и ненулевое ускорение научно-технического прогресса в целом, требует, чтобы наука не ограничивалась феноменологическим описанием указанных процессов.
Нет нужды продолжать дальше характеристику элементарных приборов, из которых состоят кибернетические машины. Нет нужды описывать схемы этих устройств, схемы автоматического решения математических задач, приема и переработки информации, запоминающих блоков и управляющих механизмов. В этой книге рассматриваются только два вопроса: связь научно-технического прогресса в конце XX столетия с неклассической наукой и результаты этого прогресса. Беглые характеристики физико-технических принципов, воплощенных в вакуумные лампы, полупроводниковые приборы и криотроны, иллюстрируют связь кибернетики с квантовой механикой. Теперь следует перейти к экономическому эффекту кибернетики. Речь идет не о перечислении или систематизации того, что может дать кибернетика промышленности, транспорту, связи и т. д. Речь идет об интегральном результате, который может быть определен без перечисления и суммирования конкретных производственных применений кибернетических машин.
Таким интегральным результатом является автоматизация неустановившихся производственных процессов и более высокая по рангу динамичность производства. В 30-е годы, когда началось сравнительно широкое применение фотоэлементов, на многих произвел сильное впечатление фотоэлемент, с помощью которого слабый луч далекой звезды включал освещение и силовые установки большой международной выставки. В то время перспективы автоматизации связывали с включением и выключением сильноточных цепей при возникновении, прекращении или изменении интенсивности световых лучей. Сейчас речь идет о другом, гораздо более радикальном и общем преобразований производства, культуры и научного эксперимента. Сигналы и вызванные ими электронные процессы становятся началом длинных серий других электронных процессов, где каждый следующий связан с предыдущим, как звено логического или математического умозаключения. Эти длинные серии приобретают характер вычислений, решения систем уравнений, нахождения новых оптимальных конструкций, оптимальных технологических процессов, оптимальных грузопотоков, оптимального размещения промышленности и т. д. Уже первое поколение кибернетических машин могло быть основой принципиально нового по сравнению с первой половиной века прогноза характера труда. Кибернетические машины не заменяют человека в операциях, состоящих во включении и выключении электромагнитного прибора. Такая замена была под силу фотоэлектрическим реле 30—40-х годов. Кибернетические машины уже в первом своем поколении были способны на большее. Они могут заменить человека в его динамических функциях. Разъясним это понятие.
В производстве, как и в природе, мы встречаем ряд процессов, каждый из которых можно рассматривать как повторение одного и того же неизменного акта. Над ним надстраивается другой процесс, состоящий в изменении такого акта, который теперь уже не повторяется в неизменном виде. Пусть процессом неизменного повторения будет движение по инерции — равномерное и прямолинейное. Повторяющимся актом будет здесь прохождение каждого из разных отрезков, на которые разделен путь, в течение одного и того же времени. Неизменна здесь скорость. Теперь представим себе, что над движением тела надстраивается другой процесс — изменение его скорости, ускорение. Этот процесс является динамическим по отношению к движению по инерции, но и в нем нечто может оставаться неизменным: это нечто — само ускорение. Если ускорение с течением времени увеличивается, мы встречаемся с динамическим процессом более высокого ранга. В случае непрерывности этих процессов им соответствуют в качестве неизменных характеристик производные все более высокого порядка о г пройденного пути во времени: первая производная (скорость), вторая (ускорение), третья (скорость возрастания ускорения) и т. д.
В производстве мы можем представить себе повторение одних и тех же операций; затем динамический процесс перехода от одних операций к другим с изменением конструкции машин и технологических методов, но при неизменной физической или химической схеме; затем изменение самой схемы. Об этом говорилось в начале книги. По-видимому, кибернетика будет постепенно регулировать динамические процессы все более высокого ранга.
