Знакомьтесь - роботы!

Адам и Галатея

Согласно библейской легенде род людской начался с Адама, причем там описывается чрезвычайно простой технологический процесс его создания. Сначала бог изготовил из земного праха по своему образу и подобию точную копию, а затем оживил, вдохнув в ее ноздри дыхание жизни.

Библия создавалась в течение нескольких веков, предшествовавших наступлению нашей эры. Это были времена экономического и культурного расцвета и распада государств древнего мира — Египта, Древней Греции, Рима. Созданные тогда памятники скульптуры, архитектуры, декоративно-прикладного искусства обнаруживаются до сих пор. А в истории остались имена не только поэтов, музыкантов, политических деятелей, но и ученых, врачей, философов того периода.

В самые давние времена человек стремился познать самого себя, проникнуть в суть таинственных явлений природы, жизни, бытия. Но человек творец, и посему, помимо желания познать, он проявлял стремление увиденное повторить, воспроизвести в грубом наскальном рисунке, в деревянном идоле, в простых игрушках, в статуях, в чудесных скульптурах и произведениях живописи. И он же создавал сказки — мифы, которые легко и просто "объясняли" то, что всерьез понять никак не мог, в которых невозможное делалось без всяких трудностей, стоило только этого пожелать.

Библейский миф о происхождении Адама удивительно совпадает с историей, пересказанной римским поэтом Овидием, жившим круглым счетом две тысячи лет назад. В ней рассказывается о том, как король Кипра Пигмалион (кстати, тоже легендарная личность), почувствовав, очевидно не без причин, антипатию к женскому полу, посвятил себя искусству. Но и здесь его ждал подвох. Выбрал он, казалось бы, совершенно невинное занятие — ваяние. Как получилось, что в результате своих трудов он изваял в мраморе статую женщины необычайной красоты, и с чего это началось, в истории не рассказывается. Но кончились его занятия искусством тем, что он влюбился в свое произведение и начал приставать к греческой богине любви Афродите с просьбой оживить его Галатею. Эта сказка, как и большинство других, кончается хорошо. Пигмалион уговорил Афродиту, та оживила Галатею (метод оживления не указан!), и Пигмалион на ней женился.

В дальнейшем Галатея осчастливила Кипр очередным королем.

Шли сотни лет и тысячелетия, и вера человека в свои силы и творческие возможности крепла. Не зря он усердно питался яблоками с древа познания, которое так сильно разрасталось, как и думать не могли наши предки.

"Библейско-мифологический тур" попыток создать из подручных материалов"…по образу и подобию…" уже давно закончился, но сказки об Адаме и Галатее не забыты. Наоборот, и в не столь давние времена, и совсем недавно, и в наше время люди задумывались и задумываются о том, как бы "сказки сделать былью". Конечно, не из таких материалов, как прах земной или мрамор; и "одушевленных" не так, как был одушевлен Адам; и созданных не для того, для чего, оказалось, была создана Галатея. Но созданных! Созданных искусственно и умеющих искусственно воспроизводить такие движения и действия, которые бы нельзя было отличить от естественных движений и действий разумного человека.

Возможно это или невозможно?

Десятка полтора лет назад вокруг этого вопроса кипели страсти. И еще как кипели! Как много было сказано на тему "Да или нет"! И не только сказано, но и письменно предсказано и утверждено. И если еще раз вернуться к тому, что теперь "не вырубишь топором", и еще раз вспомнить, кем было сказано и кем было написано, то поначалу нельзя не удивиться тому, каких совершенно противоположных точек зрения по одному и тому же вопросу и в одно и то же время могут придерживаться признанные научные авторитеты! Только потом постепенно становится ясно, насколько сложен и многогранен этот вопрос, насколько много в нем недосказано и недоспрошено и насколько по-разному можно это недосказанное и недоспрошенное понимать и истолковывать. Тогда удивление проходит.

Ученые и инженеры трудятся в поте лица, чтобы человек мог летать в космос, жить и работать в глубинах моря, обогреть целое царство одним камнем, сотворить подобие Адама. А тем временем создаются новые сказки и мифы, правда, уже на высоком научно-фантастическом уровне. Об аппаратах, "видящих" все ваши мысли, о полетах в далекие созвездия, об инопланетных пришельцах и мыслящей материи и о роботах, роботах, роботах, роботах. В этом отношении все выглядит примерно так же, как две тысячи лет назад.

Тогда, как и сейчас, сосуществовали правда и вымысел. Конечно, что говорить: предметы правды и вымысла тогда и теперь несоизмеримы. Правды, над поисками которых бились лучшие умы древности, сегодня азбучные истины, а вымыслы, вера в которые тогда была непоколебима, сегодня наивны. Но тогда, как, впрочем, и сейчас, далеко не всегда и далеко не всем удавалось различать правду и вымысел.

Обыкновенное чудо

Имя древнегреческого ученого Герона, работавшего в Александрии и потому прозванного Александрийским, упоминается в современных энциклопедиях всего мира, кратко пересказывающих содержание его рукописей.

Две тысячи лет назад он завершил свой труд, в котором систематически изложил основные научные достижения античного мира в области прикладной механики и прикладной математики (причем названия отдельных разделов этого труда: "Механика", "Пневматика", "Метрика" — звучат вполне современно). Диву даешься, как много знали и умели его современники. Он описал устройства (которые до недавнего времени назывались "простые машины"), использующие принципы действия рычага, ворота, клина, винта, блока; он собрал многочисленные механизмы, приводимые в движение жидкостью или нагретым паром; изложил правила и формулы для точного и приближенного расчета различных геометрических фигур. Прямо-таки античная техническая энциклопедия, написанная одним человеком. Он не всегда, правда, указывал источники и руководства, которыми пользовался, работая над своим трудом, но так он поступал не по злому умыслу. Скорее всего имена многих изобретателей и мастеров древности были задолго до него стерты временем. Кем и когда были изобретены винт и блок, кто первым догадался использовать пар в качестве источника энергии привода? Вряд ли на эти и многие другие вопросы история техники когда-либо получит ответы.

Герона Александрийского мы здесь вспомнили не только, чтобы лишний раз удивиться, что примерно в одно и то же время и примерно в одном и том же месте на земном шаре писались и Библия, и Механика с Метрикой. Мы его вспомнили еще и потому, что в его трудах фигурировали описания не только простых машин, но и автоматов, действующих без непосредственного участия человека на базе принципов, используемых еще и в наши дни.

Ни одно государство, никакое общество, коллектив, семья, ни один человек никогда не могли существовать без того, чтобы так или иначе не измерять время. И способы таких измерений изобретались в самой глубокой древности. Сначала это были естественные способы, не требующие никаких специальных знаний и технических ухищрений. Восход солнца, заход солнца, его промежуточные положения — этими ориентирами должен был обходиться первобытный человек. И он, вероятно, прекрасно ими обходился. Сейчас даже трудно себе представить, какую пользу мог бы ему сослужить современный будильник или хронометр.

