От зарубок к биокомпьютеру

Категория реферата: Рефераты по истории техники
Теги реферата: оформление дипломной работы, скачать курсовую работу
Добавил(а) на сайт: Дементьев.

Все было бы хорошо, но попытка еще более увеличить быстродействие машины вызывала в ней катастрофическое понижение надежности. В ней что-то сразу ломалось, заедало, заклинивало. Сотни рычажков, колесиков и кулачков, судорожно дергаясь и подталкивая друг друга, не успевали принять, обработать и передать поставляемую двигателем энергию.

Никакие местные конструктивные ухищрения не могли уже изменить картину. Все! Машина выбрала свои ресурсы на макроуровне и не желала развиваться дальше. Требовались новые качественные изменения внутри системы.

Первые шаги по частичному переводу рабочего органа на микроуровень были сделаны еще в 1887 году американским изобретателем Холлеритом. Он заменил громоздкую полисистему зубчатых колес металлической щеткой, подключенной к источнику тока. Когда она накладывалась на специальную перфокарту, ее волоски замыкались только на определенные контакты определенных электромагнитов, которые, втягивая свой сердечник, поворачивали счетный вал на нужный угол. Идея с перфокартами была подхвачена многими изобретателями, и в 1913 году уже налаживается промышленный выпуск таких электромеханических счетных машин.

В 1944-1947 гг. американский физик Г. Айкен изготавливает и передает Гарвардскому университету ряд новых релейных машин. В этих машинах на выходе не было вала, который надо было вращать. Зато машина включала в себя 13 000 электромеханических реле, замыкающих сотни и тысячи контактов. Операция умножения длилась уже не более 1 секунды. Расцвет релейных машин пришелся на середину 50-х годов. Советский инженер Н. И. Бессонов построил релейную машину, которая работала по предложенному им принципу каскадного выполнения операций. Машина выполняла 20 операций в секунду. Это был рекорд, но это был и предел. Нужно было окончательно переводить машину на микроуровень — в ней еще многое оставалось от "старого мира" — подвижные якоря реле, контакты, пружины и т. п.

135 дней заседал федеральный окружной суд в американском городе Миннеаполисе, прежде чем в конце 60-х годов объявил окончательное решение по поводу спора об авторстве первой электронно-вычислительной машине. Автором ЭВМ признавался доктор философии по теоретической физике Джон Винсент Атанасов. Болгарин по происхождению, Атанасов стал американцем во втором поколении.

В 1970 году по приглашению Болгарской академии наук Атанасов посетил родину своих предков, где был награжден орденом Кирилла и Мефодия I степени за выдающийся вклад в создание электронных вычислительных машин.

В 1933 году Атанасов первым предложил заменить электромеханические реле электронными лампами. Принципиально новым было также и введение в машину элементов памяти в виде нескольких сот емкостных конденсаторов. Машина окончательно перешла на микроуровень. Началась новая бурная эпоха развития вычислительной техники.

В 1952 году была построена первая большая советская ЭВМ "Стрела". Она содержала несколько десятков тысяч электронных ламп и занимала зал 100 м2. Одно только охлаждение ламп требовало 50 кВт электроэнергии — мощности, достаточной для небольшого завода. Но конструкторы шли на это, так как машина позволяла совершать тысячи и тысячи операций в секунду. Затем последовал процесс сворачивания многих элементов в один с выполнением всех прежних функций. Поочередно использовались возможности группы молекул, единичной молекулы, части молекулы; группы атомов, единичного атома, части атома элементарной частицы вещества.

Взгляните на сегодняшние вычислительные машины. По возможностям они не уступают первой ЭВМ, но их можно положить в портфель или даже в карман. Вместо прежних габаритных электронных ламп — основного рабочего органа — стала работать внутренняя структура вещества. На одном квадратном миллиметре твердого кремниевого кристалла удается разместить десятки и сотни тысяч рабочих элементов. Такие интегральные схемы позволяют вести миллион и более математических операций в секунду. Ведутся успешные исследования по вкраплению специальных веществ в кремниевые кристаллы с помощью лазерной техники. Это позволяет включить в работу группу и единичные атомы, как самостоятельные функциональные элементы вычислительной машины. Вся машина теперь может быть представлена в виде одного небольшого кристалла, потребляющего для своей работы крохи световой или тепловой энергии из окружающей среды.

А где двигатель, трансмиссия и средства управления? Они исчезли, т.е. "свернулись" в один рабочий орган, представляющий собой одно универсальное "идеальное" вещество. При этом новая техническая система автоматически поглотилась многими надсистемами, где уже в их составе продолжает свое совершенствование.

Сегодня ЭВМ менее всего используется как чисто математическая машина. Она ведет самолеты, корректирует полеты спутников, помогает модельеру найти лучший фасон одежды, составляет оптимальный рацион кормов на фермах и выполняет тысячи других важных и нужных людям дел. ЭВМ продолжает совершенствоваться. Открытие эффекта сверхпроводимости позволило применить импульсивный квантовый ток, который несет в себе массу новых возможностей. Идут попытки заменить традиционные электроны фотонами света. Крошечные частицы света позволят создать новые вычислительные машины так называемого ассоциативного поиска.

Когда-то математик Шенкс потратил всю свою жизнь на то, чтобы вычислить число П с точностью до семисот семи десятитысячных знаков. Недаром на его могиле лежит плита без единой надписи на ней, изображен только знак (пи).

Современная вычислительная машина сделает эту работу за несколько минут. Жизнь — и несколько минут... В самом деле, назначение разума не в том, чтобы просто решать задачу, а в том, чтобы найти ее, понять и, доверив решение машине, искать новую задачу и новые средства для ее решения.

Технические средства, создаваемые человеком, становятся продолжением самого человека, его мира, его мысли. Постепенно техника все более и более будет составлять суть самого человека. Из бездушного набора механизмов техника превратится в живой биологический саморазвивающийся мир, возвышающий могущество человека. Природные элементы и технические средства будут неотличимы друг от друга.

Не осталось сомнения в том, что машины будущего — это машины, выращиваемые (!) по специальной биотехнологии. Уже получен ряд интересных успешных опытов по созданию таких "живых" компьютеров. Такие компьютеры, возможно, даже научатся читать наши мысли! Во всяком случае, о такой возможности вполне серьезно рассуждают американские исследователи, проведшие ряд опытов, в ходе которых выяснилось, что, анализируя биотоки, поступающие из разных областей мозга, машина способна улавливать не только эмоциональное состояние человека — спит он или бодрствует, спокоен или в гневе,- но даже определить направление его мыслей.

И, наконец, уже сегодня просматривается принципиальная возможность вживления биологических компьютеров под кожу человека, с тем чтобы заменить отмершие нервные волокна или, быть может, даже отдельные клетки мозга!

Вспомните, в начале главы мы говорили о том, что человек для счета использовал самого себя. Прошли века. Система счета, сделав огромную спираль, снова вернулась к человеку.

Мы кратко проследили путь развития и перспективы только одной технической системы. Типичен ли этот путь? Все ли системы пойдут по нему? Были проверены десятки и сотни технических систем. Оказалось, что все они имеют одни и те же этапы развития. Иначе просто и не могло быть. Законы едины, и развитие может идти только по ним. Составлена своеобразная единая схема развития технической системы с учетом известных на сегодня законов.

Однако дело усложняется тем, что законы развития срабатывают не последовательно друг за другом, а параллельно, переплетаясь между собой, и дополняя друг друга. Сегодня наметились, возможно, не бесспорные, но только фрагменты та кой схемы, зато ясно обозначилось огромное поле для исследований.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки