям, указанным по этой ссылке, получите страничку с содержимым фида в формате JSON. Сохраните её как текст, и у вас будет файл в формате JSON.

Дальше с этим файлом можно сделать что угодно, например загрузить в онлайн-сервис Stella del Mattino, который позволит просмотреть сохранённый фид в браузере, и даже пересохранить в формат HTML.

О кандидатских диссертациях

Завязка

Вы только что закончили университет, работаете программистом в частной фирме, вечерами почитываете для души Фейнмана, Кнута или Колмогорова, жизнь прекрасна, и вдруг раздаётся телефонный звонок из альма-матер: «Поступайте к нам в аспирантуру». Вам предлагают выбрать научного руководителя, заняться интересной темой, получить интересный научный результат и оформить его в виде диссертации. Вы ничего об этом не знаете, но чувствуете, что одной работой вам заниматься скучно. Вы романтически настроены и готовы пуститься в плавание по океану науки. Три года аспирантуры пролетят незаметно, дадут бесценный опыт и откроют новые горизонты, рассуждаете вы, и соглашаетесь.

Данный текст призывает вас подумать, не совершаете ли вы ошибку. Нет, не в том, чтобы заняться наукой. Этот порыв сам по себе достоен уважения, и даже если вы не сделаете научной карьеры, время не будет потрачено зря. Но аспирантура с диссертацией — это совсем другое. Имейте в виду, что:

• Диссертация не имеет никакого отношения к науке. Ни как результат, ни как процесс. В научном мире наивысшей ценностью являются статьи. Кроме них — участие в конференциях и семинарах. Преподавательская деятельность. Монографии. Патенты и НИОКРы, в конце концов. Диссертации же цены не имеют. Их редко читают и ещё реже ссылаются. Защита диссертации не прибавит вам веса в научной среде. Учёная степень кандидата наук — это формальный признак квалификации, при этом (в наши дни) не обязательно очень высокой. Диплом кфмн-а ещё не говорит о том, что его обладатель получил значимый научный результат или опубликовался в приличном журнале. Он мог получить достаточно мелкий, хотя и новый результат и опубликовать три работы в каких-нибудь «вестниках», которые никто не читает и не рецензирует. Ну и какая это квалификация? Вспомним о недавних скандалах, подкосивших и без того хрупкую репутацию учёных степеней (к счастью, не по точным наукам). В общем, если вы хотите сделать себе имя в науке, то диссертация — не первое, чем нужно заниматься.
• Защита диссертации является результатом согласованных усилий большого количества людей из научного мира. Это научный руководитель, члены диссертационного совета (в особенности председатель и секретарь), оппоненты, ведущая организация. То, чем им приходится заниматься, чтобы вас защитить, нельзя назвать научной деятельностью. Это чистая бюрократия, которая, притом, не оплачивается (либо оплачивается смехотворными суммами). Никакой административной выгоды от вашей защиты эти люди тоже не получают. Короче говоря, это общественная нагрузка, которую они взяли на себя исключительно по своей доброй воле. Все эти кандидаты и доктора наук, доценты, завлабы и профессора, отцы семейств, учёные с мировым именем, жертвуют ради вас временем, которое могут потратить с большей для себя пользой.
• Государственным чиновникам также не нужна ваша диссертация. Нет, они, в отличие от учёных, получают зарплату за воспроизводство кандидатов наук, необходимое для функционирования государственной академической машины, но: конкретно ваша диссертация для них имеет такое же значение, как и диссертация на соискание степени кандидата психологических наук, написанная Зоей Архиповной Переверзищевой из посёлка Ястребочки Коноваловской области. Если ваша работа по формальным признакам не очень подходит для защиты, зачем её защищать? Можно ведь спокойно защитить работу Зои Архиповны, у которой с формальностями всё в порядке. Государственная машина не заметит разницы в качестве, важно лишь количество.
• Не любая диссертация является защищаемой. Если даже вы получили блестящий результат, от которого в восторге ваш руководитель и оппоненты, если у вас есть публикации в рецензируемых журналах и выступления на международных конференциях, если вы оформили твой труд безупречным научным языком — всего этого может оказаться недостаточно. Работа должна соответствовать специальности, той самой, которой вы как бы обучались в аспирантуре и по которой у вас сданы кандидатские экзамены. (Физико-математические науки — это отрасль, а не специальность.) Перечень специальностей составляется ВАК-ом и является крайне консервативным. Целые области, существуюшие и активно развивающиеся в мире уже десятки лет, принесшие несомненную пользу, могут не иметь никакого следа в ВАК-овских специальностях. Потому что зарубежной науки для ВАК-а не существует¹, а для регистрации новой специальности нужна масса усилий со стороны российских учёных, имеющих уже приличное влияние. Но те из аксакалов, кто идёт в ногу со временем, предпочитают не связываться с ВАК-овской бюрократией, и правильно делают, ибо бесполезно². Молодым же ничего не остаётся, кроме как выбирать из тех специальностей, которые есть. Ни для кого не секрет, что соискателям нередко приходится свои работы «притягивать за уши» к старым специальностям; в советах на это могут закрывать глаза, но ВАК ничего не прощает и не забывает.

