10 300000 узоров

В 1801 году на промышленной выставке в Париже среди прочих экспонатов был выставлен ткацкий станок, вокруг которого всегда толпились посетители. Этот станок был оборудован устройством, механизировавшим самую сложную часть процесса выработки узорчатой шелковой ткани, ранее требовавшую большого искусства и напряженного труда двух-трех ткачей.

Изобретателем этого станка был француз Джозеф Жаккар. Сын лионского ткача, он еще в юности, работая ткачом, предпринял попытки усовершенствовать свое орудие производства.

Путь Жаккара не был, как говорят, усеян розами. Достаточно сказать, что один из первых образцов созданного им станка был уничтожен его земляками — лионскими ткачами, боявшимися, что это изобретение лишит их куска хлеба. Однако он продолжал работу. Длилась она с перерывами около тридцати лет, пока, наконец, ему удалось добиться своего.

Его станок был отмечен медалью Парижской выставки, а уже через десять лет только во Франции действовало около 12 тысяч таких станков. В 1840 году, спустя несколько лет после смерти изобретателя, его земляки соорудили ему в Лионе памятник. С рядом значительных усовершенствований станок Жаккара до настоящего времени широко используется во всем мире.

Рассмотрите внимательно ткань, из которой сшит ваш пиджак, платье, изготовлены полотенца, скатерти, ковровое дорожки, десятки и сотни других мануфактурных изделий. Вы убедитесь, что любая ткань образуется путем взаимного переплетения нитей, располагающихся перпендикулярно друг другу. Нити, проходящие вдоль длины ткани, образуют так называемую основу, поперечные нити — утóк.

Качество ткани определяется материалом нитей основы и уткá, а ее внешний вид — характером их переплетения, которое производится на ткацком станке.

Обычный ткацкий станок, история которого к моменту изобретения Жаккара насчитывала добрых 2 тысячи лет, действует примерно так. Нити основы (число их может достигать нескольких тысяч) проходят через отверстия — глазки — в так называемых ремизках, расположенных вертикально и перпендикулярно основе. Каждая из ремизок поочередно движется вверх и вниз. Поднимаясь, она увлекает за собой те из нитей основы, которые продернуты в ее глазки. При этом между поднятыми и неподнятыми нитями основы образуется промежуток, называемый зевом. В этот зев устремляется челнок, протягивая за собой нить уткá. Ремизки все время меняют положения, нити попеременно поднимаются и опускаются, а человек снует то туда, то обратно, переплетая уток с основой.

Две ремизки дают возможность получить только самое простое переплетение, узор которого напоминает расположение белых и черных клеток на шахматной доске.

Увеличивая число ремизок, можно усложнить переплетение. Обычно ткацкие станки имеют до 24 ремизок. Но этого мало. На таких станках можно вырабатывать ткань только с мелким узором, содержащим не более 24 разнопереплетенных нитей.

Дальнейшее повышение числа ремизок ведет к значительному увеличению размеров станка и связано с рядом конструктивных трудностей. А возможность увеличивать по желанию число разнопереплетающихся нитей представляется весьма заманчивой — ведь именно это необходимо для изготовления ковровых тканей, гобеленов, богато разукрашенных покрывал, скатертей, бархатов и шелков.

Что же изобрел Жаккар?

Он выбросил ремизки, которые поднимали одновременно сотни нитей. Каждая из нитей теперь может быть поднята по отдельности. Для этого служит так называемая лица — внизу она имеет глазок, наверху — крючок.

Сотни, тысячи крючков выстроились вдоль прутьев решетки, расположенной в верхней части прибора. Решетка движется вверх и вниз, а ее прутья проходят мимо крючков. Но если немного отклонить те или другие крючки, то решетка их зацепит и поднимет вверх, а вместе с ними — нити с основой.

Отклонить каждый из крючков можно, толкая связанный с ним длинный стерженек — иглу. Концы всех стерженьков торчат с одной стороны прибора, точно клавиши пишущей машинки.