Во мраке тысячелетий погребено имя того, кто, воткнув палку в песок, не только заметил, что тень от палки меняет в течение дня свое положение и длину (это люди замечали, наверное, задолго до него), он сделал гораздо больше. Он не просто заметил нечто новое, но сумел по-новому посмотреть на, может быть, уже известное явление и сумел использовать его так, как прежде не сумел использовать никто. Тогда это было так же трудно, как и сейчас, и несомненно, что человек, придумавший первые солнечные часы, был гениальным изобретателем, независимо от того, какое он получил авторское вознаграждение.

Мы не знаем, сколько сотен, а может быть, и тысяч лет людей устраивали солнечные часы со всеми возможными их усовершенствованиями. Но в конце концов стало ясно, что никакие усовершенствования не могли устранить их органических пороков. Днем их выводила из строя пасмурная погода, по ночам они вообще не действовали. А люди вошли во вкус, они жаждали возможности измерять время все более точно, днем и ночью, так как их, наверное, приглашали на ответственные совещания и в гости к ответственным лицам.

Как им удавалось сговариваться настолько точно, насколько это было необходимо, и какой смысл тогда вкладывался в понятие "точно" — сейчас никто не знает. Но уже в глубокой древности в Китае и Индии появилась клепсидра — водяные часы.

Этот прибор получил широкое распространение. В Египте клепсидра применялась еще в XVI веке до нашей эры наряду с солнечными часами, ею пользовались в Греции и Риме, а в Европе она отсчитывала время до XVIII века нашей эры. Итого, почти 3,5 тысячелетия! Не правда ли, есть все основания отнести клепсидру к автоматам-долгожителям!

Герон упоминает своего современника, древнегреческого механика и изобретателя Ктезибия. Среди его изобретений и конструкций есть и клепсидра, которая и сейчас могла бы служить украшением любой выставки технического творчества.

Представьте себе вертикальный цилиндр, расположенный на прямоугольной подставке. На этой подставке установлены две фигуры. В одну из этих фигур, изображающую плачущего ребенка, подается вода. Слезы ребенка стекают в сосуд в подставке клепсидры и поднимают помещенный в этот сосуд поплавок, соединенный со второй фигурой — женщиной, держащей указатель. Фигура женщины поднимается, указатель движется вдоль цилиндра, который служит циферблатом этих часов, показывая время. День в клепсидре Ктезибия был разделен на 12 дневных "часов" (от восхода до захода солнца) и 12 ночных "часов". Когда сутки кончались, открывался слив накопившейся воды, и под ее воздействием цилиндрический циферблат поворачивался на 1/365 полного оборота, указывая очередные день и месяц года. Ребенок продолжал плакать, и женщина с указателем вновь начинала свой путь снизу вверх, указывая дневные и ночные "часы", заранее согласованные с временем восхода и захода солнца в этот день.

"Чудо — всякое явление, кое мы не умеем объяснить по известным законам природы". Так определяет слово "чудо" толковый словарь В. Даля. Можно быть уверенным, что ни сам Ктезибий и никто из его современников понятия не имели о тех законах природы или законах механики, которые управляли движениями этого автомата. Ктезибий творил обыкновенное техническое "чудо", для этого ему служили его руки, его талант и уроки, полученные им от его учителей.

Автоматы, отсчитывающие время, по утверждению К. Маркса, были первыми автоматами, созданными для практических целей. Поэтому для нас они представляют особый интерес. А Герон в своих трудах описывает и другие автоматы, также использовавшиеся в практических целях, но совсем другого характера, в частности первый известный нам торговый аппарат — устройство, автоматически отпускавшее за деньги "святую воду" в египетских храмах.

Во все времена приверженцы всех религий больше или меньше верили в чудеса, которыми полны священные книги и изустные учения. Они верили в чудеса и жаждали чуда. Неудовлетворенный спрос обычно рождает разочарования. Это опасно потому, что за разочарованием может последовать неверие. Поэтому спрос должен был быть удовлетворен. Этой цели служили многие "рукотворные" чудеса, и в том числе описанный Героном торговый автомат.

Время с собой

Механические часы тоже автомат-долгожитель. Он изготовляется и совершенствуется добрую тысячу лет.

Этот длительный процесс оказал огромное влияние на развитие точных наук и на становление самых различных технологий. В связи с совершенствованием механизмов часов и созданием новых принципов их устройства было сделано множество научных открытий и технических изобретений.

Точное время нужно было, конечно, не только для того, чтобы точно являться на свидания и званые ужины. Определение местонахождения корабля в открытом море требует знания точного времени, которое можно хранить на корабле только при помощи достаточно точных часов. Знания точного времени требуют астрономические наблюдения, измерения скоростей движения экипажей, людей и животных, физические, механические, химические опыты, выполнявшиеся учеными, неисчислимое множество технологических процессов, сама жизнь человеческого общества. Точное время "добывали" изобретатели, механики, инженеры и ученые. Иногда все эти специальности совмещались и выступали в одном лице. Достаточно назвать хотя бы двух из числа таких лиц, чтобы понять, какое место всегда занимала проблема точного времени.

Первое упоминание о механических часах относится к VI веку нашей эры. Первые более или менее достоверные сведения о построенных часах приходят к нам из IX и X веков. До XVI века у часов была только одна часовая стрелка; в сутки они "врали" не меньше чем на пятнадцать минут, в качестве источника энергии в них использовался опускающийся груз. А затем темп усовершенствования часов сильно ускорился.

Великий итальянский физик Г. Галилей в одном лице совмещал первооткрывателя, ученого, изобретателя и инженера. На основании дошедших до него сведений из Голландии об изобретенной там зрительной трубе он в 1609 году построил подобную трубу, дававшую трехкратное усиление. Казалось бы, в этом особенное лишь то, что он выступал здесь в качестве инженера.

Но он первым в мире догадался направить эту трубу на ночное небо. То, что он увидел, представляло собой не одно, а целый спектр великих открытий. Он открыл ни много ни мало — новую неожиданную картину мира, увидел удаленность звезд, вращение Солнца, пятна на нем и многое другое, из чего складывается современная астрономия. Он догадался, что, увеличивая оптические возможности телескопа, человек будет видеть в ночном небе все больше и больше. Г. Галилей расширил нашу вселенную и изменил о ней все представления своих современников, став великим открывателем в ту ночь, когда взглянул в свой телескоп на небо.

Г. Галилей тоже нуждался в точном времени и изобрел (хотя и не построил) маятниковые часы, в которых колебания маятника и счет их числа производились автоматически. В этом изобретении, как в капле воды, проявляется удивительное слияние инженерного таланта с талантом ученого.

Г. Галилей — выдающийся ученый-механик. Его работы по формированию основных принципов механики имеют основополагающее значение для современной науки. Вместе с тем полученные им глубокие результаты он иллюстрировал на наглядных примерах решения практических задач. В качестве одного из таких примеров он рассмотрел задачу о качании маятника. И получил с первого взгляда явно неправдоподобный результат. Его выкладки показывали, что время одного полного качания, если можно так выразиться, время одного "тик-так", остается одним и тем же при различных размахах маятника, при условии, что они из очень большие. Догадаться об этом чисто интуитивно, путем прямого изобретательства, просто невозможно! Было невозможно во времена Г. Галилея, так же как в наше время невозможно просто взять и догадаться, чему равна, например, первая космическая скорость.

