Первая промышленная революция началась в то время, когда успехи науки и промышленности привели к созданию весьма совершенных орудий труда и первых машин. Однако она не смогла бы развиваться, если бы основной движущей силой новых, высокопроизводительных орудий труда по-прежнему оставалась бы сила ветра и воды. И вскоре после того как стала ощущаться нужда в более совершенном двигателе, он был изобретен. Это была паровая машина. Наступил век пара.

Никогда еще в распоряжении людей не было столько силы. Новый двигатель привел к еще большему ускорению производственных процессов, к повышению точности обработки и изготовления орудий и продуктов труда. Ознаменовался век пара и другими важными изобретениями. И именно тогда были предприняты первые успешные попытки создать устройства, высвобождающие в производственном процессе не руку, не чувства человека, а его мозг.

Век пара длился почти сто лет. В то время паровой двигатель был гегемоном на фабриках и заводах, на шахтах и железных дорогах. Но уже задолго до окончания этого века в технике начали использовать новый вид энергии — электрическую. Сперва ее не умели вырабатывать в больших количествах, и ее едва хватало для того, чтобы обеспечить работу новых удивительных средств связи — телеграфа и телефона, в небывалой степени расширивших возможности человеческого слуха.

С помощью электричества люди могли слышать и вести переговоры на огромных расстояниях.

Окончание века пара связывают с тем временем, когда изобретатели нашли способы преобразовывать энергию пара в электрическую, когда были созданы электрический генератор и электрический двигатель. Вот они-то и стали родоначальниками века пара и электричества. Произошло это между 60-ми и 90-ми годами прошлого столетия.

Электродвигатель очень быстро потеснил паровую машину. Пар остался только на тепловых электростанциях и во всех тех установках, к которым невозможно было подвести провода от электростанций. Именно поэтому паровая машина, а позже паровая турбина не уступали своего места на транспорте. Но спустя некоторое время в бой с ними вступил двигатель нового типа — двигатель внутреннего сгорания.

И все-таки вскоре электричество проникло всюду. Оно явилось тем универсальным видом энергии, которая не только давала жизнь всей индустрии, но и позволила создать множество самых различных приборов, ставших подлинными искусственными органами чувств, значительно превосходящими человеческие по точности и быстроте.

Но едва век пара и электричества вступил в свои права, человечеству было подарено новое изобретение — радио. А затем последовало и другое— электронная лампа.

Над миром забрезжила заря новой промышленной революции. В 30-е годы нашего века родились два первых великих детища радиоэлектроники— электронное телевидение и радиолокация. Оба эти изобретения неизмеримо расширили возможности основного человеческого чувства — зрения. От электроники не отставала и электротехника. Она стала родоначальницей новой области техники — электроавтоматики. Если не считать сравнительно немногих удачных попыток создать простейшие автоматы с помощью механических устройств, электроавтоматика явилась той областью техники, которая в довольно широких масштабах сумела успешно заменить человеческий мозг хотя бы в простейших случаях.

Автоматика родилась не по прихоти изобретателей. Ее возникновение и широкое распространение диктовались новыми условиями развития техники. В этих условиях человеческие чувства и мозг уже не могли справляться с поставленными задачами. Особенно быстро стала развиваться автоматика в годы войны. Именно тогда для создания автоматических устройств впервые начали широко использовать средства и методы электроники.

В самом конце войны техника сделала новый решающий шаг: была создана электронная математическая машина — первая машина, обладавшая способностью к высокоорганизованным логическим действиям.

И примерно тогда же народы мира узнали о страшной атомной бомбардировке двух японских городов. Новый вид энергии, богатейшие запасы которой позволят построить прекрасное общество будущего, был преступно использован для уничтожения людей. Этот варварский акт ужаснул человечество, и многие искренне считали, что открытие методов использования атомной энергии и в дальнейшем будет приносить одни лишь несчастья.

Эти люди заблуждались. Наша страна показала, что атом может быть использован и для мира. В июле 1954 года дала промышленный ток первая в мире атомная электростанция.

Из этого сверхкраткого, неполного и очень условного обзора направлений развития техники мы можем сделать один важный вывод. Он сводится к следующему. Развитие техники шло несколькими путями, из которых наиболее четко выделяются три. Первый — замена руки человека машиной-двигателем и совершенствование двигателей по мере освоения новых источников энергии. Второй — замена чувств человека специальными приборами и совершенствование этих приборов по мере освоения новых видов энергии. И третий — высвобождение мозга человека из сферы производственных процессов устройствами, в той или иной мере обладающими способностью производить логические операции и давать управляющие команды. Эти устройства часто называют теперь думающими машинами.

Огромными успехами, достигнутыми в области создания искусственных органов чувств и думающих машин, мы обязаны электронике. По существу, электроника и есть та область техники, которая занимается созданием таких устройств и машин.

В этой книге, посвященной свету и зрению, уже многое было сказано о различных устройствах, значительно расширивших возможности нашего основного чувства. Но о том, что сделала в этой области электроника, еще не говорилось. И если отшлифованные куски стекла или тонкие стеклянные пластинки, политые фотографической эмульсией, позволили человеку добиться столь многого, то какие же чудеса должна творить электроника!

Вот об этих-то чудесах теперь и пойдет речь.

Электронные колбочки

В природе все развивается от простого к сложному. И, конечно, глаз не сразу стал таким. Этому органу пришлось пройти долгий эволюционный путь, прежде чем достигнуть столь высокого совершенства.

С чего же начинался этот путь?

Современная наука не может совершенно точно ответить на подобный вопрос. Но все данные, которыми она располагает, говорят, что способностью ощущений различных внешних воздействий обладали даже самые простейшие организмы далекого прошлого. Вначале клетки, входившие в состав этих организмов, в равной мере одинаково (и потому плохо) реагировали на разнохарактерные раздражители. В ходе эволюции из общей массы стали выделяться клетки, особо восприимчивые к внешним воздействиям. Они становились зачатками органов чувств. Эти клетки претерпевали дальнейшие изменения, и постепенно среди них тоже наметилась специализация. Одни стали наиболее восприимчивы к химическим воздействиям (обоняние и вкус), другие — к механическим (слух и осязание), а третьи стали особенно чувствительны к воздействию света.

Мы знаем, что способностью видеть обладают животные, находящиеся на высоких ступенях развития. Но способностью ощущать свет и определять направление на источник света наделены даже очень примитивные живые организмы и растения. Вспомните хотя бы о подсолнечнике, поворачивающемся вслед за солнцем; вспомните о листьях разнообразных растений, которые тоже изменяют свое положение при движении нашего дневного светила. Ведь это говорит о том, что и они обладают некиими органами, чувствующими свет и направление его лучей.

И это действительно верно. Так, на каждом кленовом листе располагается до 15 тысяч специализированных, мудро устроенных светочувствительных клеток. Поверхность их, выступающая на внешнюю сторону листа, имеет выпуклую линзообразную форму, а в полости находится прозрачное вещество. Свет солнца, падающий на такую клетку, фокусируется на задней ее стенке. Точка, где собираются лучи, перемещается при движении солнца. И перемещение этой точки заставляет светочувствительную клетку вырабатывать сигналы, заставляющие лист повернуться по отношению к солнцу так, чтобы точка фокусировки снова вернулась на прежнее место.