С этой же стороны прибора располагается его важнейший узел — призма, укрепленная на качающемся рычаге. На призму надевается картон — непрерывная цепь связанных между собой картонных карт, число которых равно числу разнопереплетенных нитей уткá в узоре и может достигать 2–3 тысяч штук.

В картах в соответствии с вырабатываемым узором просечены отверстия. Рычаг, качнувшись, прижимает карту к иглам, некоторые из них проходят через отверстия, все остальные упираются в карту. В результате связанные с иглами крючки либо занимают вертикальное положение, либо отклоняются.

Затем движется вверх решетка. Поднимаясь, она увлекает за собой вертикально стоящие крючки, а с ними те нити основы, которым соответствуют пробивки в карте, после чего челнок прокладывает уточную нить. Затем верхняя решетка опускается, иглы возвращаются в исходное положение, призма поворачивается, подавая очередную карту, поднимаются другие нити основы. Туда и обратно снует челнок, прокладывая одну за одной утóчные нити.

С этим станком управлялся уже один ткач, и от него не требовалось того высокого искусства, какое было нужно, когда сложный узор ткался по-старому. И работал ткацкий станок с таким механизмом несравненно быстрее нескольких самых высококвалифицированных ткачей. А чтобы вырабатывать ткань с новым узором, достаточно было заменить один картон другим. Машине при этом не надо было «привыкать» к новому узору, она сразу начинала работать в максимальном темпе.

Теперь для нас не представляет труда подсчитать, сколько различных узоров можно получить, если, например, число нитей в основе равно 1000, а картон составлен из 1000 карт.

В двоичной записи это число выразится так: 21000000, или примерно 10300000.

Число такого порядка просто невозможно себе представить. Математики в шутку подсчитали, что с момента, когда люди стали разговаривать, они наговорили около 1016 слов. Английский астроном Артур Эдингтон утверждает, что вселенная состоит из 136 · 2256 (или примерно 1073) протонов и такого же числа электронов. Если даже он ошибся и в действительности это число в тысячу, в миллион, в миллиард или в сотни миллионов миллиардов раз больше, то и тогда оно останется незаметно малым по сравнению с возможным числом образцов ткани, которое можно выработать (причем совершенно не задумываясь) на станке Жаккара.

Недавно английский ученый Уильям Эшби предложил называть целые положительные числа в пределах от 10 до 1010 практическими — в том смысле, что мы можем осуществлять над ними реальные операции.

Числа в пределах от 1010 до 10100 он предложил назвать астрономическими.

В дополнение к этой классификации советский математик А. И. Колмогоров предложил называть числа третьего класса, превышающие 10100, комбинаторными.

А инженеры и техники, не искушенные в математических тонкостях, называют разнообразие узоров, которое может дать способ Жаккара, бесконечным.

Ткацкий станок, оснащенный прибором Жаккара, представляет собой, если пользоваться современной терминологией, первую рабочую машину с программным управлением.

Следует сказать, что в процессе зевообразования вместе с верхней решеткой поднимаются сотни крючков, лиц, нитей, специальных грузиков. В результате вес движущихся частей составляет несколько десятков килограммов. Вряд ли механизм зевообразования мог надежно работать, если бы такие усилия пришлось передавать через иглы и перфокарты. Жаккар нашел выход из этого положения. Механизм зевообразования приводится в движение массивной рычажной передачей. Необходимая для этого энергия поступает из нерегулируемого постоянного источника (сначала им служила паровая машина, теперь же — электродвигатель). И только ничтожная доля ее затрачивается на управление перемещением игл с крючками.

Значит, в этой машине уже был использован принцип серводействия, сущность которого сводится к тому, чтобы с помощью слабого сигнала управлять большой мощностью. А ведь принцип серводействия, как мы знаем, составляет основу большинства современных систем автоматическою управления.

Но станок Жаккара интересен не только потому, что он был головным в ряду машин с программным управлением и уже в первых конструкциях содержал в себе элементы современных автоматов. Он представляет интерес еще и как пример удивительного долголетия идеи решения важной технической задачи. Ведь со дня изобретения Жаккара прошло уже более полутора веков, однако до сих пор не найдено лучшего способа выработки тканей, украшенных сложным узором.