Фотоэлементы 30—40-х годов регулировали автоматический переход от одной операции к другой, но они не меняли того набора операций из которых складывался технологический процесс. Иная, динамическая, функция состоит в переходе к новому набору операций, к новой технологии на основе конструирования новых механизмов. Эту функцию можно в большой степени автоматизировать с помощью кибернетических машин, которые, исходя из заданных программ, высчитывают более совершенные параметры конструкций и технологических методов. Отсюда вытекает переход к более высокому по рангу динамизму в производстве и сосредоточение человеческого труда на более динамичных функциях. Кибернетическая машина, управляющая установившимся, ста^ ционарным процессом, выполняет сравнительно несложные серии операций. Но, если объектом управления является неустановившийся процесс, его регулирование требует более сложных цепей передачи информации. Когда кибернетическое устройство меняет нагрузку промышленных агрегатов, меняет грузопотоки, перераспределяет потоки энергии в электрическом кольце и т. д., это требует очень длинных логико-математических цепей. Чтобы такое перераспределение нагрузок выполнялось непрерывно, нужна большая быстрота элементарных операций. Поэтому применение быстродействующих приборов позволяет автоматизировать всё более динамичные процессы, переходить от регулирования установившихся процессов к непрерывной оптимизации процессов в зависимости от меняющихся условий. Дальше идет оптимизация уже не за счет перераспределения нагрузки имеющихся агрегатов, а за счет перехода к более совершенным агрегатам — автоматическое проектирование и изготовление новых машин. Здесь цепи элементарных процессов в ячейках кибернетических устройств должны передавать информацию о последовательных состояниях и эффекте систем, состоящих из множества деталей, должны сопоставлять лавинообразно нарастающее число вариантов. Это равносильно игре в шахматы на доске с колоссальным числом клеток, колоссальным числом фигур и непрерывно меняющимися правилами игры, причем игре непрерывной, безостановочной, без интервалов для продумывания ходов.
Отсюда виден возможный эффект перехода в кибернетических машинах от вакуумных приборов к полупроводниковым. Этот эффект виден не слишком отчетливо, без деталей, но он может быть сформулирован в общем виде: современные кибернетические устройства позволяют автоматизировать не только установившиеся процессы и не только динамические процессы перегруппировки нагрузок агрегатов, но и динамические процессы проектирования новых агрегатов и изменения производственной технологии.
Можно представить себе, что в течение ближайшего десятилетия завершится автоматизация установившихся процессов и автоматизация их регулирования. Случайные нарушения установившегося ритма и установившейся последовательности операций будут устраняться автоматически. Однако основной функцией кибернетических механизмов должно быть регулирование динамических процессов. Таковы прежде всего упомянутые уже перераспределения нагрузок. Здесь регулирование включает решение задач типа: как должны измениться нагрузки различных агрегатов, чтобы потребность в их работе была удовлетворена наилучшим образом? Возьмем в качестве примера кольцо, состоящее из электростанций, соединенных высоковольтными электропередачами. Чтобы котлы на станциях работали регулярно и чтобы автоматически устранялись случайные нарушения режима, достаточно сравнительно простых термоэлектрических, фото электрических и т. п. приборов. Перераспределение нагрузок между станциями и агрегатами при меняющемся потреблении энергии или при других переменных условиях требует уже быстрого решения математических задач и автоматического выполнения оптимальных решений. Это же относится к газоснабжению, водоснабжению, теплофикационным системам, грузообороту и во все растущей степени к добыче топлива и сырья, к непрерывным технологическим процессам в промышленности и т. д. Можно представить себе, что в течение одного или двух десятилетий во всех основных отраслях производства будет осуществлено динамическое регулирование в виде перераспределения нагрузок с помощью кибернетических устройств.
Но это только первая интегральная производственная задача кибернетики. Перераспределение нагрузок делает динамичными отдельные производственные процессы, работу отдельных агрегатов и отдельных предприятий, но производство в целом остается установившимся процессом, и характеризующие его интегральные параметры (в том числе важнейший — производительность общественного труда) не меняются. Здесь нет единой для производства в целом необратимой динамической эволюции — технического и технико-экономического прогресса.
Такая эволюция гарантируется переходом к новым конструкциям и новым технологическим процессам. Может ли кибернетика взять на себя решение такой задачи? Здесь нужно прежде всего устранить возможные недоразумения. Речь ни в коем случае не идет о реальном воплощении машины Джона фон Неймана, т. е. кибернетической машины, которая воспроизводит себя в виде серии машин с теми же параметрами. Речь не идет и о кибернетическом конструкторе, который вытеснит живого конструктора. Речь идет о том, что живой конструктор будет пользоваться кибернетическими машинами, которые очень быстро (во временной шкале конструкторской работы — практически мгновенно) будут находить конкретные параметры, соответствующие каждому новому варианту разрабатываемого нового агрегата, будут вычислять эффект каждого варианта, сопоставлять их друг с другом и находить оптимальный. Не так уж существенно, сколько живых конструкторов будут пользоваться помощью кибернетических машин. Существенно другое. Темп конструкторской работы и разработка новых технологических процессов увеличатся во много раз. Технический прогресс станет непрерывным, даже если брать отдельные отрасли производства и наблюдать их эволюцию в течение сравнительно небольших интервалов времени.