Размещено на сайте 03.04.2008.

ПРЕДИСЛОВИЕ КАФЕДРЫ  ПРОГНОЗОВ

Добрый  день, уважаемые  читатели.

Предыдущий  первоапрельский  выпуск  Кафедры  Прогнозов  вызвал  много  телефонных звонков  и писем от  постоянных читателей  рубрики.

Оказалось,  что  у читателей  есть  интерес  именно  к  формату  предположений.

      Какой  конкретно  может оказаться  техника  завтра?

      Как  новые  машины  могут быть устроены?

      Как это  может  изменить  существование  других  машин?

      Какие  виды  бизнеса  это  может  порождать?

      Какие  потенциальные  опасности могут возникнуть?

Вот  список  вопросов, которые  мне  задавали.

Мы  решили провести эксперимент и опубликовать текст именно такой  направленности  и ответить хотя  бы  на часть  вопросов.

Однако,  для  того, чтобы  высказать какое-то предположение, необходимо  провести какое-то  исследование, что  мы  и попытались сделать  в  самой  ненасильственной  форме: в  виде  очерка о феномене  переноса технологий в   истории  эволюционных взаимоотношений  компьютеров  и музыкальных  инструментов. 

Наверное, такого рода  исследования  можно было бы  назвать опытом  анализа  в  области  «технологической  генетики».

Такой  науки  пока не  существует. Пока   она  называется  «функционально ориентированный  поиск» (список  публикаций на эту тему  можно найти здесь)  и находится  в палитре  инструментов  современных инновационных дисциплин, о которых мы  уже  немного рассказывали.

Итак, позвольте  провести  публичный  эксперимент в  области  трансферологии, будущей  науки о  свойствах процессов  переноса  технологий  и в  случае  позитивной  оценки  не  полениться  проголосовать на страничке  форума  Кафедры  Прогнозов.

Приятного  чтения, ведущий  рубрики  Кафедра Прогнозов,
Юрий Даниловский

Компьютер  как  «семейный  альбом»

У  компьютеров   много  «родственников»: калькуляторы, «железные  Феликсы», логарифмические  линейки, но  это -  «прямое  родство».   А  кто  является  «двоюродными»  и «троюродными»  предками  самой  «агрессивной»  технической  системы  минувшего  и  текущего  столетия: компьютера?

Сколько  частей  у  копьютера?

Любой   современный  компьютер  имеет  5  функционально различающихся,  принципиально  важных   частей.

1-    устройства  ввода  информации:  клавиатура  +  мышь,  устройство  чтения  магнитных  дисков,  устройства  чтения CD  DVD  дисков  USB  вход  для  считывания  флэшки.

2-    Устройство  отображения  информации  для  корректировки:   монитор

3-    Устройство  хранения  информации:  память

4-    Устройство  совершения  операций  с  информацией:  процессор

5-    Устройства  воспроизведения  информации:   монитор,  принтер,  лазерный  проектор,

Звуковые   колонки  или   любое   электромеханическое  устройство.

Фактически,  компьютер  представляет  собой  системную  совокупность  5  видов  разных  машин,  которые  заимствованы  из  разных  областей  техники  в  разные  периоды  времени.

Так,   например,   монитор,  выполняющий  2   предназначения  в   представленной  «функциональной»   модели   компьютера   это  всем  хорошо  известный «телевизор»: или  электроннолучевой ( CRT)    или  жидкокристаллический  (LCD).

Принтер   это  хорошо  всем   известная  пишущая  машинка,  которая  эволюционировала  в  струйные  и  лазерные  версии,  которые  заимствованы   из области  полупроводниковых  технологий  и  полиграфии.

Клавиатура -  тоже  прямое  заимствование и  из  пишущих  машинок,  и  из  клавишных  музыкальных  инструментов.  Это  утверждение  может  показаться   спорным,  однако  «родство»  компьютеров  и  музыкальных   инструментов  можно  проиллюстрировать  примерами  переноса  технологий,   как   в  «прямом»,  так  и  в  «противоположном»   направлениях. о  том.  Что  процесс объединения  машин  имеет  два  направления, имеет  нарушения  аддитивности,  Кафедра  Прогнозов уже  писала  неоднократно в  своих  выпусках.  Компьютеры, разумеется,  не  исключение.

 Для  начала  рассмотрим  направление: «компьютеры  - музыкальные  инструменты».

Оптическое  пианино

Совсем  недавно  в  печати  промелькнуло  сообщение  о   том,  что  в  Японии  создано  новое   развлекающее  устройство  по цене 200 $ -  Virtual  piano.  

