книги из ГПНТБ / Обухов В.И. Человек и автоматика рассказ о больших системах

Насколько за последние 60 лет вырос авто­ мобильный транспорт, можно судить хотя бы по такому факту. Количество автомашин в 1900 году во всем мире составляло всего лишь 11 тысяч, а в настоящий момент — более 160 миллионов.

В 1913 году, когда во многих странах коли­

Сейчас в Советском Союзе миллионы авто­ машин и выпуск их очень быстро возрастает. Достаточно отметить, что в 1970 году СССР бу­ дет выпускать уже 1,5 миллиона автомобилей в год.

Развитие и расширение городов приводит не только к увеличению автомобильного тран­ спорта, но и к появлению в больших городах такого транспорта, как метро, которое впервые длиною 3,6 километра было построено в Лон­ доне в период 1860—1863 годов. После 1900 года метро начало строиться во многих стра^ нах и городах и в отдельных из них составляет сотни километров. В Советском Союзе метро было построено впервые в Москве в 1935 году, в 1955 году оно появилось в Ленинграде, а за­ тем в Киеве и, наконец, в Тбилиси. Строится метро в Баку, Харькове и других городах. Кро­ ме того, в крупных городах уже проектируется строительство монорельсовых скоростных до­ рог. Учитывая троллейбус, а в некоторых горо­ дах еще трамвай и имея таким образом боль­ шое количество и многообразие транспорта, ясно, что в общем итоге все это уже сегодня представляет довольно сложную единую транс­

29

портную систему, которая имеет такое сущест­ венное свойство, как дальнейшее увеличение и усложнение.

Подобные усложнения в последние десяти­ летия проявляются не только в энергетике, транспорте, но также в науке, технике, связи, промышленности, торговле. При этом обра­ щает на себя внимание тот факт, что не толь­ ко возникшие в далекой древности области деятельности человека имеют стремление к ус­ ложнению и росту, но и такие, которые появи­ лись совсем недавно. Отдельные области дея­ тельности человека настолько изменились под влиянием новых наук и технического оснаще­ ния, что имеют от старого только одно назва­ ние. Так, к примеру, метеорология, оснащаясь вычислительными системами, все больше из второстепенной науки превращается в огром­ ной важности международную науку, имею­ щую в своей практической основе большое ко­ личество связанных друг с другом метеороло­ гических пунктов и вычислительных станций, складывающихся постепенно также в сложную систему глобального типа.

В современных условиях непрерывного все­ общего прогресса большое внимание в науке и технике уделяется информационным связям. До начала XIX века техника информации — ее получение, передача и переработка — находи­ лась в таком примитивном состоянии, что об ее истории развития или научно-технической ба­ зе не могло быть и речи. Основы информации были заложены (телефон, телеграф, радио, на­ чало вычислительной техники и т. д.) только в XIX веке, когда были открыты электрические

30

явления, электромагнитные волны, когда по­ явилась электронная лампа, фонограф, фото­ камера и т. д. Все эти и другие открытия и изо­ бретения послужили основой последующего бурного развития электронной промышленно­ сти, телевидения, вычислительной техники и современной автоматики.

В тот период, когда русский ученый А. С. Попов в 1895 году изобрел радио, никто, ве­ роятно, не предполагал, что через 70 лет наша страна будет выпускать более 5 миллионов ра­ диоприемников и радиол и около 4 миллионов телевизоров в год. О телевизорах в то время писали только в фантастических повестях и ро­ манах. Но сейчас выпуск радиоприемников и телевизоров приобрел огромные размеры. Кар­ манные, ручные и прочие миниатюрные при­ емники можно увидеть всюду. Такой же все увеличивающийся выпуск телевизоров привел к тому, что японская фирма «Сони» заполнила свой и американский рынок портативными транзисторными телевизорами, у которых эк­ ран не больше коробки сигарет, а весь телеви­ зор умещается в дамской сумочке. Очень ско­ ро обычным будет цветное телевидение и теле­ видение мирового характера, когда любые события можно будет наблюдать из любой точ­ ки земного шара.

Так, в 1963 году на земном шаре работало около 12 600 радиостанций, т. е. в 2 раза боль­ ше, чем в 1953 году.

За это десятилетие (1953—1963) количе­ ство радиоприемников увеличилось на 60 про­ центов и составляло в 1963 году свыше 400 000, т. е. на каждые 100 жителей Земли приходи­

31

лось примерно 13 приемников. Естественно, что распределение приемников в разных стра­ нах неравномерно. Так, если в США на каждо­ го жителя приходится примерно приемник, то в других, особенно африканских молодых госу­ дарствах, эта цифра катастрофически мала. Подобное положение наблюдается с телевизо­ рами. Если в 1963 году на 100 жителей США приходилось 24 телевизора, то в Африке — 0,05. Вообще телевизоров к этому году во всем мире насчитывалось около 130 миллионов, и 2380 телевизионных передатчиков вели свои передачи. При этом в Европе телевизионных передатчиков насчитывалось около 1160, в то время как в 1950 году их было всего око­

ло 15.