Работа Г. Галилея по исследованию движения маятника, положившая основу всей современной теории колебаний, — работа выдающегося ученого. А дальше?

А дальше на первый план выступает искусство выдающегося инженера и изобретателя. Вот как можно представить себе ход его мысли.

Если время качания практически не зависит от величины размаха маятника, то, значит, каждое его качание отсчитывает один и тот же промежуток времени, каждое качание — точная единица времени, даже если размахи маятника не совсем одинаковы. И значит, считая число качаний, мы можем точно измерять время!

Все, что нужно было знать, чтобы изобрести маятниковые часы, Г. Галилей уже знал как ученый-механик. Оставалось "только" их изобрести! И если, следуя за рассуждениями и выкладками Г. Галилея, можно понять, как он обнаружил изохронность маятника (то есть постоянство времени его качания), то как он изобрел новый принцип действия часов, каков этот галилеевский "механизм" процесса изобретательства, понять нельзя и сегодня. По той простой причине, что сегодня, как и во времена Герона и Г. Галилея, изобретательство в значительной мере остается особым продуктом человеческого творчества, некоторой разновидностью искусства, требующей особого таланта, дарования. Маятниковые часы не мог бы изобрести ни один "просто ученый" и ни один "просто изобретатель". Г. Галилей совмещал обе эти "специальности", он мог изобрести часы, и он их изобрел!

И еще одно имя нельзя не вспомнить в связи с историей автоматов, отсчитывающих время. Это имя выдающегося голландского механика, физика и математика Христофора Гюйгенса, которому исполнилось 13 лет в год смерти Г. Галилея.

При всех положительных качествах маятниковых часов им свойствен тот существенный недостаток, что они очень чувствительны к изменениям положения, к всяческим сотрясениям и движениям их корпуса.

И вот X. Гюйгенс, на протяжении ряда лет занимавшийся усовершенствованием часов, предложил использовать в качестве источника периодических движений не маятник, а систему "баланс-спираль".

Представьте себе небольшое кольцо со спицами и втулкой, сидящее на свободно поворачивающейся оси, — это баланс. А спираль — спиральная пружинка, внутренний конец которой закреплен неподвижно, а наружный соединен с кольцом. Баланс и спираль образуют такую же колеблющуюся систему, как и маятник, обладающую тем же свойством изохронности. Но центр тяжести баланса в отличие от центра тяжести маятника совпадает с осью его качания. При этом на точность отсчета времени не влияют ни толчки, ни тряска, совершенно недопустимые для маятниковых часов. Теперь время можно было "носить с собой".

Свою систему X. Гюйгенс предложил ровно 300 лет назад. Если вы сегодня снимете заднюю крышку ваших наручных часов, то убедитесь, насколько долговечным может быть талантливое техническое решение. И постепенно часы, бывшие некогда драгоценным и уникальным прибором, стали сначала предметом роскоши, доступным только очень богатым людям, потом ими обзавелись люди просто богатые, затем зажиточные… В наше время семиклассник опаздывает на урок не только по школьным, но и по своим часам.

Часовщики — люди, которые строили первые автоматы, получившие широкое практическое применение.

Во времена X. Гюйгенса и много лет спустя часовщик производил часы сам с начала до конца. Вооруженный набором инструментов и приспособлений, он пилил, обтачивал, резал, сверлил… Он один владел десятками профессий, владел в совершенстве, фигурально выражаясь, умел "подковать блоху". Он изготовлял одни часы за другими, вносил в их конструкцию усовершенствования. Часы отсчитывали не только часы и минуты, но и дни и годы, они били, звонили, играли мелодии. Множество частей, движущихся с разными скоростями, давало простор фантазии часовщика. Ведь к каждой из них можно было с помощью простого механизма присоединить другие части уже не часового механизма, а искусно изготовленного зверька, птицы, куклы. Времени на их изготовление можно было не жалеть. Драгоценные уникальные часы заказывали короли и принцы, папы и цари. Все больше людей самых разнообразных специальностей привлекалось к изготовлению часов, необходимых для этого материалов и инструментов.

К середине XVIII века часовое дело стало целой отраслью производства, вероятно, тогда единственной, требовавшей столь широкого разнообразия технологических операций и точности их выполнения.

"Я не мыслю-значит, меня нет?"

Удивительно ли, что именно среди часовых дел мастеров появились выдающиеся умельцы, поражавшие своими изделиями весь мир. Их механические создания, внешне похожие на животных или на людей, были способны выполнять наборы разнообразных движений, подобных движениям животных или человека, а внешние формы и оболочка игрушки еще более усиливали ее сходство с живым существом. Именно тогда появился термин "автомат", под которым вплоть до начала XX века понимались, как это указывается в старинных энциклопедических словарях, "такие машины, которые подражают произвольным движениям и действиям одушевленных существ. В частности, называют андроидом машину, производящую движения, похожие на человеческие". (Заметим, что "андроид" — греческое слово, означающее человекоподобный.)

Годами длилась постройка такого автомата, и даже сейчас непросто понять, каким образом удавалось, действуя кустарными приемами, создавать уйму передач, размещать их в малом объеме, увязывать воедино движения многих механизмов, подбирать нужные соотношения их размеров. Все детали и звенья автоматов были выполнены с ювелирной точностью; они были скрыты внутри фигур, приводя их в движение по довольно сложной программе.

Мы не будем сейчас судить о том, насколько совершенными "животноподобными" или "человекоподобны ми" казались тогда движения этих автоматов и андроидов. Лучше просто передадим слово автору статьи "Автомат", опубликованной круглым счетом 100 лет назад в энциклопедическом словаре, изданном в Санкт-Петербурге, как тогда назывался Ленинград.

Вот два отрывка из этой статьи с совершенно незначительными изменениями, дающие представление о том, как выглядели эти автоматы и какое впечатление они производили на зрителей:

"…Гораздо удивительней были автоматы, устроенные в прошлом веке французским механиком Вокансоном. Один из его андроидов, известный под именем "флейтиста", имевший в сидячем положении, вместе со своим пьедесталом, 2 арш. 5½ вершка вышины (то есть около 170 см), играл 12 разных пьес, производя звуки обыкновенным вдуванием воздуха изо рта в главное отверстие флейты и заменяя ее тоны действием пальцев на прочие отверстия инструмента.

