Кто — кого? - [36]
Как видите, человек уже довольно далеко продвинулся в направлении познания самого себя, но головокружению от успехов пока еще нет места. Знание того, что фразу:
можно записать в двоичном коде и передать по нервной сети к мышцам руки, управляющей движением гусиного пера, еще не очень приблизило нас к пониманию того, как Пушкин написал «Евгения Онегина».
Руки машины
Возьмите узкую планку длиной в несколько сантиметров. Сделайте в ней отверстия по концам: в одно отверстие вставьте булавку и воткните ее в бумагу, в другое вставьте карандаш и начните его двигать. Можете эти действия выполнить мысленно. Пожалуй, так будет даже лучше. Вы всегда сумеете себе представить, что у вас получилась хорошая (совсем круглая!) окружность. Вы можете остановить карандаш в любой точке, но эта точка всегда будет принадлежать окружности. У карандаша есть всего одна возможность, одна степень подвижности — движение по окружности.
Теперь немного усложним этот самодельный циркуль. Присоединим к нему еще одну планку так, чтобы она легко поворачивалась относительно первой. А отверстие для карандаша сделаем во второй планке. Попробуйте сообразить, какую теперь кривую можно вычертить карандашом, не ломая нашу конструкцию? Да, конечно, вы совершенно правы! Сейчас карандашом можно вычертить сотни, тысячи, миллионы самых различных линий. Нужно только, чтобы все они укладывались в пределах кольцевой площади, ограниченной двумя окружностями. Если вы попытаетесь выехать за ее пределы, то сломаете карандаш или наш механизм. Внутри кольцевой площади можно чертить самые замысловатые фигуры, писать цифры и буквы, рисовать шаржи на знакомых.
Обычному циркулю мы добавили только одну планку, карандашу еще одну степень подвижности — и как удивительно обогатились движения, которые он может выполнять!
Обнаружив это любопытное обстоятельство, мы, казалось бы, не получили пока никакого полезного результата — ведь механизм, присоединенный к карандашу, никак не влияет на движение последнего.
Однако если мы хотим механизировать движение карандаша, заставить его двигаться, не дотрагиваясь до него рукой, наш механизм может оказаться чрезвычайно полезным. Обратите внимание на то, как он «следит» за всеми движениями карандаша. Его звенья сходятся и расходятся, движутся вместе и порознь, то плавно, то резко, по часовой стрелке и против нее.
Каждому рисунку карандаша соответствует строго определенная единственная программа движения звеньев механизма. Значит, заставляя их двигаться в соответствии с той или иной программой, можно, не дотрагиваясь до карандаша, вычертить им любую линию; теперь уже карандаш будет «следить» за движением механизма.
Вряд ли кому-нибудь понравится писать или рисовать таким странным способом. Странным прежде всего потому, что при этом понадобятся сразу обе руки, чтобы управлять движениями обоих звеньев. Но попробуем один раз испытать этот способ; причем будем двигать звенья механизма так, чтобы карандаш вычертил точную окружность. А затем дополним нашу конструкцию еще одним звеном, представляющим как бы радиус нарисованной окружности.
Теперь если поворачивать только одно — например, первое — звено, то оба других звена будут двигаться вполне определенным образом. В этом можно убедиться, просверлив в них ряд отверстий и вставляя по очереди в каждое из отверстий карандаш. Он будет рисовать одну за другой разные кривые, но каждая из кривых будет обязательно повторяться после полного оборота ведущего звена. Этот механизм, так же как и наш первый самый простой циркуль, обладает только одной степенью подвижности. Но если любая точка циркуля движется по окружности и только по окружности, то в нашем шарнирном механизме различные точки его среднего звена будут двигаться самым причудливым образом.
Мы пишем и рисуем, держа карандаш в руке. Рука — механизм, пользуясь которым можно воспроизвести в плоскости и в пространстве самую сложную кривую. Она выполняет все необходимые двигательные функции, держит рабочее орудие, подводит к нему потоки энергии и информации, необходимые для отработки намеченной программы. А кроме того, рука работает не одна, вместе с ней работают мозг человека и его органы чувств.
Каждая рабочая машина — своеобразная рука, но только не такая универсальная. Машина предназначена для выполнения одного или нескольких сходных процессов. Каждый такой процесс требует особой организации потоков энергии и информации, требует выполнения определенных движений. Эти задачи конструктор машины решает с помощью самых различных механизмов.
Источником мощности обычно служит электродвигатель, либо двигатель внутреннего сгорания, или заводная пружина; до этого — паровая машина, опускающийся груз; еще раньше — водяное колесо, энергия животного.
Все же остальное делают механизмы. Они превращают однообразное, равномерное вращение в самые различные движения — быстрые и медленные, прямолинейные и криволинейные; они делят мощность одного двигателя между несколькими орудиями и, наоборот, заставляют работать несколько двигателей на одно орудие.