То же самое произошло и с телефоном. Не мог в 1876 году А. Г. Белл предполагать, что предложенный им впервые прототип современ­ ного телефона получит такое распространение, что уже к 1963 году будет установлено на его родине в США около 84 миллионов телефон­ ных аппаратов. В своем развитии техника свя­ зи прошла большой путь, миновав период, ко­ гда имело место непосредственное соединение между собой двух аппаратов, ручной коммута-. тор, лабиринт таких коммутаторов, панельную систему АТС, электронные АТС и, наконец, автоматизированная единая для всего госу­ дарства система связи большого масштаба — большая система, где появится возможность связи абонентов разных городов путем набора номера автоматических телефонов. В дальней­ шем — это система телефонной связи, объеди­ няющая всех жителей нашей планеты.

32

Подобный путь от простых производств к сложным разветвленным автоматическим си­ стемам имеет место всюду, в том числе и в со­ временной промышленности, особенно химиче­ ской, где тысячекилометровые трубопроводы, непрерывность и сложность переработки и по­ следующая транспортировка сливаются в еди­ ную организованную автоматическую систему большого масштаба.

Сложные системы имеют место и в торгов­ ле, в военном деле и других областях деятель­ ности человека, где количественный рост, опе­ ративность решений все больше и больше превосходят возможности управления этими процессами человеком и требуют использова­ ния больших автоматических комплексов, управляемых вычислительными системами.

Таким образом, рост численности населения на нашей планете и вместе с ним все увеличи­ вающийся научно-технический прогресс поро­ ждают сложность, которая непрерывно растет.

Это наступление сложности уже сегодня приносит много трудностей. Иногда мы их чув­ ствуем, но больше всего это ощущается косвен­ но, когда государство в результате усложнений не может все в возрастающей степени удовле­ творять запросы своих граждан. И наука пу­ тем упорядочения, внедрения самых современ­ ных средств в технику пытается найти пути преодоления сложностей. Последнее удается путем глубокого осмысливания, изучения слож­ ности и использования таких средств, которые могли бы ею управлять. На помощь в этом случае иногда приходят новые науки и всевоз­ можные новейшие технические средства. Здесь

очень кстати сопоставить научно-технический прогресс с тем, что люди предлагали и пред­ лагают в своих научно-фантастических рома­ нах, повестях, проектах, которые в общем-то могут служить в какой-то мере критерием воз­ можностей человеческих усилий на определен­ ном этапе его развития.

Фантазия и реальность

Еаблюдая стремительное раз­ витие современной науки и техники, люди часто сравни­ вают научные и технические достижения с тем, о чем мечта­

ли они сами или их предки. Эти сравнения по­ могают не только оценить планы прошлого, которые нередко находили определенное отра­ жение в сказках, легендах, научно-фантастиче­ ских повестях и романах, но и предвидеть бу­ дущее. Кстати, реальность последних десяти­ летий превосходит фантазию и часто бывает трудно вспомнить такую сказку или научнофантастический роман, которые были бы дей­ ствительно необычны и воспринимались как сказка или как фантазия.

Разве существует, к примеру, сказка, где бы рассказывалось о таких чудесах, с помощью которых можно рассматривать Луну. Таких сказок нет. Даже ее сюжет несколько был бы невероятным. В действительности люди явля­ ются свидетелями того, как космическая авто­ матическая станция «Луна-9», совершив мяг­

34

кую посадку на Луну, передала отчетливые снимки, где можно увидеть не только ланд­ шафт, но и отдельные незначительные образо­ вания на Луне.

Таких фактов, когда реальность превосхо­ дит фантазию, достаточно много. Тем не менее оценка претворения фантастических планов представляется важной, например, хотя бы с точки зрения развития сложности для того, чтобы представить на будущее рост и измене­ ния в отдельных областях техники, например в энергетике, связи, транспорте, а также в нау­ ке, и наметить пути упорядочения сложности. Правда, в последнее время в силу стремитель­ ности научно-технического прогресса становит­ ся все труднее представить ход развития ка­ кой-то области деятельности человека. В этой связи можно назвать много крупных ученых, мыслителей, писателей-фантастов, которые пы­ тались и пытаются наметить контуры буду­ щего.

