Человек развивался. Одновременно развивались и усложнялись орудия, которыми он работал; число их увеличивалось, они становились все более разнообразными; простые орудия превратились в механизмы. Их использование и управление ими все еще требовали непрерывного участия человека. Но значительную долю энергии теперь поставляли животные, вода или ветер. Причем необходимые преобразования потоков этой энергии также осуществлялись механизмами — другими словами, выполнялись без непосредственного участия человека. В дверь к человеку уже стучалась машина.
И вот они работают бок о бок: человек и машина. Еще нескладная и неуклюжая, она делает свое дело, удесятеряя силы человека и производительность его труда. Правда, человек еще не избавлен от тяжелой работы, связанной с обслуживанием машины. Но уже далеко не все процессы управления осуществляет сам человек. Создавая механизмы машин, он перепоручает им многие функции управления. Наряду с механизацией процессов преобразования, передачи и использования энергии оказались в значительной мере механизированы многие процессы преобразования, передачи и использования информации.
Крепнет дружба человека с машиной. Потребности его растут. И для их удовлетворения он зовет на помощь машины. Он уже научился приспосабливать их для самой различной работы, создавая бесчисленное множество различных механизмов, приборов и устройств.
Машины становятся очень сложными — тут уж ничего не поделаешь! Но зато полностью механизированы все энергетические процессы и почти полностью информационные.
Структура машины, ее строение, размеры звеньев, параметры электрических, пневматических, гидравлических и электронных устройств, входящих в ее состав, сохраняют информацию, заложенную конструктором в машину при ее проектировании и предопределяющую программу ее действия. В процессе работы механизмы наряду с преобразованием и передачей энергии осуществляют передачу и преобразование этой информации.
Водитель управляет автомобилем. Сложнейшая машина подчиняется сравнительно простым действиям. Поворотами рулевого колеса и нажатием педалей он заставляет машину двигаться то быстрее, то медленнее по самому сложному пути. Механизмы усиливают сигналы управления, передают их к исполнительным органам. Многие механизмы работают вообще без непосредственного вмешательства человека. Они самостоятельно собирают информацию о скорости движения и температуре охлаждающей жидкости, об уровне бензина и пройденном расстоянии.
Однако для правильной работы автомобиля всего этого недостаточно. Чтобы управлять им, нужен человек. Его задача состоит в том, чтобы довести объем информации, циркулирующей в машине, до уровня, необходимого для выполнения той или иной программы.
Таким образом, в машине полностью механизированы процессы ввода, преобразования и использования энергии и лишь частично механизированы процессы ввода, преобразования и использования информации.
До автомата остался один шаг. Современная техника сделала этот шаг, благодаря которому и энергетические и информационные процессы оказались полностью механизированными.
…На протяжении всей прогулки термина «машина» и «автомат» мы применяли, как казалось, вперемежку. Теперь становится ясно, что автомат по отношению к машине занимает то же место, что селедка по отношению к рыбе в известной пословице: «Не всякая рыба — селедка, хотя всякая селедка — рыба».
Переиначив эту пословицу, можно сказать: «Не всякая машина — автомат, хотя всякий автомат — машина».
Десятки и сотни тысяч автоматов работают на благо человека. А человек «учит» их выполнять все более сложные процессы, заставляет решать все более сложные задачи. И уже всерьез обсуждается вопрос: что сможет и что не сможет сделать автомат будущего? Иногда это серьезное обсуждение прерывается испуганными возгласами: «Кто — кого?» Да и не мудрено испугаться, если одну за другой передает человек свои функции автомату, приспосабливая его для самых «человеческих» дел.
От палки и камня до сложного современного автомата — действительно гигантский путь пройден техникой!
…Вы задумали сделать себе книжную полку. Казалось бы, что может быть проще, чем отмерить метровый кусок доски. Берешь складной метр, прикладываешь к доске, делаешь отметку. Конечно, стараешься сделать отметку поточнее, чтобы получился ровно метр. Все очень просто, когда под руками есть измерительный инструмент.
Ну, а как обзавестись складным метром, если его нет под руками и нельзя купить в магазине? Казалось бы, что может быть проще! Берешь металлические полоски и загружаешь их одну за другой в штамп, который насекает на них шкалу, разделенную на сантиметры и миллиметры. Само собой разумеется, что штамп должен быть таким точным, чтобы миллиметр на дольках складного метра был действительно «похож» на миллиметр.
Ну, а если штампа нет и взять его негде? Казалось бы, что может быть проще! Идешь в инструментальный цех завода, берешь кусок металла нужного качества, обрабатываешь его и, пользуясь точными измерительными приборами и машинами, делаешь штамп.
