机器可以做什么

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R·S·古特
什么
梅诺特
汽车

不同的时间-不同的妈妈-
不同汽车的轮胎是不同的
的可能性。显然是第一个

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人类的机器应该被认为是一块普通的石头，我们的猴子物体用它来打破坚果（或同样坚固的东西，例如动物的头），以及一根简单的棍子，当需要从其下面取出动物或可食用的根时，它起到杠杆的作用来移动沉重的石头。

生活在公元一世纪左右的亚历山大的赫伦（他提出了三角形面积的公式和提取平方根的逐次逼近法）制造了一台开门的机器。那时还没有电梯，但是，想必，关于电梯的故事不会让海伦感到太惊讶。但告诉他有关自动化或电话的事情要困难得多。

同样，一个二十世纪三十年代的工程师不会对六十年代人造地球卫星飞行的故事感到非常惊讶，但一个关于诊断病人、将科学文本从英语翻译成俄语、证明定理、下跳棋和下棋以及创作诗歌和音乐的机器的故事，会遇到深深的、自然的不信任。

读者应该已经意识到我们正在谈论电子计算机，即我们这个时代的“客观核算”。

创造“思考机器”的想法很久以前就在人们中出现了。西班牙僧侣雷蒙德·纳尔（公元十三世纪）、法国科学家布莱斯·帕斯卡（1623-1662）以及伟大的德国数学家和哲学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（1646-1716）在一定程度上表达并试图实施这一理论。然而，在当时这些尝试并没有也不可能成功。

许多作家也没有传递这些想法。请记住精彩的英国讽刺作家乔纳森·斯威夫特（Jonathan Swift，1667-1745）和格列佛的拉普达之旅。在各种伪科学和从作者的角度来看受到嘲笑的思想的承载者*)中，读者还遇到了一位教授，他正在“……在一个项目中，其目标是借助技术和机械操作来提高思辨知识……在他的发明的帮助下，最不绅士的人，只需花费很少的开支和花费一点体力，就可以在完全没有博学和天赋的情况下写出有关哲学，立场，政治，法律，数学和神学的书籍**）。

奇怪的是，斯威夫特所描述的“机器”所伴随的图是令人惊讶的

*）然而，几年前《青年科技》杂志曾节选《格列佛游记》的这一章。该样本包含大量被斯威夫特嘲笑的想法，但这些想法在我们这些年中得到了应用，直到“从屋顶开始建造房屋”，现在已被列宁格勒房屋建筑工厂成功使用。

**) J. St. 和 ft.，《Lemusius Gulliver 前往世界某些地方的旅行》，他首先是一名外科医生，然后是几艘船的船长，GIHL, M.，1967 年，第 17 页。 217.

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记住现代计算机的矩阵。
通过比较我们从 1947 年俄语版借用的 Swift 机器插图（大概是复制了相应的 Swift 原件）和十年后拍摄的备忘录矩阵照片，很容易验证这一点。

但如果“逻辑机器”可以被称为制造业，那么对帮助人们计数的计算机的需求是显而易见的，这就是为什么它们在很久以前就被创造出来了。

显然，计数是“在手指上”开始的，因此手指应该被认为是第一个（或原始的）计算机器。以前的计算机的下一步应该被认为是算盘和俄罗斯算盘，它一直延续到今天，其中数字由放在织针上的鹅卵石或骨头来表示。这些设备上的计算完全是手工完成的，所以算盘应该用作方便计算的设备，而不是用作计算机器。

计算机的历史始于 1642 年，当时 Blaise Pascal 发明了第十个计数轮和一种自动从一个等级转移到另一个等级的机制。这种传输机制的思想至今仍在台式键盘机中使用，本质上没有任何改变。但当时的技术水平太低，无法创造出可靠的工作机制和装置。又花了大约一百五十年的时间才实现这些想法并创造出实用的计算机。