Не следует думать, что промежуток между обычным ткацким станком и станком Жаккара ничем не заполнен, что Жаккару принадлежит идея закодировать узор в виде отверстий, что он изобрел перфокарту и иглы с крючками. Нет, дело обстоит далеко не так!

Еще за семьдесят пять лет до выставки в Париже французский механик Базиль Бошон пытался приспособить для той же цели ленту с отверстиями. Затем он вместе с ткацким мастером Фальконом заменил этого «предка» перфоленты набором узких полос картона с отверстиями. Над созданием механизма из крючков и иголок много работал тот самый Жак Викансон, который мастерил механических «людей».

Если бы можно было более точно проследить историю этого изобретения, то, наверное, стали бы известны еще и другие имена.

Работы Жаккара подвели итоги семидесятипятилетней истории. Он многое взял у предшественников: был знаком с незаконченным станком Вокансона, ему помогали способные механики. И наверное, поэтому довольно долго обсуждался вопрос о приоритете Жаккара. Про него говорили, что «немногие люди удостоились подобных почестей, сделав так мало».

И тем не менее именно Жаккар, объединив разрозненные идеи, усовершенствовав еще совсем сырые разработки, внеся много нового, создал первое работоспособное устройство, принцип действия которого до сих пор представляет основу любого ткацкого автомата. И по справедливости именно ему поставили памятник.

«Консервированный» звук

А теперь познакомимся с другим предшественником современных автоматов с программным управлением — с пианолой («механический пианист»), имевшей широкое распространение в конце прошлого века.

Пианола — это знакомое всем пианино (или его близкий «предок» — фортепьяно), оснащенное устройствами, предназначенными для механического воспроизведения музыки.

Мелодия «записывалась» в форме отверстий на плотной бумажной ленте. Ширина ленты была такой, что на ней могло разместиться 88 отверстий: по числу клавишей в клавиатуре пианолы. Но, конечно, в каждой из строк, следующих одна за другой по длине ленты, пробивались не все отверстия, а лишь соответствующие тем клавишам, которые должны издавать звук. И когда в соответствии с записываемой мелодией ту или иную клавишу следовало нажать, в ленте пробивалось отверстие. Лента перематывалась, и строка за строкой на нее наносилась мелодия.

Готовый валик можно было установить в приемное устройство пианолы и с помощью ножного привода привести в движение. При этом лента, перематываясь с одного ролика на другой, огибала специальный распределитель, в котором просверлено 88 отверстий. И как только то или иное из отверстий на бумаге совпадало с отверстием на распределителе, так соответствующая клавиша опускалась, нажатая невидимым пианистом.

Этим невидимым пианистом был воздух. С помощью воздуха «считывалась» с ленты мелодия, воздух приводил в движение клавиши. Играющему на пианоле оставалось только откачивать воздух, для чего служили специальные педали, и с помощью простых устройств управлять громкостью звука и темпом исполнения.

После того как в 1842 году французом Сейтром была построена первая пианола, ряд фирм и отдельные изобретатели в течение последующих лет внесли много остроумных усовершенствований в механизмы пианолы, так что последние ее конструкции давали возможность «записать» и автоматически воспроизвести игру пианиста-виртуоза.

Выпуск пианол и бумажных роликов с записанной на них музыкой к концу XIX века получил размах промышленного производства.

Однако мы знаем, что судьба пианолы коренным образом отличается от судьбы станка Жаккара, ведь в наши дни пианолу можно встретить только в музеях музыкальных инструментов.

Почему? Здесь мы вновь встречаемся с Томасом Эдисоном.

Нет, наверное, ни одной области современной ему техники, где бы он не оставил заметного следа. Можно сказать, что Эдисон изобретал всю свою долгую жизнь. Его биографы рассказывают, как он сделал свое первое изобретение. В течение некоторого времени молодой Эдисон работал дежурным телеграфистом на небольшой станции железной дороги. Согласно инструкции дежурный должен был подавать ночью ежечасно определенный сигнал по аппарату Морзе. Эдисон изобрел остроумный механизм, соединенный со станционными часами, который автоматически подавал необходимый сигнал, в то время как Томас спокойно спал. Однако вскоре этот трюк был разоблачен и его автор получил выговор.

