Томас Рид - Рождение машин. Неизвестная история кибернетики

Чтобы замкнуть цепь обратной связи для орудия противовоздушной обороны, нужно было сделать несколько новых изобретений. Первая проблема состояла в крошечной стеклянной вакуумной трубке, похожей на ту, что раньше использовалась в слуховых аппаратах. Хрупкое стекло должно было выдержать момент выстрела. Испытания были жесткими: сначала академики из Джона Хопкинса укрепляли трубки методами, почерпнутыми у строителей мостов и небоскребов, а затем трясли их в стальных контейнерах, швыряли в свинцовые блоки, вертели, стреляли в них из самодельного гладкоствольного оружия. В ходе испытаний обнаружилось, что стеклянные трубки нужно просто упаковать в резиновые чаши и натереть воском, и тогда они выдержат нагрузку.

Крошечной радиостанции нужна была крошечная электростанция, также способная выдержать сильнейшее давление. Инженеры из Университета Джона Хопкинса сумели обратить себе на пользу удар от выстрела и вращение снаряда в полете. Они разработали аккумулятор, в котором два электролита были разделены стеклянной ампулой. Когда орудие стреляло, стекло лопалось, и батарея заряжалась.

Для безопасности нужно было ввести небольшую отсрочку, чтобы радиовзрыватель снаряда во время выхода из ствола не принял свою собственную артиллерийскую батарею за цель. Гениальная идея заключалась в том, чтобы использовать вращение снаряда в ртутном переключателе: когда снаряд покидает ствол и еще какое-то время вращается, ртуть выталкивается через пористую диафрагму из контактной камеры, включая систему. К тому времени, как ртуть вытолкнута, снаряд уже свистит в воздухе, самостоятельно приближаясь к вражескому самолету и ожидая, когда сработает механизм обратной связи, распознав ничего не подозревающего врага.

Мы увидели начало первой битвы роботов. Человеческий фактор был значительно сокращен, в будущем машины исключат его совсем.

Радиоуправляемые снаряды были огромным шагом вперед. «Как секретное оружие, они уступали по важности лишь атомным бомбам», – сообщалось в The Baltimore Sun уже после войны [36] Lee McCardell, «Now It Can Be Told: How Hopkins Kept Secret Fuse Secret», Baltimore Sun, November 25, 1945, A1. . Нацисты стремились завладеть этим взрывателем. В июне 1942-го агенты ФБР схватили восемь немецких шпионов, которые пытались узнать подробности проекта, но массовое производство снарядов хранилось в секрете даже от тех десяти тысяч работников завода, которые за четыре года произвели 130 миллионов миниатюрных вакуумных трубок. Улучшенное конвейерное производство началось в сентябре 1942 года. К концу 1944 года 118 заводов, управляемых 87 компаниями, производили более четырех тысяч взрывателей в день. Только высшее руководство половины этих компаний знало, что на самом деле они производят. Рабочим, которые производили вакуумные трубки, сообщили, что они делают слуховые аппараты. Взрыватель использовали только над открытой водой по крайней мере до конца 1944 года, и это помогло сохранить его секрет. Над морем врагу было труднее обнаружить орудие противовоздушной обороны, а с земли невозможно было понять, как работает это устройство. Океан хранил секрет.

Командование армии было в восторге от новой технологии. Джордж Паттон, командир Третьей армии США, был настолько восхищен устройством, что посчитал, будто теперь изменится сама природа войны: «Я думаю, когда все армии получат такие снаряды, мы откроем некоторые новые методы военного дела» [37] Там же. .

С 1940 по 1945 год NDRC финансировало 8 проектов по разработке системы управления огнем. Заключенные контракты фактически отражали положение дел в мире систем управления. D‐2 заключили 51 контракт с частными компаниями и лабораториями, 25 контрактов – с академическими исследовательскими институтами. Более 60 проектов были посвящены проблемам наземного огня из орудий противовоздушной обороны. Средняя сумма финансирования составляла 145 000 долларов. Самым крупным и успешным контрактом Уивера на сумму 1,5 миллиона долларов была система наведения, разработанная в Bell, M‐9. Самый маленький и несущественный контракт, на сумму чуть более 2000 долларов, был связан с работой Норберта Винера, который исследовал методы предсказания будущей криволинейной траектории полета самолета [38] Pesi Masani, Norbert Wiener, 1894–1964 (Basel: Burkhäuser, 1990), 182. .