Другой андроид Вокансона играл левой рукой на провансальской свирели, правой рукой играл на бубне и прищелкивал языком по обычаю провансальских свирельщиков. Наконец, бронзированная жестяная утка того же механика едва ли не самый совершенный из всех поныне известных автоматов — не только подражала с необычайной точностью всем движениям, крику и ухваткам своего оригинала: плавала, ныряла, плескалась в воде и пр., но даже клевала пищу с жадностью живой утки и выполняла до конца (разумеется, при помощи сокрытых внутри ее химических веществ) обычный процесс пищеварения. Все эти автоматы были публично показаны Вокансоном в Париже в 1738 году…"

"…Не менее удивительны были автоматы современников Вокансона, швейцарцев Дро. Один из изготовленных ими автоматов, девица-андроид, играл на форгепьяно, другой — в виде 12-летнего мальчика, сидящего на табуретке у пульта, — писал с прописи несколько фраз по-французски, обмакивал перо в чернильницу, стряхивал с него лишние чернила, соблюдал совершенную правильность в размещении строк и слов и вообще выполнял все движения переписчиков…

Лучшим произведением Дро считаются часы, поднесенные Фердинанду VI Испанскому, с которыми была соединена целая группа разных автоматов: сидящая на балконе дама читала книгу, нюхая временами табак и, видимо, вслушиваясь в музыкальную пьесу, разыгрываемую часами; крохотная канарейка вспархивала и пела; собака охраняла корзину с фруктами и, если кто-нибудь брал один из плодов, лаяла до тех пор, пока взятое не было положено обратно на место…"

Что можно добавить к свидетельству старинного словаря? Что "писца" построил Пьер Дро — выдающийся швейцарский мастер-часовщик, что вслед за этим его сын Анри построил еще одного андроида — "рисовальщика", и что потом оба механика — отец и сын вместе — изобрели и построили еще и музыкантшу. Что музыкантша играла на фисгармонии, ударяя пальцами по клавишам; что, играя, она поворачивала голову и следила глазами за положением рук и что грудь ее поднималась и опускалась, как будто она дышала.

В 1774 году на выставке в Париже эти механические люди пользовались шумным успехом. Затем Анри Дро повез их в Испанию, где толпы зрителей выражали восторг и восхищение. Но здесь вмешалась святейшая инквизиция, обвинила Дро в колдовстве, посадила Анри в тюрьму, отобрав созданные им уникумы… Тяжелые испытания выпали на долю талантливой семьи Дро. Сложный путь прошли их создания, переходя из рук в руки, и много квалифицированных часовщиков и механиков приложили к ним свой труд и талант, восстанавливая и ремонтируя поврежденное людьми и временем, пока в Швейцарии, в музее изящных искусств города Невшателя, эти андроиды не заняли почетного места.

Еще несколько имен помнит история часового дела, в том числе имя русского механика-самоучки Ивана Кулибина. Тридцати лет от роду он построил часы в форме яйца, затем планетные часы, показывавшие, кроме часов, минуты, секунды, месяцы, дни недели, фазы Луны, времена года. Человек выдающихся инженерных и изобретательских способностей, он был назначен императрицей Екатериной II заведующим механической мастерской Академии наук. Эта мастерская была во второй половине XVIII века центром в области приборостроения в России.

С XVIII веком заканчивался второй тур попыток создать нечто по образу и подобию, тур, проходивший хотя уже не на сказочном, но не больше чем на игрушечном уровне. Это были инженерные игрушки, на которых их создатели многому научились, но все же они были только игрушки, потому что никакою другого практического применения они не получили и не могли получить.

XIX век не оставил нам более совершенных плодов инженерного "игрушечного" мастерства. Но, конечно, мы не вправе укорять наших дедов и прадедов из прошлого века в научном и техническом безделье. Энергетика и машиностроение, телеграф и телефон, металлургия и горное дело, океанское судоходство и воздухоплавание, техническая физика и прикладная механика эти и многие другие отрасли человеческого знания и умения обязаны своим становлением прошлому веку.

Древо познания, к которому Адам не смел прикоснуться, уже затерялось в саду, выращенном его потомками.

В 1929 году на радиовыставке в Париже демонстрировалась забавная игрушка — электрическая собака.

Она была сделана из фанеры, покрыта фетром и, подобно живой, имела два глаза — два фотоэлемента, разделенных носом — непрозрачной перегородкой.

Когда ее освещали, она начинала двигаться на свет и лаять. Если лампочку отводили в сторону, не переставая освещать собаку, последняя поворачивалась и продолжала лаять, двигаясь к источнику света.

Устройство собаки теперь кажется чрезвычайно простым. Каждый глаз-фотоэлемент был включен в цепь реле, управляющего пуском электродвигателя, который вращал пару — левых или правых — колесиков в ногах собаки. При освещении правого глаза включался двигатель левых колес, и, наоборот — при освещении левого глаза начинали вращаться правые колеса. Аккумуляторы, питающие двигатели и механизмы передачи вращения колесам, были спрятаны в туловище игрушки.

Вспомните часы, которые поднес Пьер Дро испанскому королю, собаку, охранявшую корзину с фруктами и лаявшую до тех пор, пока взятое из корзины яблоко не было положено на место. Электрическая собака, построенная 45 лет назад, по принципу устройства не так уж сильно отличалась от собаки, построенной Дро круглым счетом два века назад.

Если бы Дро обладал современными познаниями в области теории управления и физиологии, он имел бы все основания утверждать, что одним из первых использовал в автомате так называемую обратную связь и построил, может быть, первую модель, обладающую не только внешним сходством с животным, но и воспроизводящую один из элементов его поведения: построенная им собака имела обратную связь с окружающим миром и лаем "реагировала" на воздействие внешней среды.

Дро не подозревал, что на его творчество можно взглянуть с такой точки зрения. Но это, конечно, не означает, что он не имел на этот счет своей собственной точки зрения, весьма прогрессивной для своего времени.

Ведь не зря первый из знаменитых андроидов — "писец" — писал: "Je ne pense pas, ne serais je donepas?" — "Я не мыслю — значит, меня нет?", как бы вступая в спор с выдающимся французским математиком, физиком, физиологом и философом XVII века Рене Декартом, которому принадлежат слова: "Cogito, ergo sum" — "Я мыслю — значит, существую".

Когда на парижской выставке демонстрировалась "фотоэлектрическая собака", идея обратной связи, как и многие другие идеи современной теории управления, учеными еще не были сформулированы, машиностроение еще не очень нуждалось в слове "автомат", а производство не было знакомо с понятием "автоматизация".

Но зато быстрыми темпами развивались радио, электроника, фотоэлектрические устройства, разрабатывались телевизионные системы, системы пневмо-, гидро- и электропривода — одним словом, многое из того, что сегодня называется средствами и системами автоматики и автоматизации. Возможности этих новых средств использовались при создании самых разнообразных автоматических устройств, полуавтоматов и автоматов различного назначения. И одновременно эти системы и средства "примерялись" не только на "фотоэлектрической собаке", но и на очередной серии андроидов — "Телевокс", "Эрик", "Альфа" и др., которые двигали руками, отвечали на вопросы, садились и вставали, стреляли из пистолета, восхищали и пугали зрителей, но по-прежнему были только игрушками.

Так прошел третий "тур" попыток создать "по образу и подобию". В этом туре, как и в двух предыдущих, использовались самые совершенные тогда научные методы и технические средства. Наши предки тренировались изо всех сил.

