Страница 114 из 120
С помощью локационных измерений оказалось возможным определить рельеф планеты. На рис. 56 представлен профиль высот поверхности Марса на параллели 21° с. ш.[364]
Относительно космического локатора, использовавшегося в описанных экспериментах. Направление радиоволн на исследуемое небесное тело и прием радиоволн, отраженных от этого тела, производился с помощью большой параболической антенны с диаметром параболоида 70 м, установленной в Центра космической связи в Крыму (рис. 57)[365]. От мощного передатчика радиолокатора с помощью этой антенны на поверхность Венеры при минимальном расстоянии между Землей и Венерой передавалось несколько сот ватт, а при максимальном расстоянии — несколько ватт.
Большой параболоид локатора был создан с высокой степенью точности — отклонения от идеальной поверхности не превышали 1 мм. Особенно важно было то, что даже при сильном ветре, вызывающем некоторую деформацию, параболоид сохраняет форму с требуемой точностью. В этом сказалось умение конструкторов и строителей, которыми руководил известный советский ученый и инженер, академик Николай Прокофьевич Мельников.
Приемное устройство локатора должно было обладать огромной чувствительностью. Для этого принимаемый сигнал сначала усиливался парамагнитным усилителем (мазером[366], т. е. квантовым генератором микроволн) на кристалле рубина, охлажденного жидким гелием до температуры 4 К (—269 °C), а затем поступал на усилители обычного типа. В целом чувствительность приемного устройства была необычайно высокой.
В этом разделе нам осталось остановиться еще на одном очень актуальном факторе научно-технического прогресса — ЭВМ.
Тенденция заменить физический, ручной труд человека сначала мускульной силой прирученных животных, а затем машинами (двигателями и механическими орудиями) — очень старая тенденция, развитие которой сопровождалось качественными скачками. Одним из таких скачков было, например, создание самолета — летательного аппарата тяжелее воздуха, поднимающегося с земли и затем летящего над ней наподобие огромной механической управляемой, по желанию — с борта или с земли, птицы.
Рис. 57. Приемно-передающая полноповоротная антенна.
По мере развития человеческой цивилизации все более возникала потребность в машинизации умственного труда, естественно в той мере, в какой это представлялось возможным.
Следует отметить, что память является непременным условием умств: иного труда. В человеческой памяти хранится огромное количество сведений, или, как теперь говорят, огромное количество информации, получаемой разными путями человеком за время его жизни. Информация — основной материал процесса мышления человека.
Ниже мы кратко расскажем о современных электронных вычислительных машинах, но прежде хотелось бы обсудить вопрос, по которому иногда ведутся споры, высказываются различные точки зрения, а именно: может ли быть создана настолько совершенная машина, чтобы она имитировала человеческий интеллект? В значительной мере этому вопросу посвящен сборник статей «Кибернетика. Перспективы развития» серии[367] «Кибернетика. Неограниченные возможности и возможные ограничения».
Конечно, современные ЭВМ могут выполнять некоторые виды умственной работы человека лучше, чем сам человек. Общеизвестно, например, что многие сложные вычисления современные ЭВМ могут проделать лучше и гораздо быстрее человека.
Однако перед тем, кто поставил бы своей задачей создать такое совершенное техническое устройство, которое обладало бы человеческим интеллектом, сразу возникли бы огромные трудности. Прежде всего создать такое до неправдоподобия совершенное устройство, каким является человеческий мозг — центр высшей нервной деятельности, продукт длиннейшей эволюции, — задача невероятно сложная.
Есть, однако, еще препятствие. Дело в том, что человек имеет общественную природу, он, по словам Маркса, «совокупность всех общественных отношений». Мотивы поступков человека, его волеизъявление в своем большинстве носят социальный характер.
Некоторые ученые считают: если, преодолев все трудности, удастся создать устройство, обладающее большой близостью к человеческому интеллекту, то знака равенства между ними все же поставить не удастся; так же как относительная истина стремится к абсолютной, но никогда ее не достигает.