В начале февраля 1940 года, через пять месяцев после вторжения нацистской Германии в Польшу, Винер вступил в Американское математическое общество. Позднее, 11 сентября, Винер принял участие в собрании Американского математического общества в Дартмутском колледже, и это событие изменило историю вычислений. В Bell Laboratories тогда работали со «сложным вычислителем». Машина состояла из 450 реле и 10 матричных переключателей, а также удаленных терминалов, каждый с клавиатурой для ввода и телетайпом для вывода. Один из них был в Дартмуте. Сотрудник Bell Джордж Штибиц был знаком с работами Винера и потому пригласил участников собрания посмотреть компьютер, который выполняет сложение, вычитание, умножение и деление сложных чисел. Винер подошел к клавиатуре и стал испытывать его, стараясь сбить компьютер с толку, но на телетайпе раз за разом появлялись правильные значения, и это казалось волшебством. Так Винер впервые столкнулся с думающей машиной [39] M. D. Fagen, Amos E. Joel, and G. E. Schindler, A History of Engineering and Science in the Bell System: Communications Sciences (1925–1980) (Indianapolis, AT&T Bell Laboratories, 1984), 359. .

Тем временем немцы бомбили Лондон, шла ожесточенная и кровопролитная битва за Британию. Для NDRC приоритетной задачей становилось улучшение систем наведения орудий ПВО.

22 ноября Винер отправил в исследовательский комитет Буша докладную записку на четырех страницах, в которой предлагал «изучить чисто математическую возможность предсказания пути полета аппаратными средствами», а затем «разработать эти аппараты» [40] Pesi Masani, Norbert Wiener, 1894–1964 (Basel: Burkhäuser, 1990), 182. . Перед самым Рождеством 1940 года проект был утвержден, NDRC выделил 2325 долларов профессору из МТИ.

На пост главного инженера проекта Винер выбрал 27-летнего выпускника МТИ, специализировавшегося в области электротехники и математики, Джулиана Бигелоу. Амбициозный Бигелоу во всем ценил точность, кроме того, он был авиатором-любителем, что дало ему навык, полезный в новом проекте. Оба академика знали, что они взяли на себя одну из труднейших проблем в своей области. Блицкриг был в самом разгаре. Через несколько дней после того, как стартовал проект Винера, вечером 29 декабря, люфтваффе особо яростно обрушился на Лондон. За три часа на город были сброшены 120 тонн взрывчатки и 22 тысячи зажигательных бомб. Никогда еще проблема противовоздушной обороны не стояла столь остро.

Винер и Бигелоу занимали бывший математический класс во втором корпусе МТИ, превратив его в «маленькую лабораторию». Здесь они экспериментировали с импровизированными устройствами. Винер справедливо полагал, что, попав под обстрел, пилоты «скорее всего, будут петлять, двигаться зигзагом или еще как-нибудь уклоняться» [41] Винер Н. Кибернетика. М.: Советское радио, 1968. . Чтобы проиллюстрировать это, профессор начертил зигзагообразную линию на доске. Бигелоу возразил, что такое поведение пилота ограничено возможностями самолета [42] Flo Conway and Jim Siegelman, Dark Hero of the Information Age (New York: Basic Books, 2005), 111. . Из-за инерционных свойств самолета, да еще на большой скорости, пилот теряет свободу маневра. Зигзаг выполнить не так-то просто. Винер понял, что психологический стресс и физические ограничения самолета делают человеко-машинную систему более предсказуемой и можно будет вычислить будущую траекторию в зависимости от предыдущей. Он стер зигзаг и вместо него начертил линию из сглаженных кривых.