Джеймс Бёрк - Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени

Эти результаты послужили подтверждением выводов Уолтера Кеннона, профессора-физиолога из Гарварда. За несколько лет до этого он увлеченно исследовал глотательные движения человеческого пищевода при помощи рентгена 116 — 39 , 226 . Своим пациентам Кеннон давал пищу, смешанную с сульфатом бария, так называемую бариевую кашицу. Движение кашицы по пищеварительному тракту, видимое в рентгеновских лучах, позволило выявить волнообразные движения мышц желудка. Когда Кеннон в дальнейшем исследовал феномен голода, то пришел к выводу, что он вызван сокращениями мускулатуры желудка и сухостью во рту.

Опыты на лабораторных животных показали, что сокращения желудочной мускулатуры резко прекращаются, если животное напугать или отвлечь. Так Кеннон пришел к теме влияния эмоционального состояния на физические процессы в организме. Когда он дезактивировал симпатическую нервную систему животного, оно переставало реагировать на физические раздражители. При этом из крови исчезало вещество, обычно присутствующее в состоянии возбуждения. Из чего Кеннон вывел, что это вещество, адреналин, является своего рода «посланником», который помогает телу адекватно вести себя в различных физических и эмоциональных состояниях.

Кеннон обратил внимание, что физиологические реакции часто длятся еще достаточно долго и после завершения такой химической стимуляции. Это помогло ученому выявить механизм действия адреналина в условиях стресса. В ситуациях, когда необходима мобилизация, адреналин, выделяемый надпочечниками, вызывает резкое повышения уровня сахара в крови. Происходит отток крови из органов брюшной полости (где она необходима для процессов пищеварения), кровь в больших количествах поступает в сердце, легкие и конечности. В 1920 году Кеннон выдвинул предположение, что высшие млекопитающие обладают целым набором функций, которые обеспечивают стабильность организма в разных обстоятельствах. В 1932-м вышла его книга «Мудрость тела», где он назвал поддержание такого баланса термином «гомеостаз».

Верным сподвижником Кеннона на протяжении пятнадцати последних лет работы был физиолог из медицинской школы Гарварда Артуро Розенблют. В начале Второй мировой войны Розенблют обсуждал исследования Кеннона с Норбертом Винером, светилом математики, профессором Массачусетского технологического института. В то время Винер 117 — 122 и его ассистент Джулиан Бигелоу занимались проблемой, связанной с противовоздушной обороной, и с большим воодушевлением отнеслись к теме гомеостаза. В частности, их интересовало, каким образом информация от наших глаз и рецепторов поступает в мозг и почему, беря со стола карандаш или стакан, мы не промахиваемся.

Винер сформулировал концепцию, которую назвал кибернетика (он греческого «управление») и использовал в работе, посвященной системам наведения зенитного огня 118 — 238 . В соответствии с положениями кибернетической теории были созданы математические алгоритмы для обработки данных радаров. С их помощью на основании данных о траектории и движении цели можно было вычислить ее будущее местоположение в момент подлета снаряда.

Так, в 1944 году эта система Винера получила реализацию в приборе для управления зенитным огнем M-9. С самого начала он показал свою высокую эффективность в перехвате немецких ракет Фау-1 в районе Ла-Манша. В начале последнего месяца ракетных ударов 119 — 43 зенитчики сбивали около двадцати четырех процентов выпущенных ракет. В день последнего налета из ста восьми ракет, поднявшихся в воздух, шестьдесят четыре было уничтожено с применением системы управления огнем.

В послевоенный период кибернетика стала основой вычислительной техники и автоматизации, а принцип обратной связи широко использовался в машиностроении. Одно из самых замечательных применений — инерциальная навигационная система с обратной связью. В состав такой системы входит гироскоп и акселерометр. С помощью гироскопа 120 — 182 определяется направление движения самолета или ракеты, а акселерометр фиксирует все изменения скорости. Оба прибора работают в связке с электромоторами, которые возвращают приборы в изначальное положение с частотой тысячу раз в секунду. Необходимый для этого электрический заряд зависит от того, насколько велико отклонение приборов от изначальных значений. Используя эти данные в определенный момент времени, можно вычислить текущее положение объекта.

В результате этой истории, которая началась с лука, мы имеем современные высокоточные ракеты, которые благодаря обратной связи сами реагируют на препятствия в пространстве (например, на атмосферные явления или особенности рельефа) и безошибочно долетают до цели за сотни километров. Оборудованные инерциальными системами навигации ракеты поражают цель с точностью до метра, что наверняка оценил бы Робин Гуд.