Читать книгу Jak myślą inteligentne maszyny - Sean Gerrish - Страница 12

Automaty XVIII-wieczne często korzystały z przewagi, jaką oferowała precyzyjna technologia tamtych czasów, mianowicie mechanizm zegarowy. Zasilane były energią mechaniczną: zawieszonym wysoko masywnym obciążnikiem lub cewką obracaną kluczem. Ich autorzy sami byli często zegarmistrzami, a technologicznymi przodkami automatów były zegary wykonujące skomplikowane, a często też zabawne sekwencje mechaniczne wraz z wybiciem każdej godziny. Odmierzały czas i wykonywały przeznaczone im czynności, czerpiąc z energii potencjalnej skumulowanej w ich wnętrzu, przed wprawieniem w ruch. Mechanizm zegarowy umożliwiał przeprowadzanie programu krok po kroku, za sprawą zwalniania skumulowanej energii w małych dawkach.

Zegary mechaniczne odmierzały czas za pomocą ruchu wahadła. Otóż wahadło porusza się z taką regularnością, że stanowiło najlepszą metodę odmierzania czasu aż do lat 30. XX wieku⁷. Wraz z każdym ruchem wahadła zestaw zatrzasków i kół zębatych rejestruje upływ kolejnej chwili, wyzwalając skumulowaną energię, tak aby zegar mógł zrobić coś interesującego, a wahadło zostało lekko pchnięte i dzięki temu pozostawało w ruchu. Proces powtarza się samoczynnie. Zegarek mechaniczny działa na podobnej zasadzie: precyzyjnie wykonana sprężyna obraca nieustannie okrągły dysk wokół własnej osi. Wraz z każdym obrotem dysku koło zębate przemieszcza się o jeden lub dwa ząbki, tak aby reszta mechanizmu zegarowego mogła zrobić coś interesującego.

Po części jest to ta sama maszyneria, która pozwala komputerom elektronicznym uruchamiać programy. Komputery opierają się na zasadzie zatrzasków i kół zębatych, tyle że zamiast cichego ruchu wahadła zegarowego wykorzystują ruch elektronów przemykających z jednego obwodu do drugiego i z powrotem. Pęd elektronu znajdującego się w połowie drogi do celu po którejś ze stron zostaje zachowany, kiedy przepływa przez inną część obwodu, na przykład skręcony odcinek przewodu (elektromagnes) czy też elastyczny łuk kryształowego kamertonu (przygotowany laboratoryjnie i precyzyjnie wycięty kawałek piasku), którego wibracje liczone w milionach na sekundę przekładają się na niezwykle precyzyjną frekwencję rezonansową obwodu. Owe krystaliczne oscylatory zastąpiły wahadła mechaniczne, jako że okazały się stabilne – odporne na siły zewnętrzne w postaci trzęsień ziemi, zmian temperatury, przyspieszenia w samolotach i łodziach podwodnych – a także dlatego, że okazały się szybkie (wykonują miliony ruchów na sekundę).

Za każdym razem, gdy elektrony przechodzą między jedną częścią obwodu a drugą, elektroniczne przekładnie – podobne do tych, które występują w zegarze czy zegarku mechanicznym – rejestrują upływ chwili, jednocześnie przeprowadzając kolejną instrukcję programu. Następnie licznik instrukcji posuwa się do przodu, mechanizm zegarowy czeka na ruch powrotny elektronów (lub zastąpienie ich przez nowe elektrony) i cały proces powtarza się samoczynnie.