Четвертый тур

Вся эта глава — совсем краткий "этюд" из истории технического прогресса. Только поэтому нам удалось, начав "от Адама", так быстро добраться почти до середины XX века. В сколько-нибудь полном виде такая история составила бы, вероятно, не одну сотню толстых томов. Она бы содержала бесчисленное количество удивительных фактов и событий трагических и смешных, невероятных и неправдоподобных, но вместе с тем абсолютно верных и документально подтвержденных. Вся от начала до конца она представляла бы своеобразный свод биографий — биографий ученых и инженеров, техников и рабочих, людей образованных и самоучек, изобретателей по призванию, по необходимости и по "случаю". И конечно, значительное место в этих биографиях должны были бы занять рассказы об общественном, политическом и экономическом устройстве, об уровне науки и техники, культуры и образования в тех странах и в те времена, где и когда эти люди жили и работали. Это была бы в конечном счете история человечества, ибо историю технического прогресса невозможно отделить от истории человеческого общества.

А то, о чем мы рассказали в этой главе, — всего лишь нечто вроде "технического фона", на котором пунктиром намечена совсем краткая история давней мечты и многочисленных попыток человека, уподобившись библейскому богу, воспроизвести нечто "по образу и подобию своему". Проводя такой пунктир, мы хотели еще раз подчеркнуть, что идея робота не нова, что попытки реализовать эту идею люди делали неоднократно, что идея робота, может быть, ничуть не хуже и ничуть не лучше идей "ковра-самолета" и "скатерти-самобранки" и что по мере прогресса человеческого общества, расширения технических возможностей понятия "желаемое" и "достижимое" непрерывно сближаются. Все лучше удается предсказать реальность этого сближения, все быстрее и точнее рассчитать его скорость, все весомее и драгоценнее становятся "плоды просвещения".

Итак, технический "этюд", охватывающий период времени от "сотворения мира" почти до середины XX века, занял у нас меньше одной главы.

Вторую половину XX века, время, в котором мы живем, наши потомки также запомнят как важнейший этап в истории науки и техники. "Цепная реакция" в области робототехники есть прямое следствие взрывоподобного процесса развития науки и техники, начавшегося круглым счетом 30 лет назад.

Одной из важнейших примет нашего времени является все более сильный упор на использование человеческого ума, таланта, знаний. Наука уже стала непосредственной производительной силой — это означает, что в развитии каждой из ее бесчисленных отраслей и ветвей заинтересованы не отдельные группы и группки "кабинетных" ученых, а целые отрасли промышленности, подчас целые государства.

Научно-техническая революция — это в первую очередь качественные изменения во взглядах на науку, на то, что она может и что она должна. Такой качественный скачок накапливался исподволь, развивался вместе с развитием общества, его производительных сил, научных и технических возможностей.

Сто и даже еще тридцать лет назад главной задачей техники была замена мускульной силы человека "механическими силами" машины.

Научно-техническая революция началась с капитальных шагов в направлении автоматизации процессов умственного труда с целью повышения его производительности, избавления человека от утомительных, однообразных интеллектуальных операций. Человечество вступило в один из самых перспективных и увлекательных периодов своей истории; уже сегодня наука и техника стократно и тысячекратно увеличивают не только наши физические, но и умственные, интеллектуальные возможности. Стало это реальным с появлением электронной техники и технологии, созданием армии электронных цифровых вычислительных машин (ЭЦВМ или просто ЭВМ), которые служат человеку числом и уменьем.

Свыше десяти лет назад экономисты, оценивая влияние технического прогресса и темпов, характеризующих изменения в технике, рассмотрели историю внедрения в течение последних десятилетий 20 крупнейших технических нововведений, имевших значительные социальные и экономические последствия. В течение последнего десятилетия XIX века и первой половины XX века человечеству достались: алюминий, пластмассы, витамины, искусственные каучук и волокна, антибиотики, автомобильный и воздушный транспорт (чем не ковер-самолет?), электронные лампы и радиовещание, замороженные продукты (чем не скатерть-самобранка?). С началом второй половины XX века, а фактически за 15 лет, широкое внедрение получили электронно-вычислительная техника, телевидение и станки с цифровым, или, как часто говорят, с программным, управлением, полупроводники, интегральные схемы и производство ядерной энергии, титан и синтетическая кожа.

Масштабы и темпы технических нововведений непрерывно расширяются и растут. В своих исследованиях ученым уже приходится изучать технические, социальные и экономические последствия внедрения глобального и цветного телевидения, мазеров и лазеров, освоения трансплантации (пересадки) живых органов, развития так называемой инженерной генетики, глубоководной и космической техники, атомоходов, роботов, все новых и новых поколений ЭВМ, новой и новейшей техники, машин, автоматов, аппаратов, появление которых становилось возможным и целесообразным только с появлением каждого следующего поколения ЭВМ.

Для того чтобы жить, работать, изобретать, развлекаться, нужна энергия, которую мы получаем вместе с хлебом, овощами, фруктами от растений, вместе с мясом и молочными продуктами от животных. Животные, в свою очередь, также питаются растениями. Энергия, заключенная в стакане молока, перешла туда от растений, скормленных корове. Значит, в конечном счете всю энергию мы получаем от растений. Откуда она там появилась?

Поставщиком этой энергии служит Солнце. В живой природе все тесно взаимосвязано и взаимозависимо.

Сеть этих связей настолько сложна, цепочки зависимостей могут быть такими длинными и запутанными, что, потянув без разбору за одну из ниточек, рискуешь порвать сеть в совершенно неожиданном и крайне опасном месте.

Удивительная вещь — картина равновесия в природе! Асфальт, бетон и стекло, транспорт, водопровод и центральное отопление, шляпы, пальто и зонтики уже давно загораживают современному человеку эту картину, и постепенно она стала казаться ему совершенно нерушимой, вечной. А потом все вдруг заговорили о так называемом экологическом равновесии!

В технике дело с "равновесием" обстоит примерно так же, как и в природе. В ней все так же взаимосвязано и взаимообусловлено. Прежде чем, повернув выключатель, зажечь свет, нужно в патрон ввернуть лампочку, чтобы изготовить лампочку, нужна колба, цоколь и вся "начинка", чтобы их изготовить, нужно… Цепочка обрастает самыми различными материалами, машинами, автоматами, технологиями.

Научно-техническая революция — процесс развития, чрезвычайно сжатый во времени. Он не меньше любого другого процесса в природе и технике требует гармонии и равновесия, особого равновесия — динамического, равновесия в движении!

Научно-технический прогресс — все его "пути-дороги": автоматизация производства, движение в глубь атома, океана, космоса — потянул сразу за множество нитей, привел в движение всю техническую сеть. И он же породил одно из наиболее могучих средств поддержания ее равновесия в этом движении — вычислительную технику, ЭВМ. Вот в каких новых условиях сегодня совершается уже четвертая попытка создать нечто "по образу и подобию", идет четвертый и, видимо, решающий тур. На фоне сказанного должно стать особенно ясно, что робот, такой, какой он есть сегодня или будет завтра, представляет собой не единственный и не исключительный продукт современной науки и техники, а одно из многих ее порождений, вызванных к жизни острой необходимостью.

Не приходит ли иногда вам в голову, дорогой читатель, что, может быть, они и не нужны совсем, эти новые "порождения", что, может быть, без промышленных революций и научно-технических прогрессов было бы лучше?

