1.2. Автоматы

Чтобы лучше уяснить сущность автомата, попытаемся представить себе те пути, которыми шел (да и в настоящее время идет) прогресс приспособлений. Один из путей (назовем его эвристическим) - это путь изобретений и находок. Вероятно, на самых ранних стадиях развития человечества он был основным. Кто-то замечает, что некоторый предмет при наличии у него некоторых особенностей чем-то полезен в определенных условиях. Так появляется новое приспособление, постепенно получающее распространение. Второй путь - вытеснение более совершенными приспособлениями менее совершенных, но эквивалентных им по своим функциям. Третий путь назовем технологическим. Его сущность - внесение мелких изменений, постепенно улучшающих приспособление. И, наконец, четвертый путь - конструктивный. Этот путь для нас наиболее интересен. Сущность его в том, что новые приспособления создаются как определенные комбинации уже известных. При этом некоторые элементы исходных приспособлений иногда совмещаются. Комбинирование может быть параллельным и последовательным.

Проиллюстрируем сказанное примерами. Допустим, что первобытный "изобретатель" заметил, что палкой можно извлекать из почвы съедобные корни и что это легче, чем непосредственно руками. Тут он шел по эвристическому пути. Постепенно палка как средство производства (приспособление для копания земли) получает распространение среди современников "изобретателя". Но вот некто случайно сломал конец палки, и оказалось, что она копает лучше. Это - опять шаг по эвристическому пути. Но теперь концы палок начинают умышленно отламывать. Палки с отломанными концами постепенно вытесняют своих предшественников. Это - движение по пути вытеснения. Дальше прогресс идет по технологическому пути и заключается в постепенном изменении формы излома и характера затачивания.

Конструктивный путь прогресса поясним другими примерами. Наиболее простыми являются конструкции, в которых уже известные приспособления включены "параллельно". В древности такой конструкцией был каменный топор с деревянной рукояткой, объединявший в себе палку (увеличивавшую длину руки) и камень (аккумулятор энергии, увеличивавший силу удара) . В более позднее время аналогичным "комбайном" стала алебарда, в которой соединены копье и топор. При этом древко копья и рукоятка топора совмещены. В новейшее время примером подобной конструкции являются известные домашним хозяйкам универсальные кухонные машины, объединяющие в себе мясорубку, овощерезку, соковыжималку, кофейную кельницу, миксер, картофелечистку и агрегат для мытья посуды. Некоторые элементы перечисленных приспособлений совмещены.

Наиболее интересен способ получения новых приспособлений, заключающийся в их последовательном соединении. Этот способ часто приводит к приспособлениям, обладающим новыми свойствами, не присущими исходным. Например, блок (состоящий из обоймы и ролика) позволяет изменять направление силы (поднимать груз вверх с помощью силы, направленной вниз); последовательное соединение нескольких блоков - полиспаст -кроме того, позволяет увеличивать силу, подобно тому, как это делает рычаг. Если в составе приспособления-эффектора имеется аккумулятор энергии, то, присоединив его к искусственному чувствительному органу, можно получить устройство, действующее без непосредственного участия человека!

Примером подобного устройства является обычная мышеловка-капкан. Чувствительным органом в ней является легкий крючок, одним концом удерживающий взведенную пружину (аккумулятор энергии), а на другом конце несущий приманку. Стоит мыши потянуть приманку, и крючок освобождает пружину, захлопывающую капкан. Подобные конструкции и называются автоматами. Необходимыми составными частями автомата являются искусственные рецептор и эффектор. В настоящее время известно огромное число автоматов, принципы действия которых весьма разнообразны.

Автоматом является терморегулятор обычного бытового компрессорного холодильника. Искусственным рецептором в нем служит биметаллическая планка (стержень), состоящая из двух слоев, неодинаково удлиняющихся (или укорачивающихся) при изменении температуры, и поэтому изменяющая свою кривизну. Эта же планка является частью эффектора - одним из контактов выключателя электрического тока, приводящего в действие компрессор. Когда в результате остановки компрессора температура в холодильнике поднимается, кривизна планки изменится в обратном направлении и произойдет включение тока, питающего компрессор. Этот автомат замечателен тем, что обладает "многоразовым" действием, благодаря тому, что вместо аккумулятора имеет источник энергии, которая поступает в него в вице колебаний температуры.

Чем же замечательны автоматы как приспособления, применяемые человеком? Прежде всего тем, что кроме функций внешних органов человека они выполняют некоторые функции его нервной системы! Например, все приведенные автоматы выполняют функцию активного внимания. Для того чтобы привести в действие их эффекторы, человек должен был бы ожидать соответствующего сигнала от рецептора. Вторая особенность автоматов является следствием первой - они действуют без непосредственного участия человека.

В некоторых случаях внешняя среда может непосредственно влиять на эффектор, вызывая срабатывание автомата без участия рецептора. Чтобы исключить такую возможность, те части автомата, которые восприимчимы к нежелательным воздействиям внешней среды, защищают. Таким образом, появляется третий элемент автомата - изолятор. Для того чтобы не разделять всегда автоматы на два класса (с изолятором и без изолятора), будем считать - отсутствие изолятора частным случаем его наличия (в котором изолятор обладает "нулевым" действием).

Итак, внешне автомат выглядит как устройство, содержащее искусственные рецепторы, изоляторы и эффекторы, причем действие рецепторов, возникающее под влиянием внешней среды, вызывает действие (в простейшем случае - срабатывание) эффекторов.