1. Справедливости ради отметим, что в ВАК-овском списке журналов есть и иностранные журналы; но на этом связь с заграницей заканчивается.
2. В порядке исключения, новые специальности могут появиться в результате мощного импульса сверху; так произошло с биоинформатикой.

Зачем

Что дают вам аспирантура и диссертация?

• В аспирантуре вас, по идее, обучают английскому языку и специальности. В принципе это полезно, но (а) английский вы, скорее всего, изучили до аспирантуры или изучаете вне её; (б) является ли аспирантура хорошим местом для обучения чему-либо? Автор не слышал об аспирантурах, где бы действительно учили, хотя их существование возможно. Но в большинстве аспирантур лекции являются чистой формальностью. После окончания университета как-то уже принято учиться самостоятельно.
• В случае, если вы мужчина, то на время учёбы в аспирантуре вы получаете отсрочку от армии (а после успешной защиты — освобождаетесь насовсем). Так ли плох год в армии, по сравнению с тремя в аспирантуре? Ответ неочевиден. Если так уж не хочется терять этот год, есть масса других способов. Закончите военную кафедру. Отслужите летом. Усыновите двоих детей. Устройтесь на альтернативную гражданскую службу (те же три года). Или геройски скрывайтесь от призыва до наступления 27 лет, вы же мужчина, в конце концов.
• Учёная степень открывает двери к участию в разнообразных программах поддержки молодых учёных, из которых самая значительная — жилищная. Для получения сертификата неоходим стаж работы в институтах РАН: пять лет. И ещё пять лет после. Аспирантура в университете за стаж не считается (университеты, как правило, не принадлежат РАН). Сумма варьируется в зависимости от региона. Например, для Петербурга — не более двух миллионов. Что за десять лет работы эквивалентно надбавке 16000 в месяц. Просто устроившись на работу в фирму, без всяких диссертаций, защит и надбавок, вы скопите указанную сумму гораздо быстрее. Не забудьте о том, что сертификат должен быть использован за один раз (т.е. варианты со съёмом жилья или с ипотекой отпадают). Получение сертификата само по себе связано с массой изматывающих бюрократических процедур. Слова очевидца: «Одной рукой дают, другой отбирают».
  В общем, жилищные сертификаты пригодятся только тем, кто уже прочно связал свою судьбу с работой в РАН. Им-то, впрочем, в любом случае придётся получать степень. Об этом следующий пункт.
• Молодые кандидаты наук нужны как воздух в институтах РАН. Как минимум для того, чтобы обеспечивать у себя воспроизводство последующих кандидатов, которых можно, в свою очередь, включать в программы поддержки молодых учёных и т.д. Количество кандидатов наук также оказывает влияние на статус института в структуре РАН. Кроме того, кандидат может быть повышен в должности до завлаба, включён в совет; это закреплено в уставе института. Однако, и без степени можно в течение долгого времени успешно работать, получать нормальную зарплату и повышать рейтинг института путём написания статей в журналы и выступлений на конференциях. Там никто не смотрит, есть у вас степень или нет.
• Российский кандидат наук за рубежом считается PhD и имеет возможность покинуть родину и уехать на постдок(и). Но не кажется ли вам, что это немного безответственно — вы в своей стране отнимаете время у толпы народа (см. выше), а профит в виде новоиспечённого PhD получают зарубежные институты, которые пальцем не пошевелили. Если мечтаете работать за границей, то и получайте степень там, возможностей полно; более того, за границей эта процедура на порядок проще. Однако, конвертировать зарубежный PhD в российский диплом кандидата наук так просто не удастся.

