Алексей Боголюбов - Творения рук человеческих (Естественная история машин)

• Название: Творения рук человеческих (Естественная история машин)
• Автор: Алексей Боголюбов
• Издательство: Знание
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1988
• ISBN: 5-07-000028-4

История создания машин началась очень давно, и за две с половиной тысячи лет своего существования они прошли путь от элементарной водяной мельницы до машины автономного действия — робота, наделенного некоторыми способностями, присущими только человеку. Пользуясь биологической терминологией, можно сказать, что машины в процессе своего исторического развития непрерывно эволюционировали, и так как они созданы человеком и в определенном смысле моделируют движения его органов, то поиск общего между машинами и биологическими объектами оказывается совершенно правомерным, особенно при популярном изложении теории машин и механизмов.

---

Второе направление нашло свое отражение в философии. Виднейшим его представителем был французский врач и философ Жюльен Офре де Ламетри. Также в середине XVIII в. он издал в Лейдене трактат «Человек-машина», за который ему едва не пришлось поплатиться жизнью. По утверждению Ламетри, человеческое тело похоже на часовой механизм огромных размеров, устроенный так, что «если остановится колесо, при помощи которого в нем отмечаются секунды, то колесо, обозначающее минуты, будет продолжать вращаться и идти как ни в чем не бывало». Поэтому и засорения нескольких сосудов недостаточно для того, чтобы прекратилось биение сердца, которое является рабочей частью человеческой машины. Конечно, никто теперь не сомневается, что знаменитый философ во многом ошибался. Но зато он был одним из первых, кто пытался понять характер физической природы живых существ.

Жак де Вокансон, французский механик, член Королевской академии наук, был виднейшим представителем третьего направления в поиске соответствий между машинами и живыми существами. Это направление можно было бы назвать экспериментальным: если автоматы механиков XVII в. и не воссоздавали движений живых существ, то во всяком случае они их моделировали.

Нельзя отрицать того, что ятромеханики и их последователи XVIII в. предложили и рациональную идею. Если ни животные, ни человек все же не были машинами, то при построении машин имелись в виду какие-либо их функции. Более того, можно утверждать, что каждая из машин выполняет какие-либо функции живых существ. Непрерывное совершенствование группы машин, созданных в период научно-технической революции, свидетельствует о том, что и само развитие машин в определенной степени моделирует развитие живых существ. А следовательно, и некоторые биологические законы могут оказать помощь в понимании истории создания машин, а также в искусстве построения их новых конструкций.

Еще Леонардо да Винчи считал, что машины и механизмы — это в некотором роде «продолжение» органов человека. Теперь мы видим, что создаются и такие органы, которые отсутствуют у человека, но свойственны некоторым живым существам. Поэтому вполне оправданным может быть описание машины, ее структуры и принципов работы в терминах биологии.

 Интересно, что развитие концепции Декарта — «животное-машина» в виде концепции «человек-машина» — продолжалось и в XVIII в. Но в том же веке, а затем в середине XIX в. неоднократно высказывалась несколько противоположная точка зрения: сама машина включалась в органический мир, и ей как бы приписывали действия, свойственные живому организму.

Этот последний взгляд на машину как на объект, в определенной степени имеющий качества живой природы, непрерывно обогащается: все больше и больше говорят о машинах автономного действия, и не только с точки зрения исполняемой ими работы. О машинах нового поколения говорят как о саморазвивающихся объектах, которые затем, возможно, смогут воспроизводить себе подобных.

Поэтому в настоящей работе мы попробуем показать машины как искусственные органы человека, иначе говоря, применить к их исследованию некоторые биологические концепции. Нам бы хотелось раскрыть хотя бы в общих чертах процесс их развития и выявить некоторые аспекты, сближающие искусственные произведения человеческого гения с объектами, созданными на протяжении многих миллионов лет гением природы. 

Эволюция машин

Если бы мы могли воспользоваться машиной времени и двинуться назад в прошедшие годы, столетия, тысячелетия.., то вначале (еще в нашем веке) исчезнут самолеты, потом автомобили и паровозы, исчезнет электрическое освещение, пропадут паровые, а затем и ветряные мельницы, исчезнут плуг, веялка и сеялка, останется только деревянная соха. Еще некоторое время сохранится ткацкий станок, гончарный круг и ручная мельница. Затем их не станет и мы окажемся среди первобытных людей, которых от создателей первых машин будут отделять многие и многие поколения.

