В 1915 году я пересек океан на одном из старых кораблей “Американской линии”. Это был корабль переходного периода, когда корабли еще имели паруса, а также остроконечный нос с бушпритом. На палубе недалеко от кормовой части основной надстройки была установлена громадная машина, состоящая из четырех или пяти шестифутовых колес с ручками. Эти колеса предназначались для управления кораблем в случае выхода из строя его автоматической рулевой машины. Во время шторма потребовалось бы десять или даже больше человек, напрягающих все свои силы, чтобы вести корабль по курсу.
Это был не повседневный способ управления судном, а аварийное приспособление, или, как называли его моряки, “запасной штурвал”. Для нормального управления корабль имел рулевую машину, которая преобразовывала сравнительно небольшие усилия рулевого старшины у штурвала в движение всей массы руля. Таким образом, даже на чисто механической основе был совершен некоторый шаг вперед к решению проблемы увеличения приложенных усилий или крутящих моментов. Тем не менее такое решение данной проблемы не охватывало крайних различий между уровнями ввода и вывода, а также не было воплощено в удобном универсальном типе аппарата.
Наиболее гибким универсальным аппаратом для увеличения мощности является вакуумная трубка, или электронная лампа. История электронной лампы интересна, хотя и слишком сложна, чтобы ее здесь рассматривать. Однако любопытно отметить, что изобретение электронной лампы связано с самым великим научным открытием Эдисона и, вероятно, единственным открытием, которое он не воплотил в изобретение.
[с.150]
Эдисон заметил, что когда электрод помещен внутрь электрической лампочки и имеет положительный электрический потенциал по отношению к нити накала, то ток пойдет только в том случае, если нить накала нагрета. Благодаря ряду изобретений, сделанных другими людьми, это привело к более эффективному по сравнению с прошлым способу регулирования больших токов малым напряжением. Такова основа современной радиопромышленности, однако электронная лампа является также промышленным орудием, получающим широкое распространение и в новых областях. Таким образом, больше нет необходимости регулировать процесс на высоких энергетических уровнях механизмами, у которых имеющие важное значение детали управления работают на таких же высоких энергетических уровнях. Вполне можно формировать известные образцы реагирования даже на более низких уровнях, чем это встречается в обычных радиоустановках, и затем использовать ряд усилительных ламп для управления посредством этого аппарата такими тяжелыми машинами, как прокатный стан. Работа по распознанию и формированию моделей поведения для осуществления управления производится в таких условиях, когда потери энергии незначительны, и все же конечное использование этого распознающего процесса происходит на произвольно высоких энергетических уровнях.
Очевидно, это изобретение столь же основательно изменяет коренные условия производства, как передача и распределение энергии путем использования небольших электрических моторов. Изучение модели поведения переносится в специальную часть прибора, где экономия энергии имеет очень малое значение. Таким образом, мы лишаем большей части их ценности хитроумные приспособления и устройства, ранее применявшиеся для обеспечения того, чтобы механическая соединительная система состояла из возможно меньшего числа элементов, а также устройства, используемые для уменьшения трения и потери движения. Конструкция машин, включающих в себя такие части, была передана из ведения квалифицированного рабочего мастерских в ведение научно-исследовательского работника лабораторий; и последний располагает всеми доступными средствами теории электрической цепи, чтобы заменить механическое изобретательство старого толка. Изобретения в cia-ром смысле были вытеснены разумным использованием
[с.151]
известных законов природы. Расстояние от законов природы до их использования было сокращено в сотни раз.
Я говорил выше, что когда сделано изобретение, то проходит обычно значительный период, прежде чем будет понято все его значение. Прошел значительный период времени, прежде чем полностью было понято влияние изобретения самолета на международные отношения и на условия человеческой жизни. Влияние атомной энергии на человечество и на его будущее еще должно быть оценено, хотя многие наблюдатели настаивают на том, что атомная энергия является просто новым оружием, подобно всем старым видам оружия.
Так же обстояло дело и с электронной лампой. Вначале она рассматривалась просто как подсобный инструмент, дополняющий уже существующую технику телефонной связи. Инженеры-электрики первоначально не поняли ее действительного значения настолько, что на протяжении ряда лет электронные лампы просто относили к особой части сети связи. Эта часть соединялась с другими частями, состоящими только из традиционных, так называемых пассивных элементов цепи - сопротивлений, емкостей и индуктивностей. Только со времени войны инженеры стали достаточно широко использовать электронные лампы, подключая их там, где необходимо, точно таким же образом, как раньше они подключали пассивные элементы этих трех видов.