Ваш путь

Кроме приятной части (получение научного результата, публикации, выступления), вас ждёт:

• Ряд дурацких процедур при поступлении в аспирантуру. Там предостаточно бумажной волокиты, деталей которой автору уже не вспомнить. Осталась лишь память об одном эпизоде, когда какая-то дама из руководства набила всех поступивших аспирантов в одну комнату и прочла им запредельно тупую лекцию о том, какие они молодцы, что встали на путь науки, и какая у них впереди преинтереснейшая жизнь, полная трудностей и подвигов и т.д.
• Вступительные экзамены в аспирантуру и кандидатский минимум. Это, в общем, одни и те же экзамены, которые проводятся дважды (в продвинутых аспирантурах можно сдать один раз и зачесть как за два). Экзаменов три: английский язык, философия и специальность. Ну ладно английский со специальностью, но философия? Если вы пытались изучать её и пришли к выводу, что это полная белиберда — знайте, что вы не одиноки. Бытует мнение, что философию надо обязательно учить, потому что она имеет какую-то там связь с наукой. Автор так и не смог уяснить, какой науке толк от этой связи и почему из тех же соображений в аспирантуре не изучают богословие или музыку. Всё приятнее, чем Кант с Бердяевым.
• Обязанностью аспиранта в университете является ассистирование, т.е. ведение упражнений для студентов. Само по себе это может быть интересно и полезно, но проблема в том, что это обязаловка — и отказаться от студентов, которых вам дали, вы не можете. Учитывая этот тонкий момент, вам в первую очередь дадут наиболее бестолковых студентов, не с вашей кафедры, для которых ваш предмет — далеко не профильный.
• Собственно написание диссертации. Это большой труд, 100-200 страниц. Скопировать текст из статей не получится. Недели, если не месяцы, уйдут у вас на написание хорошего введения и обзора литературы, а также на оформление в LaTeX-е.
• Написание автореферата. Автореферат — это совершенно особое явление, артефакт нашей бюрократической машины, «не имеющий аналогов в мире». Сей документ должен содержать следующие части:
  1. Общая характеристика работы. Есть список пунктов: актуальность работы, цель, методы исследования, результаты, научная новизна, практическая значимость, достоверность. (В отдельных случаях ещё требуют предмет и объект исследования.)
  2. Краткое содержание работы, по главам.
  3. Список работ соискателя и другой цитированной (в автореферате) литературы.

  Чиновники в ВАК-е не читают вашу диссертацию, а смотрят, в основном, только ч. 1 и ч. 3 автореферата. Чиновников интересует не смысл вашей работы, а соответствие её специальности. Поэтому каждая формулировка в ч. 1 должна быть написана безупречным казённым языком. Фразы не должны повторяться, не должны дублировать паспорт специальности или другие документы. Написание автореферата — это особое искусство, которым вам придётся овладеть.

  Объём автореферата должен составлять 16 страниц. С учётом требований к ч. 1 и ч. 3, на изложение сути работы остаётся около 10 страниц. Смелые авторы используют вдобавок внутреннюю часть задней обложки и получают 11 страниц (а наиболее смелые — и внешнюю её часть, и получают 12 страниц), но тем не менее: запаковать свой труд в такой объём без существенных потерь получается редко. Чаще оказывается, что диссертация живёт своей жизнью, а автореферат — своей. Результат плох сам по себе и никому не нужен. Авторефераты после защиты никто не читает, никто на них не ссылается. Зачем читать автореферат, если есть диссертация в формате PDF? Единственное интересное, что можно почерпнуть из автореферата — сжатые формулировки результатов работы и пр. Но эти формулировки дублируются и в начале диссертации.

  Написание автореферата при готовой диссертации отнимет никак не меньше недели, а может растянуться и на два месяца, в зависимости от вашего таланта к написанию формулировок.