Первое официально признанное изобретение, на которое Эдисон получил патент, он сделал в 1868 году в возрасте двадцати одного года. Это была «машина голосования», предназначенная для конгресса США. При решении голосованием того или иного вопроса члену конгресса достаточно было нажать одну из кнопок — «да» или «нет», машина подсчитывала голоса, поданные «за» и «против» обсуждаемого законопроекта. Комиссия конгресса опробовала это изобретение, после чего на ее заседание был вызван изобретатель.

— Молодой человек! — сказали ему. — Если бывают совершенно нежелательные изобретения, то ваше — типичный пример. Самое мощное оружие парламентского меньшинства в его борьбе против принятия нежелательного закона — это оспаривание результатов голосования. Ваша машина выбивает это оружие из рук членов конгресса — она работает слишком хорошо, нежелательно хорошо!

В феврале 1930 года, незадолго до смерти, он запатентовал свое последнее изобретение — способ извлечения каучука из каучуконосного растения — золотарника.

Эдисон изобретал шестьдесят два года и за это время получил 1200 патентов в США и 1300 патентов за рубежом, установив тем самым своеобразный рекорд изобретательского творчества.

Эдисон работал с раннего утра до позднего вечера всю свою долгую жизнь. Ему принадлежит знаменитая фраза о том, что «гениальность — это 2 процента вдохновения и 98 потения».

Практичные американцы еще в 1928 году подсчитали, что изобретения Эдисона принесли человечеству ни много ни мало около 16 миллиардов долларов.

Одно из изобретений, сделанное Эдисоном в 1877 году, — фонограф — привело к тому, что пианола сразу и безнадежно устарела.

Изобретение фонографа относится как раз к тем «случайным» изобретениям, об авторах которых говорят, что им «повезло».

Эдисон работал над своим очередным изобретением — телеграфным повторителем. Этот повторитель должен был автоматически регистрировать сигналы, поступающие на телеграфную станцию, чтобы затем их можно было передать дальше с гораздо большей скоростью, чем та, с которой мог передавать человек.

Главную часть прибора составлял вращающийся диск, на котором укреплялась плотная бумага, покрытая воском. Бумаги касалась иголочка, кончик которой вдавливался в воск, регистрируя приходящие сигналы.

Когда затем иголочка, включенная в электрическую цепь, двигалась по вдавленным в воск точкам и тире, импульсы тока посылались в передатчик.

Однажды во время испытаний этого прибора тормозное устройство пружинного механизма, приводившего диск с бумагой в медленное вращение, испортилось; диск начал вращаться с большой скоростью. Собираясь выключить прибор, механик подозвал Эдисона. Подойдя, Эдисон услышал, что прибор издает странные звуки, то высокие, то низкие, кричащие и взвизгивающие.

Случай, тот самый случай, который происходит далеко не с каждым, подсказал Эдисону идею фонографа — аппарата для записи и воспроизведения звука.

Он быстро набросал схему аппарата. Чтобы не повредить патентоспособности телеграфного повторителя, он заменил плоский диск цилиндрическим валиком. На валик был навернут лист станиоля — оловянной фольги. Пишущая игла была связана с мембраной, воспринимающей звуковые колебания, и при вращении валика выдавливала на фольге канавку переменной глубины. Ось валика имела резьбу, и при каждом обороте валик продвигался на определенную величину; звук записывался в виде винтовой канавки.

С помощью этого аппарата Эдисон рассчитывал проверить только идею изобретения; он надеялся услышать при воспроизведении хотя бы несколько звуков и был готов к длительному поиску путей развития этой идеи. Уже на следующий день аппарат был готов. Эдисон покрыл валик фольгой и, поворачивая рукоятку валика, начал говорить в мембрану.