Электронная лампа была впервые использована для замены ранее существовавших компонентов телефонных линий дальнего действия и беспроволочного телеграфа. Однако вскоре стало очевидным, что радиотелефон достиг статута радиотелеграфа и что стало возможным радиовещание. Тот факт, что этот большой триумф изобретательской мысли в основном стал служить “мыльной опере” и балаганному певцу, не должен закрыть глаза на блестящую работу, проделанную по созданию этого изобретения, и величайшие цивилизаторские возможности, превращенные в колдовское таинство в общенациональном масштабе.
Хотя электронная лампа дебютировала в промышленности средств связи, в течение длительного периода границы и размер этой промышленности не были полностью осознаны. Электронная лампа и родственное ей изобретение – эмиссионный фотоэлемент – спорадически использовались для сканирования продуктов промышленности,
[с.152]
как, например, для регулирования толщины рулона бумаги, выходящего из бумажной машины, или для проверки цвета консервированных ананасов. Эти применения пока еще не привели к созданию новой, получившей разумное обоснование техники, а также в мозгу инженера электронная лампа не ассоциировалась со своей другой функцией.
Все это изменилось во время войны. Одним из немногих завоеваний, явившихся результатом этого великого конфликта, было быстрое развитие изобретений, стимулируемое настоятельной потребностью и неограниченным расходованием денег и прежде всего свежими силами, влившимися в область промышленных исследований. В начале войны нашей первейшей задачей было спасти Англию от сокрушительных атак с воздуха. Поэтому зенитная артиллерия была одним из первых объектов наших научных военных исследований, особенно когда артиллерия была соединена с засекающим аэроплан устройством – радаром или ультравысокочастотными волнами Герца. Радарная техника, помимо изобретения новых своих собственных форм, использовала те же самые формы, что и существующая радиотехника. Таким образом, естественно было рассматривать радар в качестве ответвления теории сообщения.
Кроме обнаружения самолетов при помощи радара было необходимо сбивать их. Это поставило задачу управления огнем. Большие скорости вызвали необходимость вычисления элементов траектории зенитных снарядов машиной и придания самой машине, определяющей упреждение цели, коммуникативных функции, которые прежде выполнялись людьми. Таким образом, проблема управления огнем зенитной артиллерии создала повое поколение инженеров, знакомых с идеей направляемого машине, а не какому-либо лицу сообщения В главе о языке мы уже упоминали о другой области, где в течение значительного времени эта идея была известна ограниченной группе инженеров: об автоматической гидростанции.
В течение периода, непосредственно предшествовавшего второй мировой войне, были открыты новые области использования электронной лампы, соединенной прямо с машиной, а не с человеческим агентом. К их числу относятся более общие применения электронных ламп в вычислительных устройствах. Идея крупномасштабного вычислительного устройства, разработанная наряду с другими учеными Ванневаром Бушем, была первоначально чисто
[с.153]
математической. Интегрирование производилось роликовыми дисками, сцепляющимися друг с другом фрикционным способом, а чередование выводов и вводов между этими дисками являлось задачей на классическую цепь валов и шестеренок.
Первоначальный замысел этих первых вычислительных машин гораздо старше работ Ванневара Буша. В известных отношениях этот замысел восходит к началу прошлого века, к работам Чарлза Баббеджа. Баббедж имел удивительно современные представления о вычислительных машинах, однако имевшиеся в его распоряжении механические средства намного отставали от его представлений. Первая трудность, с которой он столкнулся и которую не смог преодолеть, состояла в том, что для приведения в движение длинной цепи шестеренок требовалась значительная энергия, и вследствие этого передаваемые усилие и крутящий момент очень скоро становились слишком незначительными, чтобы привести в действие остальные части аппарата. Буш увидел эту трудность и преодолел ее очень изобретательным способом. Помимо электрических усилителей, зависящих от электронной лампы и аналогичных устройств, существует ряд механических усилителей крутящего момента, которые известны каждому, кто, например, знаком с устройством корабля и его разгрузкой. Портовый грузчик поднимает охваченный стропами груз посредством барабана лебедки или грузового ворота. Таким путем прилагаемое им механическое усилие увеличивается пропорционально коэффициенту, возрастающему чрезвычайно быстро в зависимости от угла охвата между канатом и вращающимся барабаном. Таким образом, один человек способен управлять подъемом груза во много тонн.