 Это  «оптическое  пианино»   является   результатом   прямого   переноса  технологии  виртуальной  клавиатуры,  разработанной  в 2002  году  израильской  компанией  VKB.  

  

Давайте  проследим  феномен  переноса  технологий  из  вычислительной  техники  в  область  музыкальных  инструментов.

 По  утверждению  американского  журнала  Live Science,  в  Древней  Греции  тоже    были  «компьютеры»,  которые  были  способны  вычислять  фазы    Луны, предсказывать  даты   солнечных   затмений  и   указывать положение  пяти,  известных  в  тот   момент   астрономам  планет.

 

Итак, прошло каких-то 2000 лет,  и механические  компьютеры  передали свой « ген шестерёночных  механизмов»  музыкальным полуавтоматам.  

Однако,  справедливо  и обратное  утверждение: можно  говорить  о  том,  что  «музыкальные  полу- автоматы»:  музыкальные  шкатулки  и шарманки  были  источником  переноса  технологий  в  развитие   вычислительной  техники.

Согласитесь,  что  больше  2000  лет  тому  назад  вычислительные  устройства  на  основе  использования  шестерён   существовали,  однако,  говорить о  том,  что  при  этом   существовал   какой-либо  «перенос  технологий»  из   вычислительной  техники   в   область  создания   музыкальных  инструментов ( или  «музыкальных  полу- автоматов»)  явно  нельзя.  Скорее  наоборот,  можно  говорить  о  том,  что  «музыкальные  автоматы»:  музыкальные  шкатулки  и шарманки  были  источником  переноса  технологий,  помогая  развитию   вычислительной  техники.

Рассмотрим  эту   ситуацию  подробней,  понимая,  что   современный  термин  «перенос  технологий» (technology  transfer)  подразумевает,  прежде  всего,   целенаправленное  использование  технических  решений   из  одной  области в   другой,  тогда  как  на  протяжении  всей  истории  техники   преобладал  прежде  всего  случайный  характер   таких    «совпадений».

В  подавляющем  большинстве  случаев  историкам  техники  неизвестно  был  ли  «перенос  технологий»   случайным  или  целенаправленно  осуществлённым,  поэтому,  с точки  зрения  автора,   правильнее  использовать  мнение    основателя  статистической   физики Людвига  Больцмана  о  том,  что: «случайность  есть  плохо  изученная  закономерность». Все  приведённые  ниже  примеры  имеют  контекст   этого  высказывания.

Шарманка -  текстильный  станок - компьютер

Никакой   компьютер,  даже  если  он  «механический»,  невозможен  без системы  хранения  информации. Так,  в только  что  описанном  древнегреческом   вычислителе  -  функцию  этого  устройства   выполняли   сами  шестерни:  их  размеры  и   количество  зубцов.

 В  1822   году  в  аналитической  машине  Чарльза  Бэббиджа   использовались   перфокарты  двух  типов:  «маленькие» 5.5Х13  см,  управляющие  и  «большие» 7Х18,5  см для  хранения  чисел. Затем   наступил 1890  год  и Герман Холлерит  запатентовал  табулятор.  Этот  механический   компьютер   тоже  был  далёк  от  универсальности   современных   машин   и  был  создан  для  подсчёта  голосов  избирателей  по  заказу  правительства   США.

Перфокарты  Чарльза  Бэббиджа    и  Германа  Холлерита  не   были  «пионерским  изобретением»,  а  являлись  результатом  переноса  технологий  из   текстильной  промышленности  в  область  вычислительной    техники.

 Жозеф  Мари  Жаккард (Jacquard, J.M.752-1834)  изобретал  ткацкий  станок  для  вязания  ковров   почти  14  лет: с 1790  по 1804,  а  окончательный   вид  с   перфокартами   его  станки  получили  после  изучения  швейных  автоматов Вокансона  (de Vaukanson, 1709-1782)   в 1809  году.

 В  год  Бородинского  сражения (1 812 ) ,  благодаря  поддержке  Наполеона,  во  Франции  уже  работало 18  тысяч  станков.  Но  и  он  не  был  «пионером»:  до этого  были  станки  Базиля  Бушона 1725 год  и станки  с перфолентой  Жан – Батиста  Фалькона 1728 года…

Однако,  и  в  этом  шаге  технической   эволюции   трудно  назвать  это   техническое  решение  по  хранению  информации  «пионерским»,  потому  что  музыкальные  шкатулки,  с  «дисковыми  перфокартами»,  металлическими   кругами  с  отверстиями,  были  известны  в  Европе,  по  крайней  мере,  с 17 ого  века.

