Кто — кого? - [45]
Если вы не желаете верить на слово и хотите иметь собственное мнение о том, что такое машина, волей-неволей надо снять с нее крышку и заглянуть поглубже в хитросплетение механизмов и устройств, в котором нет ни одной лишней шестеренки или проволочки, которое живет и действует так, как это задумал человек.
Кольцо управления
Помните наш пример с такси, подъезжающим к перекрестку? Вернемся к нему еще раз. С тех пор машина проехала уже все перекрестки и теперь мчится по шоссе. Сейчас задача управления намного упростилась, но все же…
Вот мы обгоняем попутный автомобиль; благополучно разъезжаемся со встречным транспортом; шоссе петляет направо, налево; чередуются спуски и подъемы. Почему дело обходится без несчастного случая?
Потому, что водитель непрерывно следит за той ситуацией, которая складывается в пути; потому, что в соответствии с этой непрерывно меняющейся ситуацией мысленно намечает наилучшую траекторию и скорость движения; потому, что управляет машиной он так, чтобы ее фактические траектория и скорость минимально отклонялись от намеченных. И чем выше квалификация водителя, тем правильнее и быстрее он оценивает ситуацию, тем уверенней управляет машиной. Его маневры не создают опасности для пешеходов, попутных и встречных машин и телеграфных столбов.
Мозг человека — руки — машина — глаза — мозг — вот система управления автомобилем, образующая замкнутое кольцо. Половинку этого кольца составляют: мозг — руки — машина.
Может быть, вам кажется, что этой половинки достаточно, чтобы успешно справиться с задачей управления? Тогда предложите самому опытному водителю проехать 200–300 метров по пустынному и прямому как стрела шоссе с завязанными глазами. Скорее всего он откажется. Каждый водитель знает, что даже при движении прямо всегда приходится непрерывно поворачивать руль то в одну, то в другую сторону, пусть на самую малую величину. Это необходимо, чтобы устранить влияние на движение машины небольших неровностей шоссе, неравномерности нагружения левых и правых колес, различной изношенности покрышек, колебаний машины на рессорах и многих других, подчас совершенно случайных обстоятельств, которые возникают буквально в любой момент и оказывают влияние на движение машины.
Сознательно или автоматически (рефлекторно) водитель непрерывно сравнивает желаемое и фактическое движение автомобиля и вносит соответствующие поправки, устраняя непрерывно возникающие рассогласования.
Нет, без второй половины кольца, которую образуют машина — глаза — мозг, обойтись нельзя!
По каждому из полуколец в течение всего времени движения машины текут потоки информации. Один из них начинает свой путь из памяти — из того отдела мозга, где хранится «программа» движения и конечным адрес маршрута.
Оттуда информация поступает в другой отдел, который условно назовем отделом сравнения (к нему мы еще вернемся). Затем потоки информации поступают в отдел мозга, управляющий мышцами рук; руки движутся, поворачивая рулевое колесо; машина выполняет маневр.
И одновременно течет поток информации по второму полукольцу в обратном направлении. Машина выполняет маневр или совершает случайные движения, водитель следит за всеми изменениями ситуации. Информация об этих изменениях по зрительному каналу поступает в зрительный отдел мозга, а оттуда в отдел сравнения.
В этом отделе встречаются два потока информации, сравнивается намеченная программа движения с фактически осуществляемой, определяются необходимые поправки и начинает свое движение новый поток управляющих сигналов, текущих к мышцам рук, а оттуда к рулевому управлению машиной.
Может показаться странным, что мы так уверенно делим мозг на отделы и приписываем каждому из них различные функции. Но мы на это имеем право. Физиологи уже хорошо знают, в какой из отделов мозга поступает информация через органы чувств, какие из отделов мозга управляют теми или иными мышцами. Правда, гораздо хуже известны «адреса» тех отделов мозга, в которых производится запоминание, сравнение, выработка решений. И пока совсем неизвестно, как человек запоминает, решает, думает. Но так или иначе все эти действия выполняет мозг. Значит, наша схема, хотя бы в первом приближении, правильно отражает общую картину управления, картину движения потоков информации.
Завязав водителю глаза, вы прервете обратный поток информации, нарушите замкнутую систему управления на участке обратного полукольца, нарушите, как говорят, обратную связь.
Железнодорожному машинисту не приходится беспокоиться о траектории движения состава. Поезд движется по рельсам, и, значит, траектория его движения заранее полностью определена. Однако и здесь человек выполняет сложные функции управления, связанные с обеспечением заданной программы движения. Машинист всегда управляет локомотивом так, чтобы средняя скорость состава на перегонах была равна заданной и обеспечивала прибытие на очередную станцию точно по расписанию. Он стремится достичь этого самым безопасным и экономичным способом, что требует непрерывного управления фактической скоростью состава в соответствии с его весом, с профилем, кривизной и состоянием пути, длинами перегонов и другими факторами.