Нередко в прошлом некоторые крупные фи­ лософы и ученые не могли увидеть даже в сво­ ей области деятельности многие возможные открытия, ограничивая тем самым сферу по­ знания человека, считая, что выдвигаемые от­ крытия выходят за рамки фантазии. -

Так, французский философ О. Конт (1798— 1857) заявил, что для человека навсегда оста­ нется тайной состав небесных тел. Сегодня с помощью спектрального анализа изучен состав Солнца, планет, звезд и даже больше; в связи с мягкой посадкой автоматической станции «Луна-9» и созданием искусственного спутника Луны появилась возможность непосредствен­

35

ного изучения приборами состава планет и пе­ редачи этих данных на Землю.

количестве, чем их известно в природе. Немецкий физик Г. Гельмгольц (1821—

1894) доказывал, что увеличение объекта в две тысячи раз является пределом для науки. Но, как известно, современный электронный микро­ скоп позволяет получить увеличение в сотни тысяч раз и рассматривать самые мельчайшие живые организмы-вирусы. Даже выдающийся современный датский ученый Нильс Бор (1885—1964), отдавший много времени и сил изучению строения ядра и ядерным реакциям, считал, что практическое использование ядерной энергии маловероятно.

Можно было бы еще и еще перечислять по­ добные случаи, когда отдельные крупные уче­ ные и философы не смогли предвидеть откры­ тия или ход развития отдельных наук. В этом существуют определенные трудности. Труд­ ность предвидения очень хорошо можно про­

вестно, не была чем-то ограничена, и тем не ме­ нее многое описанное происходило иначе.

Прошло всего около ста лет, как появились книги Жюля Верна. Много выдвинул он науч­ но-технических идей, настолько много, что про­ анализировать их все просто не представляется возможным. Большинство из этих идей уже

36

претворены в жизнь, имеются и такие, которые отвергнуты как несостоятельные, отдельные хотя и успешно решены, но требуют еще значи­ тельной работы, чтобы представить их в том объеме и виде, в каком представил когда-то Жюль Верн.

Посмотрим некоторые книги фантаста, его идеи и исполнения, относящиеся к транспорт­ ным, информационным и научным проблемам.

Вот роман «С Земли на Луну прямым пу­ тем за 97 часов» (1865). Полет на Луну пред­ полагается с помощью артиллерийского снаря­ да, посланного из орудия. Сегодня такой полет за 3,5 суток с посадкой на Луну совершается с помощью ракет. В книге «Вокруг Луны» (1870) Жюль Верн правильно предполагал ис­ пользование вспомогательного ракетного дви­ гателя для ориентации в космосе и для тормо­ жения при посадке. В этом романе была высказана мысль о действующем на Луне вул­ кане. Как известно, советский ученый Н. Козы­ рев в 1959 году обнаружил лунный вулкан.

В книге «Плавучий остров» (1895) Жюль Верн высказал идею создания фототелеграфа, который был открыт в 1920 году, киноаппара­ та, созданного в 1898 году, телевизора, постро­ енного в 1923 году. В этой книге Жюль Верн описал «говорящие» часы, построенные в 1960 году, движущийся тротуар, построенный в Шве­

ции в 1960 году.

В книге «Один день американского журна­ листа» (1889), описывающей XXIX век, Жюль Верн предсказывал электронно-счетные маши­ ны, которые появились, как известно, в 40-х годах нашего столетия. В этой книге Жюль

37

Верн предсказывал аэрокар и его скорость по­ рядка 600 километров в час, которых в тот мо­ мент вообще не было. В 1934 году аэрокары не только появились, но и предсказанная скорость была превзойдена и составляет около 700 ки­ лометров в час.

В произведении «Флаг Родины» (1896) Жюль Верн высказал идею турбовинтового двигателя, который появился в 1961 году, а в книге «Погоня за метеором» (1908) он пред­ сказывал овладение атомной энергией, что, как известно, было осуществлено в 1945 году.

Можно долго перечислять всевозможные научно-технические идеи, щедро рассыпанные Жюль Верном в своих многочисленных кни­ гах. Здесь и абсолютный теплоизолятор, и воз­ можность управлять тяготением, и корабли- «острова» водоизмещением в сотни миллионов тонн, и использование энергии приливов и внутреннего тепла земли, и многое, многое другое.

Несколько иного плана была фантастика Герберта Уэллса и Александра Беляева, но и их книги полны различными научными и техни­ ческими гипотезами, многие из которых уже стали реальностью.

Экстраполируя прошлые научные и техни­ ческие достижения в будущее, можно на какойто небольшой срок, порядка 50—60 лет, пред­ определить контуры этого будущего в области транспорта, информации, промышленности и некоторых других областей. Интересно отме­ тить, что любая попытка предвидеть будущее какой-либо области деятельности человека по­ казывает только одно, что сложность рассма­

38