Примерно  в  это  же  время  появилась  «более  продвинутая  модель  шарманки»  -   колёсная  лира.

Этот  музыкальный  инструмент  отличается  от  любого  струнного  инструмента,  например  привычной   для  нас  гитары,  тем,  что   все    необходимые  для   исполнения   мелодии  аккорды  уже  «взяты»  и  эта  информация  хранится   в  компактном  механическом  виде  на  специальных  носителях.

Музыканту   необходимо  только  «нажать  кнопку»  и  соответствующее  трезвучие  будет  воспроизведено,  если он  будет  правой  рукой  вращать  рукоять  лиры.  Левая  рука  предназначена  для  операций  с  «системой  ввода»,  иначе  говоря, «клавиатурой».

Получается  довольно  любопытная   последовательность  заимствований  идеи  перфокарты: музыкальная  шкатулка – машина  для  вязания  ковров – машина  для  подсчёта  голосов – устройства  хранения  и  ввода   информации  для  ламповых компьютеров  с  использованием  перфокарт – «магнитная   память»  -  «оптическая  память».

Удивительно,  что  принцип  функционирования  CD  ( а  также  и DVD )  диска  опирается  всё  на  те же  «отверстия»  и  «штифты»,  которые  были  и  в  музыкальных  шкатулках.

Отличие  заключается  в  том,  что  «отверстия»  превратились  в  «углубления»  наноразмеров,  а  «штифты»  превратились  в   лучик  лазера.  Длина  волны  в  погоне  за  увеличением   плотности   хранения   информации ( «долгоиграния» )   уменьшалась, и  из  «красного»  превращалась  в  «зелёный»  или  «синий». Однако,  при  таком  подходе  неизбежно  возникает вопрос:  «  а  что  было  до «музыкальных   шкатулок»?

Обратный  отсчёт: музыкальные  шкатулки -  замки  -  головоломки

Идея  хранения  информации  на  основе  пары  «отверстие- штифт»  оказалась  очень  «древней».  По  информации,  полученной  из  книг  Александра  и Анны  Лаврус «Первые  замки»  и  «Протозамки»  идея    хранить   секрет  таким   способом  была  использовании  и  в  Древнем  Египте,  хорошо  известны, т.н.  «египетские  замки»  и  в  Месопотамии,  древнешумерском  государстве.

Потребность   в  безопасности  существовала  всегда, так  же  как  и  потребность  в  развлечениях.  По  утверждению  тех   же  авторов, «.добрая половина сегодняшних «головоломок» – прапрабабушки современных замков. Кольца, фигурные пластины с прорезями, стержни с оголовьями – все это, в свое время, были не игрушки..».

 Все  эти  изобретения  изначально  придумывались  для  того, чтобы   защитить  жилище  от  несанкционированного  проникновения   посторонних,  и только  после  этого,  не  выдержав   конкуренции  с более  совершенными   системами ,  типа «ключ – замок» ( «отверстие -  штифт»,  перекочевали  в  область   развлечений, т.е.  в  огромный  класс:  «игрушки»,  куда  попадают  все    некогда  «популярные   машины»  и  откуда  берут  своё  начало   многие  знаменитые  сегодня  системы.

Достаточно  вспомнить  вертолёт   ( аэродромическая  машина  Ломоносова)  или  паровую  машину.

Road Map   (дорожная   карта) переноса технологий

Вся  описанная   картина  «экспорта  идеи»  хранения  информации  в  виде  пары «отверстие – штифт»  приобретает    наглядность,  если  изобразить  это  графически  в  виде «дорожной  карты»,  которые  так  любят  крупные  руководители.

Схема  переноса  технологий  на  этом  рисунке,  конечно,  не  является  полной,  потому  что  описывает  только  2 из  5  функциональных  частей»   компьютера:  устройство ввода  ( клавиатура)  и    устройства  хранения  информации ( память). 

Проведённый ретроспективный  анализ  показал  любопытную  картину.

Самыми «дальними  родственниками  компьютеров  по  линии»  устройств  хранения  информации  можно  считать  дверные  замки,  основанные  на  принципе «отверстие-  штырь».  Обычные  дверные  замки  по  «функциональному  смыслу»   такие  же  хранители  информации  как  и  CD / DVD  диск . Отличие  заключается  в  том,  что  дверной  замок  хранит одну  комбинацию   «нулей»  и    «единиц»,  открывающуюся   ключом  с  «зеркальным  набором 1и 0»,   а   CD / DVD  диск    -  очень  много   таких  комбинаций.