По мнению большинства археологов и палеонтологов, человекоподобные (гоминиды) впервые появились в Восточной Африке более десяти миллионов лет назад. Около четырех миллионов лет назад на арену жизни вышли гоминиды — австралопитеки. Еще через полтора миллиона лет эти существа пришли к использованию обломков камней, костей животных и рыб в качестве простейших орудий труда. Гоминиды этой эпохи были довольно развитыми прямоходящими существами, и по биологическим признакам резких отличий между ними и современными людьми не обнаружено.

Каменные орудия, которые изготовлял древний человек, прошли чрезвычайно длительную эволюцию. Эпоха первоначального овладения камнем и навыками его примитивной обработки носит название палеолита. Основные занятия — охота и собирание плодов — определили типы орудия: нож, топор, скребок, игла, наконечники копья и стрелы — все это модификации клина. Палка как орудие и как рычаг также относится к древнейшим приобретениям человека. Поддержание и использование огня, рожденного стихийными силами природы, начались около четырехсот тысяч лет назад (освоение огня и изобретение средств для его добывания произошли значительно позже).

Около ста тысячелетий назад возникает изобразительное искусство, очевидно, как один из способов запоминания и ориентирования на местности. В большей мере это относится к изображениям людей и животных, в меньшей — к орнаменту, который несомненно связан с разложением понятия «много» и с появлением числа и счета. Первобытное искусство—доказательство того, что человек начал рассуждать. В борьбе за свое существование человек приобретает знания и умения, объем которых медленно, но непрерывно увеличивается.

Техника изготовления орудий совершенствуется, убыстряется освоение новых умений. Изобретается лук, т. е. орудие для метания стрел, для изготовления которого человек оценивает относительную гибкость и упругость дерева. Для охоты на зверей изобретаются и ловушки, иногда уже довольно сложной конструкции, которые срабатывают, когда зверь наступает на одно из звеньев. Позже осуществляется переход к производству продуктов питания — выращиванию злаков и иных растений, одомашниванию животных. В истории человечества это была вторая важнейшая хозяйственная революция после освоения огня. Человек получил более обильный и надежный источник пищи и начал переходить к оседлому образу жизни. Следствием был рост народонаселения. Этот период, длившийся около пяти тысяч лет и закончившийся к VI—VII вв. до н. э., был назван неолитом.

Естественно, что никаких резких границ между периодами древнего, среднего и нового каменных веков — палеолитом, мезолитом и неолитом — не было. Каменный век заканчивался у разных племен в разное время (некоторые из них живут в каменном веке вплоть до настоящего времени). Постепенно люди расселялись и осваивали новые земли. Разные условия труда и жизни определили и различия в орудиях труда: человеку, уходившему на север, надо было уделять больше внимания сооружению жилищ и изготовлению одежды, чем его экваториальному современнику.

Период неолита характеризуется все более сложной обработкой камня, осваивается шлифовка. Орудия труда умножаются качественно и количественно. Для хранения пищи изготавливаются глиняные горшки. Кости и раковины служат для изготовления рыболовных крючков, гарпунов. Из шкур вырабатываются кожи, из растительных волокон — нити. Появляются и первые ручные мельницы — два отшлифованных камня, с помощью которых растираются зерна. Осваивается вращательное движение: изобретается колесо, гончарный круг, круговая ручная мельница. Все это — путь к изобретению простейших машин.

Основные занятия племен — земледелие или скотоводство, охота и рыболовство — доступны любому из его членов. Все умеют растирать зерно, готовить пищу, шить одежду. Но рядом со всеми уже появляется кузнец, гончар, ткач. Начинается обмен изделиями, т. е. изделия становятся товаром. Первобытное общество теряет свое имущественное равенство. Пленных, захваченных в борьбе за новые территории, не убивают, а заставляют выполнять тяжелую работу, в первую очередь для старейшин племени. Возникновение частной собственности связано, таким образом, с общественным разделением труда: первобытное общество порождает рабовладельческое.

Затем появляются государства-города, государства-империи. В больших государствах возможно сложное разделение труда, выше профессиональное мастерство ремесленников, запас орудий и технических средств растет быстрее. Наконец, появляются и машины.

Машина заменяет живую силу. Пожалуй, первой машиной в современном понимании следует назвать водяную мельницу, т. е. не что иное, как преобразователь энергии водяного потока в энергию вращения. Это простейшее устройство состоит из основного колеса, двух цевочных колес и рабочего органа — двух жерновов, неподвижного и подвижного. Первые мельницы появились на горных речках и быстро распространились повсюду, где можно было создать перепад воды. Это изобретение было революционным событием: на машину был переложен тяжелый труд. Можно только представить себе, сколько людей должны были работать вручную, чтобы накормить население даже небольшого города.