• Подготовка пакета документов для подачи диссертации к защите. Кроме диссертации, автореферата и удостоверения о сдаче кандидатского минимума, понадобится ещё:
  1. Список научных трудов, заверенный отделом кадров организации, где вы работаете. Нигде официально не работаете? Вам не повезло.
  2. Нотариально заверенные копии диплома о высшем образовании.
  3. Заключение организации, в которой вы состояли в аспирантуре, о том, что работа актуальна, содержит новые результаты и т.д., и может быть рекомендована к защите. Формулировки из заключения должны фактически пересказывать автореферат, но другими словами. Как вы думаете, насколько велики ваши шансы остаться в стороне от работы по их написанию?
• Печать и переплетение диссертации. Один экземпляр пойдёт в библиотеку организации, при которой совет, ещё один в РГБ, ещё три оппонентам и ведущей организации, ещё один научному руководителю, и последний себе на память. Всего семь экземпляров. Ещё один — восьмой, непереплетённый — потребуется после защиты.

• Рассылка автореферата. Вы должны издать автореферат в виде книжечки формата A5 (как правило, 100 экземпляров), разложить книжечки по конвертам, написать (наклеить, напечатать) на каждом конверте адрес и разослать всем специалистам в вашей теме, по разным городам и организациям. Автореферат в конверте как бы является приглашением на защиту. Адресат может и не придти, но пригласить надо, иначе получится, что вы боитесь критики на защите. Никто в здравом уме не поймёт, почему надо рассылать авторефераты почтой, не используя интернет. Отдельной загадкой является то, с какой целью 9 (девять) экземпляров автореферата должны уйти в Российскую книжную палату. И ещё один экземпляр — в Национальную библиотеку Белоруссии.

  Смешно, что рассылка должна производиться через отделение Почты России, служащие которого должны поставить штемпель на списке рассылки автореферата, который по особой форме составляется в диссертационном совете. Но служащие почты чихать хотели на диссертационные советы. Они не желают ставить штемпель на чужой форме. Из этого замкнутого круга есть два пути: или найти почтовое отделение, где ради вас нарушат устав почты, или уговорить секретаря совета взять бумагу со штемпелем, составленную по форме почты, а не совета. Автору удалось второе. Форма имеет номер 103. Пришлось делать три списка вместо одного: один по международной форме 103a (Белоруссия же), и остальные адреса двумя списками из-за лимита в 30 адресов на список. С формой 103 известна ещё одна проблема: изначально она предназначена для заказных писем. Посылать незнакомым людям заказные письма нехорошо: пожилой профессор получит извещение о письме, понесётся, обеспокоенный, на почту, а там его будет ждать всего лишь ваш автореферат. Надо посылать обычными письмами, а не заказными. В принципе, на почте это делают.

  Чтобы сделать квест ещё интереснее: на рассылаемом автореферате должна стоять дата защиты, дата рассылки автореферата и подпись учёного секретаря диссертационного совета. На оттиске, который вы получите, тоже будет стоять дата рассылки. Защита не может состояться ранее, чем через месяц после этой даты.

• Сбор отзывов оппонентов, ведущей организации и просто отзывов на автореферат. Оппоненты и представитель ведущей организации — единственные в этой истории, кому положено прочесть вашу диссертацию. Они её читают, находят кучу опечаток и неточностей, но исправить их вы уже не можете, т.к. всё роздано и разослано. Отзывы иногда пишутся людьми самостоятельно, а иногда они просят вас или научного руководителя помочь им в этом нелёгком деле. В любом случае, будьте готовы к написанию отзыва на собственную работу, разумеется с такими же ювелирными формулировками, как в автореферате и заключении из аспирантуры, но без прямых заимствований из этих документов. Отзывы читают чиновники.
• К защите: подготовка раздаточного материала для членов совета, подготовка слайдов для выступления (в некоторых советах нужны не слайды, а плакаты).
• На защите: 20 минут доклада, час вопросов, ответов и мнений, присуждение степени, банкет.
• Думали, это всё? Нет, после защиты нужно
  1. Заполнить ИКД
  2. Написать расшифровку видеозаписи защиты
  3. Отправить диссертацию и автореферат в РГБ
  4. Отправить диссертацию в ЦИТиС для микрофильмирования. Невзирая на наступление XXI века, все защищённые работы микрофильмируются, около 20000 в год. Для микрофильмирования берётся распечатанный на принтере непереплетённый экземпляр диссертации. Электронные версии не принимаются даже вдогонку к бумажным. По словам работницы ЦИТиС, они давно хотят перейти на электронные версии, но не могут, потому что отдельные личности до сих пор им приносят диссертации, набранные на пишушей машинке. Почему не оставить микрофильмирование для пользователей пишуших машинок, и не принимать PDF-файлы от тех, кто освоил ПК? Загадка.
  5. Подождать около 9 месяцев, пока выйдет приказ о выпуске диплома кандидата наук на ваше имя, и пока ваш диплом подпишет лично зам. министра образования и науки.