Перейдем теперь непосредственно к ЭВМ — устройствам или совокупностям устройств, назначением которых является обработка информации, выполнение вычислений.
Создание первых устройств и приспособлений, облегчающих выполнение операций счета, относится, по-видимому, к IV в. до н. э. В античном мире широко использовалось устройство «абак», которое можно считать прообразом канцелярских счетов. Разновидности счетов — «суань нинь» — применялись в Китае во II в. н. э. Римлянином Витрувием в I в. до н. э. было изобретено устройство для подсчета числа оборотов колеса — так называемый таксометр: при каждом обороте колеса выпадал камешек. Прибор аналогичного назначения у греков назывался годометром, в этом приборе имелся циферблат.
В 1617 г. шотландский математик Д. Непер создал «палочки Непера» — устройство, выполняющее умножение многозначных чисел на однозначные. В XVII в. В. Паскаль, а позднее Г. В. Лейбниц создали механические вычислительные машины. В отличие от машины Паскаля, которая выполняла только сложение и вычитание, машина Лейбница выполняла также умножение и деление, возведение в степень и извлечение квадратного корня. Известно также о создании в 1742–1756 гг. М. В. Ломоносовым механических счетчиков и регистров. В России в 60—90-х годах XIX в. академиком 11. Л. Чебышевым было разработано несколько механических вычислителей. В 1874 г. русский инженер В. Т. Однер создал арифмометр оригинальной конструкции, которая оказалась настолько удачной, что к настоящему времени известно несколько десятков механических вычислительных машин, работающих по принципу Однера («колесо Однера»).
Выдающийся вклад в развитие вычислительной техники внес английский математик Чарльз Беббидж (1792–1871). В 1822 г. он изготовил действующую модель машины, названной им «разностная машина», которая позволяла вычислять с точностью до восьми знаков значения полиномов второй степени. Эта машина отличалась от арифмометров Б. Паскаля и Г. Лейбница тем, что при переходе к расчетам следующего значения функции не требовалось вмешательства человека. В 1833 г. Ч. Беббидж задумал создать «аналитическую машину», которая могла бы не только выполнять один раз заданное действие, по и осуществлять целую программу вычислений. Машина Беббиджа содержала все основные части современных вычислительных машин. Ее универсальные возможности были доказаны леди Лавлайс, дочерью поэта Байрона. Эта женщина, разработавшая первые программы для машины Беббиджа, не без основания считается первым программистом в мире. Здесь следует сказать, что Беббидж был первым, кто догадался использовать для записи команд и чисел в машине набор отверстий, выбиваемых определенным образом на карточке или ленте. Этот перфорационный принцип он заимствовал у французского изобретателя Ж. М. Жаккара, применявшего его на своем ткацком станке для производства тканей со сложным узором. Программы, составленные леди Лавлайс, показывали, как правила для расчета различных функций должны были быть переведены на язык перфокарт.
Проект Ч. Беббиджа опережал технические возможности его реализации и не привлек внимания инженеров. Лишь примерно через 100 лет конструкторы вернулись к идеям Беббиджа.
Важное место в истории вычислительной техники занимает Герман Холлерит, который использовал для обработки результатов переписи населения США в 1890 г. созданную им машину и перфокарту как носитель информации. Интересно отметить, что подобные машины впервые использовались в России в 1897 г. для обработки результатов переписи населения.
364
Котельников В. А., Петров Г. М. Радиолокационная астрономия. — В кн.: Наука и человечество, 1982, с. 215, рис. 12.
365
Там же, с. 205, рис. 2.
366
От первых букв англ, слов «Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation» (усиление микроволн в результате вынужденною излучения).
367
Кибернетика. Перспективы развития: Сб. статей. М., 1981. (Кибернетика. Неограниченные возможности и возможные ограничения).