Как сделать совсем круглый шарик и изящный кузов автомобиля?
Ответы ищут и находят люди — конструкторы, инженеры, ученые. Конструирование машины не простая арифметика. Здесь каждая загадка имеет десятки и сотни ответов — самых разных. Никто эти ответы заранее не знает. Так разве не интересно посмотреть, как их находят?
Если вы не желаете верить на слово и хотите иметь собственное мнение о том, что такое машина, волей-неволей надо снять с нее крышку и заглянуть поглубже в хитросплетение механизмов и устройств, в котором нет ни одной лишней шестеренки или проволочки, которое живет и действует так, как это задумал человек.
Кольцо управления
Помните наш пример с такси, подъезжающим к перекрестку? Вернемся к нему еще раз. С тех пор машина проехала уже все перекрестки и теперь мчится по шоссе. Сейчас задача управления намного упростилась, но все же…
Вот мы обгоняем попутный автомобиль; благополучно разъезжаемся со встречным транспортом; шоссе петляет направо, налево; чередуются спуски и подъемы. Почему дело обходится без несчастного случая?
Потому, что водитель непрерывно следит за той ситуацией, которая складывается в пути; потому, что в соответствии с этой непрерывно меняющейся ситуацией мысленно намечает наилучшую траекторию и скорость движения; потому, что управляет машиной он так, чтобы ее фактические траектория и скорость минимально отклонялись от намеченных. И чем выше квалификация водителя, тем правильнее и быстрее он оценивает ситуацию, тем уверенней управляет машиной. Его маневры не создают опасности для пешеходов, попутных и встречных машин и телеграфных столбов.
Мозг человека — руки — машина — глаза — мозг — вот система управления автомобилем, образующая замкнутое кольцо. Половинку этого кольца составляют: мозг — руки — машина.
Может быть, вам кажется, что этой половинки достаточно, чтобы успешно справиться с задачей управления? Тогда предложите самому опытному водителю проехать 200–300 метров по пустынному и прямому как стрела шоссе с завязанными глазами. Скорее всего он откажется. Каждый водитель знает, что даже при движении прямо всегда приходится непрерывно поворачивать руль то в одну, то в другую сторону, пусть на самую малую величину. Это необходимо, чтобы устранить влияние на движение машины небольших неровностей шоссе, неравномерности нагружения левых и правых колес, различной изношенности покрышек, колебаний машины на рессорах и многих других, подчас совершенно случайных обстоятельств, которые возникают буквально в любой момент и оказывают влияние на движение машины.
Сознательно или автоматически (рефлекторно) водитель непрерывно сравнивает желаемое и фактическое движение автомобиля и вносит соответствующие поправки, устраняя непрерывно возникающие рассогласования.
Нет, без второй половины кольца, которую образуют машина — глаза — мозг, обойтись нельзя!
По каждому из полуколец в течение всего времени движения машины текут потоки информации. Один из них начинает свой путь из памяти — из того отдела мозга, где хранится «программа» движения и конечным адрес маршрута.
Оттуда информация поступает в другой отдел, который условно назовем отделом сравнения (к нему мы еще вернемся). Затем потоки информации поступают в отдел мозга, управляющий мышцами рук; руки движутся, поворачивая рулевое колесо; машина выполняет маневр.
И одновременно течет поток информации по второму полукольцу в обратном направлении. Машина выполняет маневр или совершает случайные движения, водитель следит за всеми изменениями ситуации. Информация об этих изменениях по зрительному каналу поступает в зрительный отдел мозга, а оттуда в отдел сравнения.
В этом отделе встречаются два потока информации, сравнивается намеченная программа движения с фактически осуществляемой, определяются необходимые поправки и начинает свое движение новый поток управляющих сигналов, текущих к мышцам рук, а оттуда к рулевому управлению машиной.
Может показаться странным, что мы так уверенно делим мозг на отделы и приписываем каждому из них различные функции. Но мы на это имеем право. Физиологи уже хорошо знают, в какой из отделов мозга поступает информация через органы чувств, какие из отделов мозга управляют теми или иными мышцами. Правда, гораздо хуже известны «адреса» тех отделов мозга, в которых производится запоминание, сравнение, выработка решений. И пока совсем неизвестно, как человек запоминает, решает, думает. Но так или иначе все эти действия выполняет мозг. Значит, наша схема, хотя бы в первом приближении, правильно отражает общую картину управления, картину движения потоков информации.