Биографами Эдисона восстановлены многие подробности, сопутствующие его изобретениям, и в том числе текст первой записи, сделанной с помощью самой первой модели фонографа. Оказывается, первое, что пришло в голову Эдисону во время этого сеанса звукозаписи, была детская песенка:

Затем он установил иглу в исходное положение и снова повернул рукоятку.

— Никогда в жизни, — говорил Эдисон впоследствии, — я не испытывал такого сильного волнения.

Аппарат четко воспроизвел слова детской песенки точно так, как их произносил Эдисон. Механики, изготавливавшие модель, стояли как пораженные громом. Впервые в истории машина «запомнила» человеческий голос и повторила сказанное человеком. Машина заговорила. Спустя три месяца Эдисон запатентовал свое изобретение, которое прогремело на весь мир. Тысячи людей посещали мастерскую Эдисона, чтобы посмотреть и услышать новое чудо. А затем фонограф появился в Европе и произвел на европейцев не меньшее впечатление, чем на американцев.

Пианола воспроизводила одну только фортепьянную музыку. А фонограф был «универсалом». С его помощью одинаково просто можно было воспроизвести игру целого оркестра, пение, речь, разговор; причем звукозапись осуществлялась им сравнительно просто: фонограф «запоминал» все звуки, которые в него поступали в период записи.

Дни пианолы были сочтены, хотя ее продолжали улучшать и совершенствовать. Но любые усовершенствования этого автомата все же не могли сделать его конкурентоспособным с новым, хотя еще очень несовершенным автоматом — фонографом. Так случилось потому, что непоправимо устарел использованный в пианоле способ записи и воспроизведения звуков, устарел, если можно так выразиться, «технологический процесс», реализуемый этим музыкальным автоматом.

Вскоре еще один американец — Эмиль Берлинер — усовершенствовал фонограф Эдисона. Он заменил валик плоским цинковым диском, покрытым воском, и додумался записывать звук в виде извилистой канавки вместо канавки переменной глубины; наконец он изобрел способ изготавливать множество копий с одной пластинки и назвал это изобретение граммофоном.

Впоследствии под броским названием «консервированный звук», предвосхитившим, кстати, другие не менее броские названия: «электрический глаз», «электронный мозг», начала быстро развиваться целая новая отрасль промышленности, которую вызвало к жизни «случайное» изобретение Эдисона.

Судьбу пианолы разделили многие изобретения, и нам полезно вспомнить о ней в этой книге, подчеркнув тем самым, что в любой машине, в любом автомате должны гармонически сочетаться не только совершенные конструкция и система управления, но и совершенный технологический процесс.

Буква за буквой

А о том, что система управления, использующая перфорированную бумажную ленту и пневматику, не устарела, свидетельствует, например, монотип — вполне современная полиграфическая машина, хотя уже достигшая семидесятилетнего возраста.

В строю агрегатов, механизирующих и автоматизирующих технологический процесс производства книги, монотип стоит на правом фланге в группе наборных машин.

С их помощью осуществляется переход от рукописи книги к печатной форме. Затем включаются в работу печатные и переплетно брошюровочные машины, назначение которых ясно из их названия.

Монотип фактически представляет собой комплекс, состоящий из двух машин, непосредственно не связанных между собой.

Первая из этих машин — наборная головка — напоминает собой обычную пишущую машинку, только со значительно большим числом клавишей (286, а не 50 как на обычной пишущей машинке). Наборщик на этой машине работает так же, как машинистка, то есть нажимает поочередно клавиши и набирает таким образом текст в соответствии с рукописью.

Однако вместо обычных страниц печатного текста наборная «головка» выдает бумажную ленту с пробитыми в ней отверстиями.

При нажатии на очередную клавишу в ленте осуществляется перфорация, после чего она передвигается на один шаг. Чтобы набрать лишь одну страницу этой книги (в ней примерно 2000 печатных знаков), требуется около 6 метров монотипной ленты.