Нет, не было бы лучше. Останавливаться в своем развитии человеческое общество не может. Его научно-технический уровень растет и будет расти, плоды просвещения становятся все более весомыми, а их урожай все более обильным. Общественное устройство должно и будет становиться все более совершенным, приближаясь к коммунизму. Только при этих условиях каждый человек может получить равное с другими право и возможность работать и пользоваться плодами коллективного труда. Только такое общество может справиться с будущим "энергетическим кризисом", обеспечить экологическое равновесие, сделать будущие поколения еще более здоровыми и счастливыми.

Мы в книге подробно не останавливаемся на социальных последствиях, связанных с грядущим широким внедрением систем робототехники.

В социальном плане было бы совершенно неправильно выделять роботы в какой-то особый класс систем автоматизации человеческого труда, отличающийся от машин и автоматов всех других классов. Их технические, технологические и конструктивные особенности и окружающий их до сих пор ореол "чапековских роботов" не дают на это никакого права. Они в этом плане не изменяют и не могут изменить соотношения сил в системе "общество — человек — машина" и не дают никаких оснований снова возвращаться к щекочущим нервы дискуссиям на тему "Кто — кого?": кто умнее — человек или машина? Не придется ли нам быть на побегушках у роботов?

Не придется! Ни при роботах второго, ни двадцатого, ни сотого поколения, какую бы часть человеческого труда они на себя ни взяли. А ожидаемые социальные последствия от их широкого внедрения те же самые, что и от других плодов науки и техники. Последствия, которые целиком базируются на возможности повысить производительность и качество нашего труда, избавить человека от таких видов тяжелого, однообразного и подчас вредного труда, какими он вынужден заниматься до сих пор, освободить его труд для других дел и занятий, более полезных обществу и доставляющих ему большее личное удовлетворение, — для дел творческих.

Иначе разве стали бы уделять проблемам робототехники такое внимание в нашей стране, разве они упоминались бы в важнейших партийных и правительственных документах и на решение этих проблем тратились бы время и силы советских людей, целых коллективов ученых, инженеров, рабочих?

Можно все пересчитать

Когда авторы еще только обдумывали план и содержание этой книжки, они собирались подробно рассказать о том, как устроены и как работают, считают, управляют ЭВМ, без которых роботы не могут быть роботами.

Они знали, что этот рассказ должен начаться с событий 30-летней давности, когда на электротехническом факультете Пенсильванского университета США к весне 1946 года была запущена первая ЭВМ, названная ЭНИАК. Построенная на 18 тысячах электронных ламп, она занимала большое помещение площадью около 200 квадратных метров, весила около 30 тонн и требовала 175 киловатт энергии.

Напишите на листке бумаги два десятизначных числа и попробуйте их перемножить. Вы увидите, что это отнимет несколько минут, если вам приходится обходиться одним только карандашом, без помощи других технических средств. Если вы умеете пользоваться арифмометром, это умножение займет 10–15 секунд.

Электромеханическая счетная машина на этот процесс затратит 2–3 секунды. ЭНИАК выполнял 300 таких умножений в секунду, сразу увеличив доступную человеку скорость вычислений круглым счетом в тысячу раз.

Показав с помощью этого простого и наглядного примера, как делала первые шаги научно-техническая революция и почему ЭВМ служит одним из ее основных орудий, дальше следовало бы рассказать, каким образом был достигнут такой гигантский скачок, объяснить, как считала первая ЭВМ, как она была устроена, для чего ЭНИАКу были нужны 18 тысяч ламп, 200 квадратных метров площади, 175 киловатт энергии? Но это можно и нужно было бы сделать, если бы следующие за ЭНИАКом ЭВМ были бы похожи на него. Но они не были похожи. ЭНИАК проработал всего около десяти лет, после чего был поставлен на вечное хранение в Национальном музее США в Вашингтоне.

Его техническое состояние позволяло ему работать еще и еще, но он уже морально устарел, стал музейным экспонатом, только начав свою жизнь. Уже тогда разрабатывались и строились несколько более совершенных конструкций ЭВМ, и сегодня рассказ об ЭНИАКе представлял бы интерес лишь с точки зрения истории науки и техники.

Новые машины были легче ЭНИАКа, занимали меньше места, были надежнее, а главное, они считали гораздо быстрее. В конце 50-х годов быстродействие ЭВМ достигало 100–150 тысяч операций в секунду. Они напоминали ЭНИАК только по своему названию, их конструкция, устройство были совершенно другими.

Наверное, и о них можно было бы рассказать много интересного, не меньше, чем об их предшественниках.

Но и эти машины, еле успев появиться на свет и проработать несколько лет, становились музейными экспонатами. Процесс развития и совершенствования ЭВМ продолжался такими темпами, за которыми не только научно-популярная, но и научно-фантастическая литература не могла угнаться. Быстродействие машин, создававшихся в 60-х годах, стало доходить уже до миллиона (!) операций в секунду, их вес и габариты буквально "таяли" на глазах.

Кубик со стороной в четверть метра, весом меньше 30 килограммов — бортовая ЭВМ — выполняет все бесчисленные подсчеты, связанные с маневрированием корабля в космосе, навигацией, входом в плотные слои атмосферы. И другие "кубики" — мини-ЭВМ, производящие вычисления с бешеной скоростью, — продукт множества изобретений, разработки множества новых материалов и технологий.

Много интересного можно было бы рассказать и о мини-ЭВМ, об устройстве, конструкции, принципах действия таких "кубиков". О том, как на смену вакуумной электронной лампе пришел транзистор. О том, как сам транзистор проложил дорогу к так называемым интегральным схемам, в которых на кристалле кремния размером в пару сантиметров размещаются тысячи микроминиатюрных транзисторов. Лампа, транзистор, интегральная схема — три поколения электронных компонентов превратили 30-тонный ЭНИАК в 30-килограммовый кубик, работающий в тысячи раз быстрее своего "предка". А научно-техническая революция в области ЭВМ стала перманентной, она непрерывно продолжается.

Несколько лет идет работа над созданием уже не мини-, а микро-ЭВМ, "сердце" которой целиком умещается на кристалле того же кремния, имеющем примерно такие же размеры, как три напечатанные здесь буквы: ЭВМ. Считают, что такой средний по своим возможностям микрокомпьютер способен выполнять 100 тысяч вычислений в секунду. На одном кристалле не одна, а целый комплекс электронных схем — это новый электронный компонент, новое, четвертое поколение ЭВМ. Такую, можно сказать, целую ЭВМ можно разместить в уголочке пишущей машинки, кассового аппарата, в светофоре, в детской погремушке, где угодно!

Нет, не главка и не глава, а целые книги нужны, чтобы понятно и интересно рассказать об ЭВМ. Такие книги уже написаны, они пишутся сегодня и будут писаться завтра, поскольку "ЭВМ-революция" продолжается, новые идеи, новые решения и применения появляются и растут как грибы после дождя. В нашей же книге ЭВМ занимает важное, но не центральное место. И мы здесь расскажем о них только то, что сделает наглядным их широкие возможности и применения и что нам понадобится, когда речь пойдет о роботах.

У доисторических "инженеров", которые только еще изобретали солнечные часы, вычислительным инструментом служила рука. Человек давным-давно научился считать на десяти пальцах рук, и нам не надо далеко ходить на поиски прототипа нашей обычной десятичной системы счисления. Современная цифровая ЭВМ тоже считает "на пальцах", но не на десяти, а на двух, пользуется лишь двумя символами — нолем и единицей — вместо десяти.