А если нет точных измерительных приборов и машин, то что может быть проще, чем их сделать.
Для этого есть другие заводы и цехи, есть еще более точные машины и приборы, есть самые точные — делительные — машины; есть самый точный эталон длины — метр, изготовленный из специального сплава, который хранят так, как не хранят ни одно сокровище в мире. Он, конечно, тоже не совсем метр, и, кроме того, где-то там, в каком-то знаке за запятой, все время происходят некоторые изменения. Ничто не бывает абсолютно точным. Ни эталон длины, ни эталон веса, ни эталон времени.
В этом нет беды. Главное — есть точный инструмент, которым можно измерить менее точное изделие. Между метровым обрезком доски и эталонным метром располагается целая иерархическая лестница измерительных средств все повышающейся точности. Вы можете спокойно приступать к изготовлению книжной полки.
Ну, а если нет ни складного метра, ни штампа, ни цеха, ни эталона, ни иерархической лестницы? Нет ничего. Абсолютно ничего, кроме четырех конечностей и неудобного мира вокруг? Казалось бы, что может быть проще! Ходи себе до скончания века на четвереньках, считая, что все равно ничего не поделаешь.
Так действовать — значит идти по линии наименьшего сопротивления. Эта линия всегда ведет вниз. А человек все время шел вверх. Как это ему удавалось? Как, начав с камня и палки, он пришел к атому и спутнику? Ведь чтобы отрезать кусок доски, нужен метр. Чтобы сделать метр, нужен штамп… Получается вроде сказки про белого бычка.
Все дело в том, что к камню и палке, которые дала человеку Природа, он, Человек, приложил свой труд и свою мысль. Результат превзошел все ожидания. И дело не в том, что он таким образом обзавелся первыми орудиями труда, хотя это, конечно, очень важно.
Главное то что человек, работавший палкой и камнем, уже совсем не был похож на полуживотное, вставшее на задние конечности.
Человек непрерывно растет вместе с творениями своих рук. Его труд и мысль становятся все более квалифицированными. Прикладывая их к тому, что дает ему окружающий мир, он из менее точного делает более точное, из менее совершенного — более совершенное.
Вверх по лестнице идут изделия человека — машины и автоматы. Впереди них — вверх по лестнице — идет человек. Примерно так выглядит краткая история прогресса.
Как ни велика разница между современным автоматом и обломком камня, она все же меньше, чем разница между человеком, создавшим этот автомат, и его предком, впервые взявшим в руки камень. Если об этом своевременно вспомнить, то можно легко преодолеть чувство испуга перед автоматом.
Автомат привлекает к себе внимание, как произведение искусства.
Один подходит к нему, трогает первую попавшуюся кнопку, презрительно кривится и, произнеся: «Подумаешь, не видел я машин!», отходит, вытирая руки. Это невежда.
Другой при виде автомата падает на колени и, заламывая руки, восклицает: «О! Кибернетическое чудо!» — и рыдает от восторга. Это горе кибернетик.
Третий долго его разглядывает, то размышляя, то завистливо вздыхая, а затем решительно говорит: «Придумано и сделано неплохо, но кое-что можно сделать лучше». Это инженер, ученый, конструктор.
А мы, подойдя к автомату, займемся делом и, как уже договорились, прежде всего попытаемся выделить те главные узлы, которые образуют его основу — «скелет». При этом не будем обращать внимания на то, что в различных автоматах эти узлы сконструированы и действуют по-разному. Для нас в первую очередь важно установить назначение этих узлов и характер их взаимодействия в процессе работы автомата. Только так удается проследить за потоками энергии и информации, понять, по какой схеме действует вся система, каким закономерностям она подчиняется.
Мы теперь располагаем достаточным материалом, чтобы составить такую «скелетную» схему, или, как ее называют, блок-схему, автомата.
Любой автомат должен работать по определенной программе, причем в автоматах может быть использован различный носитель этой программы. В копировальных станках программа задается копиром, с которого в процессе работы информация «считывается» роликом.
Программа действия кинопроекционного аппарата определяется главным образом структурой и размерами лентопротяжного механизма, а реализуется эта программа в процессе непрерывного вращения ведущего звена, соединенного с источником энергии.
Программой для телеграфного аппарата служит перфорированная лента, для магнитофона — магнитная лента.
Эти носители программы наряду с перфокартами и магнитными барабанами находят широкое применение в наиболее современных автоматах, действиями которых управляют числа.
Программа работы наручных часов определяется конструкцией и размерами спускового механизма и маятника, получающих энергию от заводной пружины.
Для торгового автомата, отпускающего газированную воду, газеты, спички, папиросы, носителем программы служит монета или жетон и т. п.