Всё вышеописанное наносит вред вашему физическому и душевному здоровью, по трём причинам:

1. Вы тратите море времени. Если вы работаете не в РАН (и, следовательно, пишете диссертацию не на работе), то фактически у вас две работы. Приятели зовут за город — вы отказываетесь, вы заняты написанием текста диссертации. Родственники зовут в гости — вы не можете, вы заняты авторефератом. Коллеги зовут на корпоратив — вы приходите и пьёте чай с соком, потому что вечером обещали послать руководителю переделанные в пятый раз формулировки актуальности вашей работы.
2. По ходу аспирантуры и защиты вы сталкиваетесь с самыми разными людьми, и среди них попадаются такие, про которых вы понимаете, что (а) им наплевать на всю науку, на вашу диссертацию и на вас лично, (б) хуже того, им наплевать на добросовестное исполнение собственных профессиональных обязанностей. Это могут быть люди из издательств, типографий, учёных советов, деканатов, отделений почты, отделов кадров, отделов аспирантуры. Их сопротивление придётся преодолевать, иначе защита невозможна. Автору такие люди встречались в типографии и на почте, особенно на почте.
3. Вы теряете ощущение осмысленности ваших действий. Начиная с автореферата, науки уже нет, а впереди ещё масса работы. Если вам не повезло с темой, то доведение диссертации до защищаемого состояния может затянуться на годы. Годы идут, и тема диссертации вам уже не кажется такой уж интересной, вы сменили профессиональные увлечения, перешли на другую работу, женились, и ваши друзья женились и завели детей. Всё кругом меняется, а диссертация так и лежит. Вы уже забыли, зачем всё это начали, и не понимаете, есть ли во всём этом смысл, и был ли.

Грабли

Ознакомьтесь с перечнем граблей, ждущих вас на пути:

• Если вы не работаете ни в структуре РАН, ни в структуре Минобрнауки, ни в каком-нибудь НИИ, то у вас проблема, даже две.
  1. Сотрудники канцелярий указанных учреждений максимально помогли бы вам с подготовкой и пересылкой всевозможных документов. В ином учреждении только похлопают глазами и участливо спросят, а зачем вы ввязались во всё это. (Такой необходимый документ, как список публикаций, в фирме вообще могут отказаться заверять.)
  2. Ходят слухи, что при рассмотрении диссертационного дела в ВАК-е обращают внимание на место работы. Если вы работаете не в науке, то диссертацию рассмотрят более внимательно, и с большей вероятностью «завернут».

• Постарайтесь рассчитывать на защиту в том совете, где вы «свой человек». Либо в альма-матер, где вас знают, либо по месту работы, где вы нужны. Помните, что люди занимаются вашей защитой в свободное от остальных дел время. Остальные дела включают также и других диссертантов. Если другие диссертанты более «свои», чем вы, то может оказаться, что целые месяцы для вас будут проходить в томительном ожидании. Ещё один аспект: защита диссертации, даже очень хорошей, но «притянутой за уши» к специальности, является некоторым риском для совета, и мало у кого возникнет желание идти на риск ради человека со стороны.

  Не дай Боже вам проходить аспирантуру в одном месте, работать в другом, а защищаться в третьем. Если ваш совет в другом городе, вам можно лишь посочувствовать. Будьте готовы к ежемесячным поездкам туда в течение полугода.

