Рождение машин. Неизвестная история кибернетики

Военные подразделения, ответственные за стрельбу из больших орудий, называются «батареи». Управлять стрельбой, особенно точным наведением сложных артиллерийских орудий, было крайне непросто. Начнем с того, что различные элементы противовоздушной батареи могли располагаться на расстоянии нескольких метров друг от друга, в зависимости от местности и выбранной стратегии. Независимые компоненты батареи связывались телефонными линиями. Чтобы поразить цель, наблюдатель должен был передать данные офицеру по телефону. Офицер вводил данные в примитивный компьютер и получал выходные значения. Затем он передавал эти значения по телефону пулеметчикам. Стрелки настраивали орудия, наводили их на цель и только после этого стреляли. Половина работы держалась на телефонных переговорах, точность стрельбы зависела от качества связи. Поэтому нужно отдать должное телефонной компании Bell Telephone Laboratories и исследовательскому институту, основанному AT&T и Western Electric, неустанно совершенствовавшим свое оборудование.

Точная стрельба батареи по движущейся цели требовала двух независимых вычислений: баллистики и предсказания. Баллистические расчеты были проще и заключались в решении одной задачи – куда выстрелить, чтобы снаряд взорвался в определенной точке пространства и времени. Стрелку нужно было ввести всего три значения: азимут и высоту, чтобы определить направление стрельбы, а также время, чтобы определить точный момент выстрела. При традиционном, неавтоматизированном, методе членам артиллерийской команды приходилось вычитывать эти значения из специальных таблиц, состоящих из длинных колонок значений высоты, азимута, настроек замедлителя, времени полета и свободного падения.

В ходе эволюции артиллерийских установок добавились новые поправки: на начальную скорость снаряда, встречный и попутный ветер, температуру и давление воздуха и многие другие. Изучать таблицы в самый разгар стрельбы стало окончательно неэффективно. Так появились механизированные наводчики, которые автоматизировали поиск по таблицам. Место бумаги с колонками цифр заняли металлические конусы, утыканные кнопками, немного напоминающие цилиндры в старомодных музыкальных шкатулках. Эти цилиндры, так называемые камеры Sperry, выглядели как скрученные и изогнутые стволы деревьев, но они работали, и работали лучше человека. Фактически эти конусы были первым независимым хранилищем данных – то, что сейчас мы называем ROM (Read Only Memory), а прибор для их чтения – примитивным механическим компьютером. Машина научилась выбирать и комбинировать значения, рассчитанные заранее.

Вторая вычислительная задача, предсказание, оказалась гораздо сложнее. Вычислить, как выпустить снаряд, чтобы он оказался в определенной точке пространства и времени, – это одно. Подсчитать, где именно будет эта определенная точка пространства и времени по отношению к быстро летящему самолету, – совершенно другое. Чтобы упростить задачу, инженеры допустили, что вражеский самолет летит прямо и на одной высоте, а не по петляющей траектории, то ниже, то выше, как это происходит обычно на практике. Устройство наведения предполагало, что имеется константная траектория. Допущение не соответствовало реальности, но не настолько, чтобы лишить предсказание смысла.

Вторая мировая война была войной технологий, войной механических чудовищ из железа и стали, громивших друг друга на земле, в море и в воздухе.

К 1940 году последнее слово в области разработки систем управления было за Sperry, и это преимущество сохранялось в последующие 30 лет. Поначалу эти системы наведения физически воссоздавали поведение приближающегося бомбардировщика: «Действительное движение цели механически воспроизводилось в небольшом масштабе без использования компьютера, – сообщается в записях компании за 1931 год. – Нужные углы или скорости могли быть измерены непосредственно из перемещений этих элементов»[30]. Сейчас подобные технологии могут показаться примитивными, однако тогда это было самое совершенное оборудование, отвечавшее высоким требованиям механического предсказания пути полета. Механический компьютер Sperry, М-7, состоял из одиннадцати тысяч частей и весил около 400 килограммов.

Ситуацию изменила компания Bell Labs. Идея, позволившая Bell Labs внести свой весьма значительный вклад в развитие систем наведения, зародилась во сне. В мае и июне 1940 года физик лаборатории, Дэвид Паркинсон, работал над «автоматическим самопишущим уровнемером». Паркинсон пытался начертить график скачущего электрического напряжения на диаграммной ленте, для чего присоединил измеритель напряжения – потенциометр – к двум магнитным захватам, которые держали пишущую ручку. Напряжение управляло этой ручкой, и на бумагу ложилась кривая линия.