Принцип  «отверстие- штырь»  (  или  «0/1» )  перекочевал  в  музыкальные  шкатулки (17 век ),  в  текстильные  станки( 1725 – 1809 ),  в  аналитическую  машину  Бэббиджа ( 1822),  табулятор  Холлерита( 1890),  а потом,  почти 60  лет  существовал  как  «устройства  ввода на  основе  перфокарт». В 1952  году знаменитая  компания  IBM   использовала   магнитофон  в  электронной  вычислительной  машине  IBM Model 701.

Магнитофон,  изобретённый  в  1898  году   Вальдемаром  Пульсеном  был  развитием  идеи  американского  инженера  Оверлинга  Смита,  которую  он   сформулировал  в 1888  году.

Проволока,  как  носитель  информации  заменилась  на ленту  только  в  30 ые  годы 20  века.   Принцип  магнитной  записи  всё  тот же: 0  и 1. Если  магнитный  домен  направлен

«поперёк» по  отношению  к  считывающей   головке,  то  это 0,  если  «вдоль» ,  то это 1.

Удивительным  во  всей  этой  истории  является  то, что   весь  процесс  «поглощения»  совсем  разных  машин   компьютером  (мы  вполне  можем  использовать  такой  образ  для  описания  процесса  переноса  технологий,  если  будем  исходить  из  модели  «закономерного»   подхода)   сопровождается   и   ответным  процессом  «излучения»   или  «возврата».

Компьютер «вернул»   в  музыкальные  инструменты  не  только  клавиатуру,  но  и  прекрасно  встроился  в  разные  версии  музыкальных  синтезаторов, как  клавишных,  так  и  струнных.  Нам  хорошо  известны  и  привычны   сегодня    «компьютеризированные»  музыкальные   центры,  телевизоры,  замки   и  всё  те  же  «головоломки»,  которые    обоснованно считаются   «первопредками»   замков.

Рисунок,  который  иллюстрирует  «двухсторонний»  процесс  переноса  технологий больше  всего  напоминает  рисунок  из  школьного  курса  по   природоведению:  «круговорот  воды  в  природе».  Принцип  хранения  информации  «0/1»   сначала    «подымался  вверх  к  облакам» (к  компьютерам),  там  «сконденсировался»   и  затем  пролился  дождём  на  все  те  источники,  которые  его  породили.

Это  всего  лишь  « литературный  образ»,  однако  не  будет  ничего  необычного  в  том, чтобы   использовать  его  для   построения  математических  моделей,  описывающих   феномены   спиральности  развития  техники,  в  котором  перенос   технологий   является  ключевым  механизмом.

Клавиатуры  без  «клавиатуры»

В   завершение  этих  наблюдений  можно  посмотреть  ниже расположенный   рисунок,

 где  собраны  изображения  новых  вариантов   клавиатур  и  задать   себе  вопрос:  

в  каком   музыкальном   инструменте  их  можно  было  бы  использовать?  Ответ, который  напрашивается  у  Кафедры  Прогнозов  такой:  это  новая  версия  

«Термен  музыку»  можно  послушать  здесь

Этот  удивительный  музыкальный  инструмент  придумал  русский  физик (в  такой  же  степени  пианист,  потому  что  учился  и  в  консерватории,  и  в  Петроградском Политехническом  инстуте)  в 1920  году. На  этом  инструменте  «играют»  перемещением  кистей  рук  вдоль  вертикального  стержня. Забавно,  что  Владимир  Ильич  Ленин  был в  восторге  от этого  изобретения и попросил  молодого  изобретателя   поехать на гастроли  в  США  для  того,  чтобы  заработать  валюту столь необходимую молодой  республике. Лев  Термен  так  и поступил, но это уже  совсем другая  история.

Новые  клавиатуры  позволят  сыграть  мелодию   даже  не  вынимая   рук  из  карманов  брюк. А  ведь  все  принципы  извлечения  звуков  можно  перенести на использование  ног  и тогда  родится  новый  вид балета: «электромагнитная балетомузыка» . Клубы,  школы  для  обучения, телевизионные  и Интернет проекты, конкурсы, ….Мне  кажется, решение  содержит целую кучу  «аттракторов  развития  техники».

Торопитесь. Идея  патенто чистая, Кафедра  Прогнозов  дарит её  своим  читателям.

Любой  из вас может  срочно организовывать  и производство,  и сбыт, потому  что  разбогатеть  методом   ТОЛЬКО   «придумывания  технических  решений»  невозможно, но  справедливо  и противоположное  высказывание: «нельзя  разбогатеть, не  придумав  ничего».

Об этом  и о многом  другом наши следующие  выпуски.

С уважением,
Ведущий  рубрики  Кафедра  Прогнозов,
Юрий Даниловский.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.