Вторая часть монотипа — отливная машина. Это автомат, для которого программой работы является перфорированная лента. Примерно так же, как в описанной выше пианоле, программа-лента протягивается через специальный распределитель, перекрывая имеющиеся в нем отверстия, ведущие к воздухопроводным трубкам. Когда отверстия на ней совпадают с теми или иными отверстиями распределителя, открывается доступ сжатому воздуху в соответствующие трубки.

А дальше?

Центральным узлом отливной машины является так называемая матричная рамка, которая несет 225 матриц, расположенных в 15 рядов. Каждая матрица — медный брусочек квадратного сечения. На торцах этих брусочков выполнены вдавленные изображения букв, цифр, различных типографских знаков.

Под матричной рамкой располагается отливной аппарат, который букву за буквой отливает из легкоплавкого сплава весь набранный текст.

Отливные буквы и знаки автоматически собираются в строки, образующие печатную форму, которая в дальнейшем устанавливается в печатной машине и тискает книжную страницу.

Пневматическая система управления монотипа должна каждый раз автоматически останавливать матричную рамку так, чтобы над отливным аппаратом оказывалась матрица именно той буквы, которую следовало отлить.

Не следует думать, что процессы перестановки рамки и отливки букв занимают много времени. В одну секунду машина отливает три буквы, успевая отливать текст, набранный двумя наборщиками.

Мы коротко познакомились с тремя машинами. Они автоматически воспроизводят заданный узор ткани, заданную музыкальную мелодию, заданный текст.

Количество примеров использования перфорированных лент и карт для управления работой различных машин можно было бы значительно увеличить. Однако в этом нет необходимости. Для нас важно, что три описанные выше машины осуществляют самые различные процессы, а вместе с тем идеи, положенные в основу их построения, имеют много общего.

Только числа

Прежде всего бросается в глаза, что совершенно одинаковым способом задается их программа работы. И узор, и мелодия, и текст зашифровываются в виде пробивок либо на картоне, либо на ленте. Есть отверстие — действие совершается, нет отверстия — действие не совершается.

Но, помимо этого внешнего сходства, имеется еще одна черта, общая для этих машин: действия, которые совершаются системой управления, предельно просты независимо от сложности программы.

В устройстве Жаккара крючок либо занимает вертикальное положение, либо отклонен.

Рычаг пианолы либо поднят, либо опущен.

Упор монотипа либо выступает, либо утоплен.

«Да» — «нет»! Это ведь хорошо нам известный двоичный код.

Идея шифрования программы в форме пробивок или других отметок на перфокартах или на других носителях программы, так же как и идея представления сложной программы в виде совокупности простейших элементов, получила в последние годы широкое развитие и применение при создании машин и станков с программным управлением.

Разрабатывая машину, предназначенную для обработки того или иного изделия, конструктор стремится так спроектировать ее механизмы и устройства, чтобы они по возможности просто и надежно воспроизводили, или, как говорят, моделировали, заданную программу технологического процесса.

Механизмы спичечного автомата предназначены только для того, чтобы иметь дело с деревянными щепочками определенного размера и формы. Торговый автомат предназначен для определенной монеты или определенного набора монет. В этом нет беды, поскольку конструкции спички, лампочки, консервной банки, пончика, нити годами остаются неизменными. Надо только, чтобы машины выпускали эти изделия в возможно больших количествах. И ничего плохого нет в том, что их механизмы год за годом работают по одной и той же программе.

Но существует гигантская область техники — машиностроение, — продукция которой далеко не отличается таким постоянством. Конечно, и тут множество изделий годами и даже десятками лет не меняют своей конструкции: болты, винты, гайки, шайбы, шарикоподшипники и ряд других деталей и целых узлов. Но вместе с тем каждая новая машина, прибор, устройство содержат оригинальные, новые детали. Каждую из таких деталей надо обрабатывать по своей особой программе. Значит, совершенно необходимо иметь такие машины, программу работы которых можно легко и быстро менять, чтобы обрабатывать различные изделия. На примере копировальных станков мы видели, какие преимущества несет эта идея. Действительно, заменяя один копир другим, можно на одном и том же станке автоматически обрабатывать самые разнообразные изделия.

Но чтобы обработать изделие на копировальном станке, нужен прежде всего копир, который должен быть изготовлен с точностью, превышающей точность самого изделия.