О том, как устроена двоичная система счисления, как записывают двоичные числа, производят над ними все четыре действия арифметики и так далее, рассказывается во многих популярных книгах и рассказах об ЭВМ, в школьных кружках, на уроках. Наверное, скоро обычная десятичная система останется только в быту, в торговле, в предварительных инженерных прикидках, предварительных научных поисках: на десяти пальцах очень удобно.

Человеку удобно на десяти пальцах, машине — на двух: 0 и 1, "да" и "нет", "включено" и "выключено" — всего два сигнала нужно, чтобы представить и запомнить любое число, любую команду, любую информацию.

На 46 клавишах обычной пишущей машинки располагаются 59 символов; здесь буквы, цифры, знаки препинания, сложения, равенства, кавычки, скобки. Очень удобно человеку, но страшно неудобно ЭВМ, если мы хотим научить ее понимать и запоминать информацию, что несут все эти разнообразные символы. Ей желательно, чтобы вся информация выражалась все теми же двумя символами — нолем и единицей. Правда, при такой записи, например, всех чисел от 0 до 99, вместо двух знаков десятичной системы придется использовать семь знаков, представляющих ту или иную комбинацию нолей и единиц. С точки зрения экономичности записи очень невыгодно. Но эта проблема не беспокоит ЭВМ, она ее решает "не уменьем, а числом".

Большая Советская Энциклопедия, издание которой закончено в 1957 году, включает 50 томов. В каждом томе в среднем насчитывается круглым счетом 4 миллиона печатных знаков. Значит, все содержание энциклопедии изложено с помощью 200 миллионов знаков.

Пусть разнообразие этих знаков на разряд выше, чем у обычной пишущей машинки. Чтобы охватить это разнообразие двоичной системой, для каждого из знаков нужно восьмиразрядное двоичное число, комбинация восьми нулей и единиц. На всю энциклопедию, значит, понадобится 1 миллиард 600 миллионов нулей и единиц.

Мощной ЭВМ ничего не стоит запомнить всю эту информацию, причем в случае необходимости в ее "мозгу" можно предусмотреть место еще для одной энциклопедии. Гигантская автоматическая память — вот что такое ЭВМ. Но не только это!

Человек в процессе вычислений выполняет различные арифметические операции. Но это не все, что ему приходится делать, если он не просто учит наизусть, например, таблицу умножения. Обычно числа, над которыми надо выполнить эти операции, приходится выбирать из расчетов, инструкций, таблиц, прейскурантов, справочников. Чтобы знать, что делать с полученным результатом, нужно заглянуть куда-то, откуда видно, что, например, получив какой-то результат, нужно его теперь умножить на то или иное число из колонки 1, а умножив, занести в колонку 2. Наконец, окончательный и некоторые промежуточные результаты надо записать на бумаге.

Информация сама по себе бесполезна. ЭВМ, как и человеку, нужно сказать, что с ней делать — сложить или вычесть, умножить или разделить хранящиеся в ее памяти сигналы, из какого "угла" их взять, куда направить результаты. Поэтому в память машины всегда вводят инструкции, подготовленные человеком, определяющие порядок операций при решении той или иной задачи. Совокупность таких инструкций называют программой. ЭВМ может видоизменить данные ей инструкции Если задача не решается одним способом, машина "пороется в памяти" и попробует другой способ, третий — до тех пор, пока не придет к решению или не исчерпает всех способов, которые она знает. Проделывает она эти операции с гигантской скоростью. Логические цепи машин включаются и выключаются за одну миллиардную долю секунды. Складывается впечатление, что с помощью ЭВМ можно действительно пересчитать все, что угодно.

ЭВМ уже сегодня заменяют миллионы людей умственного труда, заменяют их в конторах и учреждениях, в исследовательских институтах и торговле, на транспорте и на производстве, заменяют их там и тогда, где и когда их труд, хотя его и называют умственным, по существу, сводится к выполнению массы вычислений, является однообразным, утомительным, не требующим воображения, творчества, инициативы, всех тех качеств, которые присущи человеческому уму.

Но автоматизация такого вычислительного труда не единственная "умственная" обязанность, которую уже сегодня возлагают на ЭВМ.

Длительное хранение любой информации — научной, технической, торговой, медицинской, технологической; выдача ее "в мгновение ока" по первому требованию, упорядочение этой информации по тем или иным признакам, которые вы пожелаете указать: по сортам, по видам, по диагнозам, стоимостям, размерам, цветам, мало ли что вам может понадобиться для дела, — вот еще одна специальность ЭВМ.

Хранение, упорядочение, выдача информации — все это не только и не столько вычислительные функции, сколько функции запоминания, выполнения логических действий, преобразований. И эти информационные функции, выполнением которых занята сегодня уйма людей, поддаются автоматизации, могут быть переданы и уже передаются ЭВМ. Не зря ЭВМ называют иногда роботами в белых воротничках, подчеркивая этим названием, что они заменяют людей, занимающихся "чистым", умственным трудом, работой, которую можно делать в белой рубашке.

За рулем

К оживленному перекрестку на большой скорости приближается такси. Водитель следит за сигналами регулировщика или светофора, наблюдает за машинами, движущимися впереди, слева, справа. Он не только следит — он действует, принимает решения, управляет машиной. Он должен предусмотреть все, что может произойти, решить, будет ли ждать вот этот пешеход, пока машина проедет, или очертя голову кинется через перекресток. Он должен рассчитать, с какой силой надо тормозить, чтобы обеспечить полную безопасность проезда перекрестка. Окружающий его внешний мир чрезвычайно сложен, стратегия и тактика этого мира слагаются из стратегий и тактик десятков машин и сотен людей. Он должен быстро ориентироваться в этом мире, безошибочно действовать в самых сложных ситуациях.

Не кажется ли вам, читатель, что понятие "физический труд" не очень подходит для описания всех этих обязанностей, составляющих процесс управления, хотя шоферов и относят к лицам физического труда?

Водитель, управляющий автомобилем, трактором, комбайном, — один из множества примеров, когда человек управляет машиной без вмешательства ЭВМ.

Понятно, что до появления ЭВМ так действовала вся техника, которой было вооружено человечество.

Прежде чем космический корабль отправится в путь, даже еще прежде, чем его начнут строить, он уже успевает много раз совершить то путешествие, для которого предназначен. Это путешествие он проделывает в формулах и расчетах. Его запускают с теоретической "стартовой площадки"; каждый этап, каждый маневр космического полета опирается на бесчисленные математические операции и выкладки, учитывающие особенности самого корабля и устройств его запуска, силы, действующие на него в полете, предусматривающие любые случайности, возможные при запуске, полете, посадке.

Но вот корабль отправляется в настоящий полет.

В этом полете его сопровождает специальная бортовая ЭВМ. Начинается настоящее управление кораблем, управление, в процессе которого время нельзя ни растянуть, ни сжать, ни повернуть вспять, нельзя "переиграть" заново аварийную ситуацию, нельзя ни на мгновение "оторвать руки от руля".

