Кудрявцев Степанович - Курс истории физики

Его идеи вдохновляли изобретателей, ученых и инженеров, разрабатывавших коне грукции ракет в довоенные и военные годы.

Широкое применение ракет в военные годы подготовило почву для бурного развития ракетной техники после войны. Космическую эру открыл Советский Союз. Под руководством Главного конструктора, дважды Героя Социалистического Труда академика Сергея Павловича Королева (1906—1966) 4 октября 1958 г. в Советском Союзе был запущен первый искусственный спутник Земли, а 12 апреля 1961 г. советский гражданин Юрий Алексеевич Гагарин на корабле «Восток» совершил первый в мире космический полет. Началась эпоха освоения космоса, человек вышел за пределы Земли.

Атомная энергия и космические полеты были бы невозможны без первоклассной электроники и автоматики. Противовоздушная оборона потребовала новых методов локаций скоростных самолетов и новых методов управления зенитным огнем. Так родилась радиолокация, в которой впервые были применены счетно-решающие устройства.

Один из основоположников кибернетики — Норберт Винер (1894—1964), рассказывая в своей книге «Кибернетика» историю возникновения новой науки, писал: «Уже до войны стало ясно, что возрастающая скорость самолетов опрокинула классические методы управления огнем и что необходимо встроить в методы управления огнем вычислительные устройства, обеспечивающие расчеты для выстрела. Эти вычислительные устройства оказались очень сложными вследствие того обстоятельства, что, в отличие от других целей, самолет имеет скорость, сравнимую со скоростью зенитного снаряда».

В этих условиях оказалось невозможным игнорировать поведение людей как управляющих зенитным огнем, так и управляющих самолетом. «Люди... действуют в качестве неотъемлемой части системы управления огнем», —писал Винер. «Чтобы математически описать их участие в работе управляемой ими машины, необходимо знать их характеристики. Кроме того, их цель — самолет — также управляется человеком, и желательно знать рабочие характеристики такой цели».

Винер и его сотрудники пришли к заключению, что очень важным фактором в сознательной деятельности служит явление, которое в технике получило название обратная связь.

По принципу обратной связи работали маятниковые часы Гюйгенса и все последующие типы часов с маятником. По принципу обратной связи работал центробежный регулятор Уатта и все последующие регуляторы числа оборотов тепловых машин. По принципу обратной связи работал катодный генератор незатухающих колебаний Мей-снера и все последующие типы электронных генераторов колебаний. Теперь этот принцип открыли и в поведении человека. Так родилась новая эра автоматики — вместе с автоматизацией производства автоматизируется и управление. Наступила эпоха развития автоматики.

Автоматика —древнейшая отрасль техники. Когда первобытный человек вырывал яму на пути зверя и замаскировывал ее ветками, он создавал первое программирующее устройство. Автоматы Герона Александрийского показывали, какой изощренной могла быть автоматическая техника в эпоху рабовладельческого общества и низкого уровня естественнонаучных знаний. Эта техника работала и в средние века, обслуживая властителей и церковь. Автоматика стала служить человеку не в качестве чудесной игрушки, а для насущной потребности точного измерения времени в эпоху создания маятниковых часов. Эти часы нужны были мореплавателям и астрономам, они нужны были все большему и большему кругу лиц, вовлеченных в ритм общественной жизни.

Часы были созданы на основе достижения нового естествознания: математики и механики. Но, как и у Герона, они стали основой автоматических игрушек, получивших широкое распространение в XVIII в. Создавались игрушки, имитирующие поведение живых существ. Новая механика рассматривала живое существо как машину, работающую на принципах механики. Многие мастера работали над идеей создания автомата-человека и вечного двигателя. Этим идеям не суждено было осуществиться. Но они родились и питались научно-технической революцией XVIII в., положившей начало капиталистической индустриализации.

Ко второй половине XX в. на основе успехов математики, физики, электроники возникла новая автоматика и подобно человекообразным машинам XVIII в. появились человекообразные роботы, заполнившие страницы фантастической литературы. Вновь возникла проблема искусственного создания мыслящей машины-робота.

По всей вероятности, эту идею ждет участь, аналогичная ее предшественнице в XVIII в. Поток изобретений вечно-ного двигателя породил принцип невозможности вечного двигателя первого рода.

Сегодня обстановка сложнее. Кибернетические машины выполняют полезную работу. Автоматические межпланетные станции, автоматизация процессов в недоступных для человека условиях —все это стало возможным на основе «умных машин», решающих все более и более сложные задачи. Однако за каждой такой машиной стоит человек, ее создатель, ее программист. Век «бесчеловечной» автоматики, к счастью для людей, только вымысел фантастов и чрезмерно увлеченных ученых. Новая автоматика решает другие, более важные задачи. Современная автоматика призвана служить людям прежде всего в сфере создания материальных ценностей, в сфере планирования и управления, во всей системе народного хозяйства. Об этом говорят Директивы XXIV-XXVI съездов КПСС.

Таким образом, развитие математики, физики, электроники привело к . широкому развитию автоматики, являющейся одним из основных компонентов научно-технической революции второй половины XX в. Ход этой революции показывает, что наука становится могучей производительной силой общества.

Развитие электроники, возникновение ядерной энергетики, создание новых материалов со специфическими свойствами, искусственных тканей и заменителей кожи, широкое внедрение химии, достижения биологической науки, применение математических методов в экономике — все это показывает значение науки как производительной силы. Сегодня наука — важнейший элемент технического прогресса, она указывает пути развития техники, открывает новые области технических применений. Поучительна в этом отношении история возникновения квантовой электроники. В(этой истории тесно переплелись научные идеи и технические достижения.

В 1916 г. Эйнштейн ввел идею индуцированного излучения. В 1920 г. О. Штерн ввел в экспериментальную физику метод молекулярных пучков.

В годы второй мировой войны получила широкое развитие в связи с проблемами радиолокации техника сверхвысоких радиочастот. Объединение научных идей с широким использованием волн сверхвысокочастотного диапазона и привело к созданию квантовой электроники. Н. Г. Басов и А. М. Прохоров разработали молекулярный генератор высокоустойчивых электромагнитных колебаний, ставший точными часами. В 1951 г. был создан усилитель высокой частоты, основанный на принципе индуцированного излучения, названный в американской литературе мазер.