• Если вам предлагают специальность 05.13.18 «математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», не связывайтесь. Эта специальность проклята. Выберите другую.

  Дело в том, что в наши дни практически невозможно написать работу, соответствующую паспорту этой специальности. В паспорте открытым текстом сказано: «Важной особенностью специальности является то, что в работах, выполненных в ее рамках, должны присутствовать оригинальные результаты одновременно из трех областей: математического моделирования, численных методов и комплексов программ». Это означает, что вы должны:

  1. Изучить некоторый физический, химический или биологический (на худой конец — экономический) процесс, и разработать численный метод его моделирования, которого не было до вас.
  2. Для реализации этого численного метода на компьютере вы должны создать программное обеспечение, которое чем-то отличается от уже существующего.
  3. Моделирование вашим методом должно дать результат, который не мог быть получен методами, бывшими до вас.

  Достичь такого триединства принципиально новых результатов было несложно тридцать-сорок лет назад, когда численное моделирование и программирование были не столь развиты, практически любой метод требовал новой программы, и практически любая программа могла дать новый результат. Сейчас, если вам удастся придумать новый метод моделирования чего-либо, то его реализация наверняка окажется возможна в одном из существующих мощных пакетов для численных или символьных расчётов. В том случае, если вы начинаете свои научные изыскания с придумывания общих методов и написания экзотичных программ для их реализации, то вам гарантированы проблемы с нахождением задачи, на которой придуманный вами из любви к искусству метод даст новые результаты. Это поиск иголки в стоге сена. Если же вы сосредоточитесь на придумывании новой математической модели своего процесса, то наткнётесь на запрет: «Специальность не включает [...] разработку новых математических моделей из конкретных предметных областей».

  Сложившаяся ситуация, вкупе с отсутствием паспортов специальностей под новые области науки и другими историческими причинами, привела в 2000-е годы к следующему: огромное число работ, посвящённых прикладной математике и алгоритмам, защищались по 05.13.18. Автор за последние годы видел некоторое количество работ по этой специальности. Работы были хорошие, но ни одна из них не соответствовала паспорту специальности в строгом смысле. Характерным примером является выдающаяся работа Давида Яна (основателя ABBYY) «Исследование, развитие и реализация методов автоматического распознавания рукописных текстов в компьютерных системах», содержащая новые алгоритмы, имеющая очевидную практическую значимость и т.д. Одна печаль: в номенклатуре специальностей научных работников нельзя найти ни «распознавания текста», ни «анализа изображений», ни «искусственного интеллекта», ни даже «обработки сигналов». Нет таких специальностей в стране. Выход был найден: сделать вид, что диссертация посвящена моделированию, и защитить диссертацию по 05.13.18. Как результат, в автореферате появились пассажи вроде такого: «Предложена структурная модель представления рукописных символов, допускающая применение нового метода построения структурного классификатора».

  Одновременно с Давидом Евгеньевичем свои работы защищали тысячи других соискателей, вписывая волшебные слова «модель» и «метод» в свои работы по обработке сигналов, искусственному интеллекту, 3D-графике, компьютерной алгебре и пр. К сожалению, этот славный период оказался недолгим. В начале 2010-х годов, видя растущий поток «неноменклатурных» диссертаций, в ВАК-е быстро, решительно закрутили кран. Некоторые советы были закрыты, многие другие получили по официальному предупреждению (для закрытия достаточно двух предупреждений). Председателей советов вызывали «на ковёр» в Москву и отчитывали за их последнего защитившегося диссертанта. Диссертанты вынуждены были дорабатывать или отзывать свои работы.

  После такой встряски диссертации по 05.13.18 рассматриваются значительно менее охотно. От диссертанта требуется предельно скрупулёзная точность во всех формулировках. Каждое слово в автореферате должно быть обосновано, каждая фраза должна являться железобетонным доводом в пользу соответствия вашей работы паспорту специальности. В противном случае вашу диссертацию просто не примут к защите в совет. Не потому, что совет желает вам зла, а потому, что ВАК один на все советы, и ВАК может из-за вас наказать совет. Часто предлагают сменить специальность. В ход идут аргументы вида «У вас ведь тут дифуры? Вот по дифурам и защищайтесь», или «Ага, моделирование органических веществ? Ну так и защищайтесь по химии».