Как обойтись без копира? В предыдущей главе был дан ответ на этот вопрос. Его подсказали станок Жаккара, пианола, монотип. Программа их работы задана, в виде пробивок на перфоленте или перфокартах. Чтобы они работали, не надо иметь образец ткани и приглашать пианиста.

Для перехода от одной мелодии к другой или изменения узоров достаточно только заменить ленту или картон.

Само собой разумеется, что гораздо проще в определенном порядке пробить ряд отверстий в бумажной ленте, не слишком заботясь об их размерах и форме, нежели изготавливать образец изделия, да еще с чрезвычайно высокой точностью.

Проще прежде всего потому, что перфорированная лента ни в коей мере не является образцом обрабатываемого изделия. Она вообще ничем не напоминает о своем конкретном назначении. Она не содержит сведений ни о цветах нитей, ни о музыкальных звуках, ни о типографских знаках. Если бы ленты, управляющие ткацким станком, пианолой, монотипом, были одинаковы по размерам и конструкции, а нитей, струн и печатных знаков было одинаковое число, то тогда на ткацком станке можно было бы «выткать мелодию», на пианоле «сыграть текст», а на монотипе «набрать узор».

Трудно сказать, как бы звучал созданный таким методом концерт для пианолы с оркестром на тему «Основы математической логики» или как бы выглядел узор «Чижик-пыжик». Но во всяком случае их действительно с полным основанием можно было бы назвать «конкретной музыкой» и «абстрактным узором». Неосуществима эта мысль только потому, что у ткацкого станка, пианолы и монотипа разное число исполнительных органов — крючков, клавишей, литер.

Запас сведений, заключенный в перфорированной ленте, касается только числа и выбора тех исполнительных органов, которые должны быть приведены в действие в данный момент. Эти сведения говорят о том, сколько и каких нитей надо поднять в данном такте работы машины, сколько и какие клавиши должны быть нажаты, сколько и какие упоры следует выдвинуть.

Но ведь других сведений и не надо, чтобы та или иная из этих машин работала совершенно исправно!

Металлорежущий станок обычно действует одним инструментом. У него нет десятков клавишей, сотен литер и тысяч нитей. Что в этом случае должно быть «записано» на перфоленте, перфокартах, на любом другом носителе программы? И на этот вопрос уже был дан ответ.

Размеры и конфигурацию любого изделия можно с исчерпывающей полнотой описать числами. Значит, на ленте нужно записать числа, только числа, а станок построить так, чтобы он мог эти числа преобразовать в необходимые движения инструмента и обрабатываемого изделия.

В этом состоит идея, положенная в основу любой машины с цифровым управлением. Около двадцати лет назад многие инженеры, ученые и изобретатели в Советском Союзе, США, Англии начали приближаться к ее практическому осуществлению. С разных сторон, не сговариваясь, порой не подозревая о параллельно ведущихся работах, они шли к одной цели, руководствуясь одними и теми же путеводными нитями и соображениями.

Этому не следует удивляться. В области технического прогресса подобные случаи совсем не редкость.

Кто сказал «а»?

Новая идея почти всегда назревает исподволь. Она еще не реализована, подчас даже еще не сформулирована точно. Но приходит, наконец, момент, когда ее техническое воплощение оказывается подготовленным. Тогда наступает «прорыв». В один прекрасный день оказывается, что над развитием этой идеи работают уже в течение длительного времени, что самые различные исследования, опыты и конструктивные разработки были нацелены на одно и то же, что многие люди разным образом выражали примерно одни и те же мысли и различными техническими средствами решали одну и ту же задачу.

А спустя больший или меньший промежуток времени над развитием и реализацией этой идеи в виде машин, приборов, инструментов, процессов уже работают во всем мире и создаются целые новые отрасли промышленности.

И подчас даже трудно бывает выяснить, кому принадлежит приоритет, кто первый сказал «а». Эту мысль подтверждает бесчисленное множество примеров.

