Кто — кого?

Вы уже догадываетесь, что мы конструируем механизм руки. По крайней мере схематически картина у нас получилась вполне похожей. Плечевой сустав имеет 3 степени подвижности, локтевой сустав — 1, лучезапястный сустав — 3, каждый палец — 4 степени подвижности.

Механизм руки обладает ни много ни мало 27 степенями подвижности. Такой свободой движений не обладает ни одно техническое устройство, и нет механических устройств, которые хотя бы сколько-нибудь приближались к такому уровню.

Мы неспроста поместили рассказ о механизме руки в одном месте с рассказом об экскаваторе.

От живой руки человека вернемся к «руке» экскаватора и сравним их. Не правда ли, между ними много общего? Кисть человека как ковш экскаватора, а мощные звенья — плечо и предплечье — образуют механизм, доставляющий этот «ковш» в любую точку пространства, так же как механизм экскаватора доставляет настоящий ковш.

Но на этом их сходство кончается. Кисть руки — универсальнейший механизм. Он может взять карандаш, горсть песка и щепотку соли, ручку напильника, лист железа и иглу, электролампочку, смычок и листок папиросной бумаги. И не только взять, а, взяв, выполнять действия самые тонкие и сложные.

Необыкновенная подвижность, выработанная в процессе всего эволюционного развития, отличает механизм живой руки от любого технического устройства и составляет ее важную особенность.

Большое число степеней подвижности в значительной мере определяет чудесные свойства живого механизма, способного осуществить бесчисленное множество самых разнообразных движений, позволяет использовать один и тот же механизм для выполнения самых различных процессов. А если нужно, в работу включается вторая рука — еще один живой механизм, обладающий еще 27 степенями свободы.

Первые впечатления

Наша прогулка успешно продвигается вперед. Пожалуй, самое время сделать небольшой привал, чтобы обменяться впечатлениями, вспомнить интересовавшие нас вопросы, тем более что на некоторые из них сейчас уже можно ответить.

Что общего между будильником и вычислительной машиной, лифтом и тепловозом, киноаппаратом и автоматом, выпекающим пончики?

Все они мертвы без энергии. Независимо от назначения и конструкции машины через ее механизмы и устройства должны течь потоки энергии. В будильнике она нужна, чтобы преодолевать трение в механизмах привода стрелок, — ее источником служит заводная пружина. Вычислительной машине, лифту, киноаппарату нужна электроэнергия — к ним она подводится непосредственно из электросети или от электродвигателей.

Поступая от внешнего источника, энергия ветвится, расходится по всем исполнительным механизмам машины непрерывным потоком или отдельными порциями, а отработав, возвращается во внешний мир в большинстве случаев в виде тепловой энергии. В тепловую энергию превращается механическая энергия, израсходованная на преодоление трения во всех подвижных сочленениях машины. В тепловую энергию превращается электроэнергия, поступившая из сети в вычислительную машину и в электродвигатели металлорежущих станков. В тепловую энергию, рассеивающуюся в воздухе, превращается химическая энергия топлива, сгорающего в автомобильном двигателе и ракете.

Потоки энергии движутся через машину организованно. Иначе как бы машина могла выполнить возложенные на нее задачи? Все энергетические процессы подчинены определенной программе, определенным командам. И одновременно с потоками мощности через механизмы и устройства машины текут ручейки информации, обеспечивающей управление энергетическими процессами.

По мере усложнения задания ручейки информации становятся все более многоводными. А через устройства современной большой вычислительной машины текут гигантские потоки информации. Переработка этих потоков составляет существо и основу выполняемого ею технологического процесса. Однако для поддержания этих потоков нужна энергия, пусть в сравнительно небольшом количестве, но нужна. Значит, одновременно с потоками информации через вычислительную машину текут небольшие ручейки энергии, поддерживая ее жизнь.

В начале книги мы собирались расставить все машины по полкам. Одну из полок, где стоят машины-двигатели, мы уже «укомплектовали». Теперь входим в мир рабочих машин — от самых простых, выполняющих за человека тяжелую работу, и до таких, которые не так уж зря называют «электронным мозгом».

Неужели, чтобы расставить их на нашей этажерке, придется описывать конструкцию и принципы действия каждой? Но ведь это практически невозможно!

Нет! Надо, очевидно, попытаться сделать по другому, попробовать выяснить общие принципы построения машин. Иначе все, что мы будем узнавать о них, станет похожим на совершенно запутанный клубок, из которого в полном беспорядке и во всех направлениях будут торчать шарниры, зубья, катоды, реле, клапаны и прочее и прочее.