  Труд по доведению вашей диссертации до защиты по 05.13.18 сравним с трудом по написанию какой-нибудь другой диссертации, которую будет проще защитить! Подумайте об этом.

• Если в вашей аспирантуре несколько лет подряд не было успешно защитившихся выпускников, это повод насторожиться. В таких условиях отдел аспирантуры может работать «по инерции» и потерять навыки подготовки документов, необходимых для защит успешных выпускников (для неуспешных документы требуются в меньшем количестве). Для успеха нужно своевременно проводить заседания кафедры и факультета, вовремя ставить нужные печати на нужные бумаги, следить за ежегодно обновляющимися требованиями ВАК-а, не прощёлкать предзащиту и т.д. Необходима определённая сноровка, и когда защиты прекращаются, сноровка уходит.
• Если в совете, где вы собираетесь защищаться, несколько лет подряд не было защит, то см. предыдущий пункт. (Впрочем, сейчас такие советы чаще всего закрываются ВАК-ом.)
• Подумайте, если вам говорят: «некогда думать, скорее устройся в аспирантуру по специальности X, с руководителем Y и темой Z, а потом, когда всё определится, поменяешь тему, руководителя и специальность». Нарушать стандартный ход событий — опасно. В момент подачи документов в совет может выясниться, что не хватает какой-то бумаги, типа выписки из заседания факультета о назначении темы и руководителя, и сделать эту бумагу уже невозможно, потому что срок аспирантуры истёк.
• Не верьте, если вам говорят «занимайся любой темой, которая тебе (и руководителю) нравится, не беспокойся насчёт защиты, через три года всё образуется». Беспокоиться надо. Надо самостоятельно следить за изменениями в ВАК-овском списке журналов и публиковаться в журналах из него. Надо самостоятельно стремиться получать результаты, которые имеют отношение к выбранной специальности и могут быть защищены. Надо продумывать содержание автореферата параллельно с написанием диссертации. Те, кто заражает вас ложным оптимизмом, скорее всего руководствуются опытом прошлых лет, когда защищать диссертации действительно было проще. Помните, что никто в этой истории не может в полной мере отвечать за свои слова, ибо всё во власти ВАК-а, и ВАК-у до вас нет никакого дела.
• К моменту защиты вы будете не очень способны трезво соображать. Выучите наизусть свои ответы на замечания оппонентов, чтобы присутствующим не показалось, будто вы придумываете их на ходу. Также подготовьте заранее своё заключительное слово (в нём положено благодарить всех поучаствовавших, а благодаря экспромтом, вы забудете кого-нибудь упомянуть, и получится неудобно). Не говоря уже о том, что 20-минутный доклад о работе вы должны вызубрить и отрепетировать несколько раз.

Идеальная защита

Работа сферического Васи Пупкина в вакууме над его диссертацией прошла бы следующим образом:

1. Вася не пошёл в аспирантуру после окончания университета, зачем тратить время на ерунду? Вместо этого Вася устроился на работу в какой-нибудь институт, где люди занимаются интересными вещами. Однако, такие вещи, как алгоритмы на графах и распознавание речи, не увлекают Васю. Его страсть — нелинейный анализ, или астрофизика, или алгебра, т.е. одна из тех областей, которые достаточно стары, чтобы быть представленными в номенклатуре ВАК, и которым при этом повезло не забюрократизироваться до сих пор.
2. Руководство института заинтересовано в том, чтобы Вася получил учёную степень. В институте для этого есть свой совет. От Васи требуют поступить в аспирантуру, но наш герой осмотрителен и осторожен. Зачем связывать себя написанием планов и отчётов, если ещё не знаешь, что за работу будешь защищать. Младший научный сотрудник Пупкин упоённо работает, через год-два получает хороший результат и публикует несколько статей в хороших журналах. По счастливому стечению обстоятельств, все эти журналы принадлежат перечню ВАК.
3. Вася внимательно изучает паспорта специальностей, по которым работает совет его института. Чудесным образом оказывается, что полученные им результаты прекрасно отвечают паспорту одной из них. Ещё одна большая удача: непосредственный начальник Васи — кандидат или доктор наук, и согласен выступить в роли научного руководителя. Он знает, кого назначить оппонентами и ведущей организацей.
4. Вася спрашивает у руководства, можно ли ему защититься соискателем (т.е. без учёбы в аспирантуре). Если можно, то Вася сдаёт кандидатский минимум. Если нельзя, то Вася устраивается в аспирантуру и старается как можно скорее её закончить.
5. Параллельно с п.4 Вася, бросая все текущие дела, пишет 150-страничный труд, автореферат, и в кратчайшие сроки согласовывает все тексты с руководителем, оппонентами и учёным секретарём совета.
6. Работа подаётся к защите. С рассылкой авторефератов, писем в ведущую организацию и многими другими формальностями Васе помогают расправиться в институтской канцелярии.
7. Через месяц проходит защита. После неё Вася за пару дней готовит расшифровку видеозаписи, а со всей остальной послезащитной работой ему снова помогают в канцелярии.

Известны случаи когда пп. 5, 6 и 7 занимают в сумме меньше полугода (например, вот история про докторскую диссертацию). Через девять месяцев после защиты (если очень повезёт, то через пять) Василий Пупкин получает диплом кандидата наук.

«Как нам обустроить Россию»

Речь идёт не о печали горстки научных сотрудников, а о проблеме национального масштаба.

За рубежом защиты диссертаций проходят не в пример проще. Нет, там тоже приходится попотеть за PhD, но усилия диссертанта в Европе или США прилагаются больше в научной, а не бюрократической плоскости.

В западном мире нет ВАК-а, нет классификации диссертационных работ по сотне специальностей, нет авторефератов, нет кип официальных писем и документов с печатями. Но при этом могут быть более жёсткие, чем в России, требования к количеству публикаций и импакт-фактору журналов, в которых сделаны публикации; к количеству и репутации оппонентов; к репутации научного руководителя и университета, где вы проходите аспирантуру, к академической нагрузке.

Пока в России диссертант убивает время на производство макулатуры, аналогичный ему graduate student на западе продвигает мировую науку. Вот это и есть проблема национального масштаба.

Кроме того, репутация учёной степени упала ниже плинтуса. Конторы, которые пишут диссертации «под ключ», ни от кого даже не прячутся. Уже есть подвижки в сторону децентрализации механизма присуждения учёных степеней.

Автор не будет рассуждать о том, почему сложилась такая ситуация и насколько полезны принимаемые меры. Там целый клубок проблем, связанных не только с трудностями защит для учёных, но и с огромным количеством защит липовых работ. Даже среди учёных нет единого мнения, какие меры правильные, а какие неправильные. Все согласны лишь в одном: всё очень плохо.

Любой из нижеследующих пунктов принесёт мгновенную пользу добросовестным соискателям:

• Отмена дробления на специальности, либо упрощение механизма создания новых специальностей
• Признание электронных подписей, при которых отпадёт нужда в десятках штампов
• Переход на электронные версии диссертаций (для желающих), приём электронных копий диссертации и автореферата везде, где сейчас нужна распечатка
• Отмена авторефератов, приём электронных версий диссертации везде, где сейчас необходим автореферат
• Отмена ИКД (для чего оно нужно?)
• Открытие публичного доступа к архиву электронных версий диссертаций
• Отмена аспирантуры. Отсрочку от армии можно предоставлять тем, кто работает в структурах Минобрнауки и РАН. Тем же, кто в них не работает, учёная степень всё равно не пригодится
• Отделение гуманитарных учёных степеней в отдельную структуру. Представители точных и естественных наук сейчас вынуждены вырабатывать правила присуждения учёных степеней таким образом, чтобы они подходили и для гуманитарных наук тоже, что доставляет немалые неудобства
• Допуск англоязычных диссертаций к защите наравне с русскоязычными; приём отзывов на английском языке из зарубежных институтов.

Меры против недобросовестных соискателей хорошо известны. Главная из них — ужесточение требований к публикациям. Публикации, как ничто другое, определяют квалификацию аспиранта.

Заключение

Вот было бы славно, если бы все хорошие люди объединились и победили всех плохих.