В 1807 году вверх по реке Делавэр отправился пароход «Клермон». Его построил американец Роберт Фултон, имя которого знакомо каждому как создателя первого парохода. И вместе с тем далеко не каждый знает, что в течение двадцати лет, предшествовавших рейсу «Клермона», в ряде стран многими изобретателями были построены и испытаны 30 разных пароходов.

У вас дома, наверное, есть швейная машина. Обыденный предмет домашнего обихода, который вы подчас не замечаете. А она многое могла бы рассказать о себе.

Бедный портной, француз Бартоломео Тимонье, в 1830 году построил первую в мире действующую швейную машину. Она была изготовлена почти целиком из дерева и, конечно, нисколько не напоминала ту, которой мы теперь пользуемся. Но она шила! С ее помощью малоопытная швея легко обгоняла нескольких опытных мастериц.

Спустя десять лет около 80 таких машин шили форму для французских солдат. А спустя еще год парижские швеи, подобно лионским ткачам, боявшиеся, что машины отнимут у них последний кусок хлеба, разгромили мастерскую, сожгли машины и чуть не убили изобретателя.

Тимонье так и не оправился от этого удара и, сделав еще несколько неудачных попыток построить новые образцы своей машины, умер в нищете и забвении.

В 1832 году, то есть немногим позже Тимонье и, конечно, совершенно независимо от него, американский механик Хант изобрел машину, которая шила двумя нитками и иглой, имеющей ушко около острия. Эти элементы сохранились во всех современных швейных машинах.

Но Хант и не подумал взять патент на свое изобретение, а когда пятнадцать лет спустя, наконец, решил это сделать, оказалось, что он опоздал. Уже многие десятки изобретателей строили и усовершенствовали швейные машины, самых различных типов и конструкций, и их патенты перекрывали изобретение Ханта.

И наконец, в один и тот же день, 12 августа 1851 года, были выданы еще два патента. Один из них — изобретателю и дельцу И. Зингеру, а второй — трем американским изобретателям, объединившим свои заявки. Через некоторое время производство швейных машин составило в мировом масштабе новую и большую отрасль промышленности.

В апреле 1877 года, когда Эдисон работал над усовершенствованием фонографа, только еще собираясь его запатентовать, французский физик Чарльз Кросс демонстрировал на заседании Парижской академии наук свой «говорящий аппарат». Однако аппарат работал плохо, не возбудил интереса слушателей, и Кросс прекратил работу над ним.

Фарадей и Генри почти одновременно открыли явление электромагнитной индукции, Парсонс и Лаваль одновременно изобрели паровую турбину. Васбру и Пикар одновременно изобрели кривошипно-шатунный механизм. Этот перечень можно продолжать как угодно долго.

«Мистер Ватсон, зайдите, пожалуйста, ко мне!» — вот первая в мире фраза, переданная по телефону.

Этими словами американский ученый и изобретатель Александр Белл пригласил своего помощника из смежной комнаты.

Белл «неожиданно» изобрел телефон в 1876 году, пытаясь усовершенствовать телеграфный аппарат. И только несколькими часами позже, в другом городе, заявил об аналогичном изобретении профессор Элиас Грей, а спустя некоторое время выяснилось, что заявок и изобретений, прямо или косвенно относящихся к телефонной связи, к моменту подачи заявок Беллом и Греем имелось уже немало.

Приоритетная тяжба, в которую было вовлечено бесчисленное множество ученых, экспертов, судов, комиссий, длилась полных тридцать лет. Но эта тяжба мало повлияла на молниеносное распространение нового изобретения, и к тому времени, когда она кончилась признанием приоритета Белла, весь мир уже был покрыт телефонной сетью.

Со дня создания первых станков с цифровым управлением прошло пятнадцать лет, а сейчас эти первые конструкции уже кажутся наивными, несовершенными.

Станки с цифровым управлением занимают, пожалуй, одно из первых мест в ряду современных автоматов. Они открыли новую главу в истории техники — главу цифровой автоматизации технологических процессов. Толчком к этому послужило одно из величайших изобретений XX века — быстродействующая электронная вычислительная машина.