7.2 機械自我的成熟
海倫的調節器、德雷貝爾的恒溫器,還有瓦特的調控裝置為自己的脈管注入了自我控製、感知意識以及渴望的覺醒。調節係統感知自身的屬性,關注自己是否發生了與上一次查看時不同的某些變化。如果有變化,就按既定目標調整自身。在恒溫器這個特定的例子中,裝了酒精的試管偵測係統的溫度,之後決定是否應當采取行動調整火力,以保持係統的既定溫度目標。從哲學的角度來說,這個係統是有目的的。
盡管這一點對於現在的人來說也許是顯而易見的,但是,即使把最簡單的自動電路,比如說反饋回路,移植到電子領域中,也花了世界上最優秀的發明家很長的時間。之所以會如此拖延,是因為電流從被發現的那一刻起,就首先被看成是能量而不是通信工具。事實上,在上個世紀(19世紀),德國頂尖的電子工程師們就已經意識到電的本性其實是兩麵的,而這一嶄露頭角的差別意識,就是把相關電的技術分成強電和弱電兩種。因為,發送一個信號所需的能量小得令人不敢相信,以至於電必須被想象成某種完全不同於能量的東西。對於那批狂野的德國信號學家來說,電與說話的嘴以及寫字的手是兄弟,功用相同。這些弱電技術的發明者(我們現在要稱其為黑客了)帶給我們的,也許是史無前例的發明——電報。正是因為有了這項發明,人類之間的溝通,才能通過像閃電一樣的不可見粒子載體飛速地傳播。而正是因為有了電這個令人驚歎的奇跡的後代——弱電,才有了我們對整個社會的重新構想。
盡管這些電報員們牢記著弱電模型,並且實現了精妙的改革創新,但是直到1929年8月,貝爾實驗室的電話工程師布萊克 [157]sup> 才調校出一條電子反饋回路。布萊克當時正在努力為長途電話線路尋找一種能夠製造持久耐用的線路中繼放大器的方法。早期的放大器,是用天然材料製成,而這種未經加工的材料往往會在使用的過程中逐漸分解,導致電流的流失。一個老化的中繼器不單會把電話信號加以放大,還會錯誤地把任意拾得的各種頻率的細微偏差與電話信號相混合,直到這些不斷膨脹的錯誤充滿整個係統,將係統徹底摧毀。所以,這裏就需要某種類似於海倫的調節裝置的東西,能夠產生約束主信號的反向信號,緩衝不斷重複的循環所帶來的影響。幸好布萊克設計出了一個負反饋回路,它的作用就是用來抵消放大器的正回路所產生的滾雪球效應。單從概念上來看,這個電學負反饋回路,和抽水馬桶的衝水係統或者恒溫器的作用是完全一樣的。這個起著刹車作用的電路,能夠讓放大器在不斷的微調中保持在穩定的放大狀態上,而其原理,跟恒溫器能夠通過不斷的微調保持在特定溫度上是一樣的。隻不過,恒溫器用的是一個金屬製動杆,而放大器用的則是一些可以自我交流的弱電子流。於是,在電話交換網絡的通道裏,第一個電學意義上的自我誕生了。
自第一次世界大戰開始至戰後,炮彈發射裝置變得越來越複雜,而與此同時,那些移動著的預攻擊目標也變得越來越精細,彈道軌跡的計算考驗著人類的才智。在戰鬥的間隙,被稱為計算員的演算人員要計算在各種風力、天氣和海拔條件下那些巨炮的各種參數設置。而計算出來的結果,有時會印在一些口袋大小的表格上,便於前線的火炮手使用;或者,如果時間來得及,而且是通用火炮,這些表格就會被編碼輸入火炮裝置,也就是通常所說的自動操作裝置。在美國,與火炮演算有關的種種活動,都集中在海軍位於馬裏蘭州的阿伯丁試驗場 [158]sup> ,在那個地方,房間裏擠滿了人類計算員(幾乎全都是女性),使用手搖計算機來演算表格。
到了第二次世界大戰,德國飛機——大炮竭力要攻打下來的東西——幾乎飛得和炮彈一樣快。於是就需要速度更快的即時演算。最理想的形式就是火炮在新發明的雷達掃描裝置測出飛行中的飛機數據時即行引發。此外,海軍的炮手有一個很關鍵的問題:即如何根據新射擊表提供的精確數據轉動這些怪物並使之對準目標。辦法近在眼前,就在艦尾:一艘巨艦,是通過某種特殊的自動反饋回路,即伺服機製來控製它的方向舵的。
伺服機製 [159]sup> 是一個美國人和一個法國人在相隔大洋的情況下,於1860年左右同時獨自發明出來的。法國人裏昂·法爾科 [160]sup> 為這個裝置取了一個很拗口的名字:伺服電動機。由於船隻隨著時間的推移發展得更大、更快,人類作用於舵柄的力量已經不足以抵抗水下湧動的水流了。海軍的技術人員想出了各種油液壓係統來放大作用在舵柄上的力量,這樣隻要輕輕地搖動船長舵倉內的小型舵杆,就可以對巨大的船舵產生些許影響。根據不同的船速、吃水線和其他類似的因素,對小舵杆所做的反複搖動,反映到船舵那裏就表現為大小不同的舵效。法爾科發明了一個連通裝置,把水下大舵的位置,和能夠輕鬆操縱的小舵杆的位置聯係到一起——也就是一個自動反饋回路!這樣一來,舵杆就能夠指示出大舵的實際位置,並且通過這個回路,移動舵杆這個指示器,也就是在移動大舵這個實體。用計算機領域的行話來說,這就是所謂的所見即所得!
二戰時期的重型火炮的炮管,也是這麼操作的。裝著液壓油的液壓管把一個小的轉動杠杆(小舵杆)連接到炮管轉向裝置的活塞。當操炮手把杠杆移動到預計的位置時,這一小小的轉動,就會擠壓一個小活塞,使得閥門打開,釋放液壓油去頂起一個大活塞,進而擺動巨大沉重的火炮炮管。反過來,當炮管擺動的時候,它又會推動一個小活塞,而這個小活塞則會引動那個手動的杠杆。所以,當炮手試圖去轉動那個小舵杆的時候,他也會感覺到某種溫和的抗力,這種抗力,就是由他想移動的那個大舵的反饋產生的。