Орбитальные полеты, встречи в космосе, посадка на Луну, возвращение на Землю, маневрирование в космосе, навигация, вход в плотные слои атмосферы на пути домой и сопряженные со всеми этими и другими составляющими космического полета процессы управления требуют непрерывного участия или соучастия ЭВМ, требуют мгновенных решений и расчетов, превышающих способности человека.

Не думайте, что ЭВМ ведет космонавта за руку по космическим пространствам. У него уйма своих забот, но это заботы человеческие, с которыми он может справиться благодаря своим физическим и умственным возможностям (у космонавта эти возможности должны быть развиты в высшей степени!). А функции, требующие сверхчеловеческих возможностей, берет на себя ЭВМ.

Управлять космическим кораблем в одиночку человек не может. Без ЭВМ не было бы космических полетов, высадки на Луну, мы не знали бы, как она выглядит вблизи. И это только один пример того, чего мы были бы лишены без ЭВМ.

Управление — вот еще одно гигантское применение ЭВМ буквально во всех областях человеческой деятельности. Вывеску с надписью "ВЦ" вы можете увидеть в Госплане Союза ССР, там ЭВМ помогают управлять экономикой страны; в министерствах и ведомствах они обеспечивают управление деятельностью отрасли, на заводах — управление производством и используемым там оборудованием.

Человек вдвоем с ЭВМ может справиться с невероятно сложными процессами управления. Ну а с какими процессами управления может справиться ЭВМ без непосредственного участия человека в этом процессе?

Прокатный стан на сталелитейном предприятии катает из раскаленной заготовки (ее называют слябом) стальную ленту толщиной в бумажный лист и длиной 400 метров. Этой сложной работой управляет ЭВМ.

Но прокатный стан — машина узкоспециализированная. Его продукция всегда одна и та же — лента, даже если одна партия ленты должна быть немного толще, другая тоньше. Главная задача ЭВМ — обеспечить высокую производительность и высокое качество работы стана. А есть множество машин, продукция которых очень часто меняется. К их числу в первую очередь относятся металлорежущие станки. Они предназначены для обработки любых изделий, любой формы, самых различных размеров; их так и называют универсальными станками. 30 лет назад для управления этими станками были нужны люди — токарь, фрезеровщик, сверловщик.

Мы уже упоминали, что экономисты отнесли к "чудесам XX века" наряду с ЭВМ и ядерной энергией станки с цифровым управлением, на которых можно обработать любое изделие без участия человека. 20 лет назад уже тысячи таких станков обрабатывали металл в цехах машиностроительных заводов. Сегодня таких станков десятки, сотни тысяч, будут их миллионы.

Но прогресс в этой области не исчерпывается одной только количественной стороной.

ЭВМ рассчитывает программу, по которой должен работать станок. Эта программа наносится в определенном коде на тот или иной так называемый носитель информации, например, в виде "отметок" на магнитную ленту, изменяется обрабатываемое изделие — меняется лента.

При всей гибкости и универсальности такой системы ей свойствен существенный недостаток. Между станком и ЭВМ вклинивается нежелательный посредник — магнитная лента, — требующий дополнительного оборудования и времени для записи и считывания программ, снижающий оперативность взаимодействия двух машин — технологической (станок) и управляющей (ЭВМ).

20 лет назад ЭВМ были громоздки и более дороги, чем сегодня. Тогда казалось недопустимо расточительным и технически невозможным соединять "напрямую" каждый станок или группу станков со своей "персональной" ЭВМ.

Сегодня все начинает выглядеть по-другому, причем не только в умах ученых и инженеров, но и в конкретных разработках, макетах, станках, целых участках станков, непосредственно управляемых ЭВМ.

Две машины работают в тесном контакте, непрерывно обмениваясь информацией, работают в таком темпе, в каком не может работать ни один токарь или фрезеровщик, ни один человек. Можно не сомневаться, что многие из тех миллионов станков, что войдут в строй через 15–20 лет, будут иметь свои собственные ЭВМ — малогабаритные, быстродействующие, надежные, при дающие станкам многие из тех свойств и качеств, какими они обладали, когда ими управлял человек — токарь и фрезеровщик, и предающие им, кроме того, ряд других полезных качеств, какими не обладает ни один человек

Металлорежущие станки — машины с более высоким уровнем универсальности, чем прокатный стан. И для того чтобы в полном объеме использовать эти их свойства, управляющие ЭВМ должны осуществлять функции значительно более сложные, чем при управлении прокатным станом.

Несколько приведенных примеров, как кажется, достаточно наглядно иллюстрируют возможность ЭВМ находиться "за рулем" самых различных машин, управлять движениями всех их механизмов и устройств.

Не правда ли, какие разнообразные функции выполняют ЭВМ? Они производят сложнейшие вычисления, запоминают гигантское количество информации и с колоссальной скоростью ее обрабатывают, они быстро и точно управляют машинами, осуществляя все более сложные функции управления без вмешательства человека.

Исполнительные механизмы различных машин, механические руки и управляющие ими системы, электронный "мозг" сращиваются все теснее и теснее. Они превращаются в единое целое — в автоматические машинные комплексы с цифровым управлением. Это уже предки тех машин, что сегодня называют роботами, это их ближайшие родственники, вместе с которыми они уже начали работать бок о бок.

Промышленные роботы — машины с цифровым управлением, не появились сами по себе, внезапно и неожиданно, их предшественники — самые различные системы цифрового управления. Они наравне с другими системами техники неизбежное порождение научно-технического прогресса, им предстоит занять важные позиции на фронте автоматизации самых разнообразных технологических процессов. Именно поэтому со словом "роботы" мы встретились только в конце этой главы, в которой попытались коротко рассказать о том, что служило и служит научной и технической "питательной средой" для их появления и совершенствования, об "ЭВМ-революции" и ее последствиях. И еще одно замечание нужно сделать, прежде чем двигаться дальше Если бы вопрос: "Кто умнее — ЭВМ или человек?" — сводился к тому, кто быстрее считает, больше помнит, точнее управляет, то человек из этого соревнования выбыл бы уже сегодня. Только вот он никак не соглашается, что живой человеческий ум, интеллект можно вместить даже в такие, казалось бы, очень широкие рамки и считать, и запоминать, и управлять!

Специально для ЭВМ, специально для того, чтобы отделить машину от человека, были придуманы новые понятия — "искусственный мозг", "искусственный интеллект" В этих понятиях нам волей-неволей придется разобраться, тем более что искусственный интеллект для роботов — это как раз то, что придает им качества, которые все-таки напоминают человеческие.

Наука и техника начали новый, уже четвертый тур попыток создать нечто "по образу и подобию". Теперь мы знаем, что они располагают такими средствами и возможностями, накопили такой опыт, вооружены такими идеями, что попытки эти делаются с самыми серьезными намерениями. Учитывая это, нам теперь просто необходимо поговорить о том, что же представляет собой тот живой оригинал, по которому собираются строить технические копии.

Как он устроен, как устроены мы с вами, как мы движемся и действуем? Не зная этого, как можно судить о том, хороша ли копия, какими из свойств и качеств оригинала она обладает?