1874年，俄罗斯工程师V.T.奥德纳发明并制造了一种节律计，它利用齿数可变的齿轮来显示数字。 1878年，伟大的俄罗斯数学家P. L. Chebyshev（1821-1894）发明了一种具有逐级连续转换机制的算术计。 1891年，Odhner算术计开始工业化生产。这种设计的成功可以从以下事实得到证明：手动菲利克斯算术计的生产与奥德纳的算术计本质上没有什么不同，只是在五十年代中期才被机电算术计的生产所取代。

加法机也变得普遍。

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Barrows，1885 年制造。随后，大量不同的计算机被创建并正在被创建，提供计数机械化，首先是手动，然后是电动马达。然而，它们都具有手动控制：对于每个动作，操作机器的操作员必须将所需的数字输入到机器中，并通过按相应的键 *) 来指示所需的动作。

数学机器发展的另一条路线是所谓的连续机器或模拟机器。他们的第一个想法是著名的计算尺和各种平面计和测距仪，旨在找到平坦区域和平坦曲线的长度。 19 世纪末和 20 世纪初，连续机器被设计用于执行差异化和衬布操作。 1912 年，伟大的俄罗斯科学家、数学家和造船家 A. N. Krylov（1863-1945）设计了求解微分方程的机器。所有这些都是基于机械元件。随着电气工程和电动踢的发展，广泛使用电气和电子元件构建的模拟机器已经变得非常普遍。

现代电子计算机的真正代表应该被认为是 1830 年左右由剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇 (Charles Babbage) 设计的机器。巴贝奇的想法在当时被证明在技术上是不可行的，事实上他的机器从未工作过。但它已经包含了现代计算机所具有的所有基本设备。终于，在四十年代末，也就是二十多年前，第一台使用电灯的电子计算机出现了。

对于电子计算机来说，主要有两种

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主要特征是执行算术运算的速度和内存量。第一台苏联电子计算机BESM、M-2、Strela、Ural的运算速度为每秒200-2000次算术运算，存储容量为1024-2048个单元。这些机器是管式机器，每台都有数千个真空管。

六十年代后期的 Nibaulier 分布式机器有 BESM-4、M-220、Minsk-22、Razdan-3，其速度约为每秒 25,000 次算术运算，RAM 容量为 8192-32,768 个单元。 BESM-6 机器的 RAM 为 32,768 个单元，算术运算速度已高达每秒一百万次。在这些机器中，真空管已完全被半导体元件（晶体管）取代，半导体元件的体积明显更小，所需的功率也显着降低。

晶体管的使用使得制造替代机电键盘的小型桌面电子键盘成为可能。它们的特点是高速和完全无噪音，这对于大型计算实验室非常重要。因此，桌面键盘电子机器开始取代机电机器。我们的汽车“Vyatka”、“Iskra”、“Orbita”等赢得了广泛的欢迎。

计算机创造的首次成功使得将它们用于各种新的特殊任务成为可能。

将计算机“构建”为控制计算机并不困难，至少在理论上是这样。让我们考虑控制某些工艺过程的问题，例如在特殊反应器中生产化学物质的过程。

过程的进程由反应器内部的状态决定：起始物质和所得物质的浓度、反应器内部的温度和压力等。过程控制通常包括改变受控参数，例如进料速率和温度。在手动控制中，操作员根据仪器读数确定给定时刻的过程状态，并确定对给定状态最有利的可调参数值，将其调整为所需值。

为了自动控制这样的过程，有必要创建一台具有改变设备特性的计算机

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识别过程的状态和控制设备。从变换器接收到有关过程状态的信息后，机器将扩展给定状态的最有利模式并将控制装置移动到所需位置，并且可以在一定时间段后重复这种计算和调整。

当然，在这个方案的实际实施中，可能而且确实会出现各种各样的困难，但克服这些困难，正如他们所说，已经是“一个技术问题了”。

尤其重要的是使用高速电子计算机来控制高速过程。其中许多过程需要每秒数十或数百次的调节运动；如果不考虑高速机器，对此类过程的调节通常是不可能的。但这个话题值得更详细的讨论，我们将在该杂志的后续期刊中对此进行讨论。

现代计算机的各种“非计算”应用相当广泛且多种多样。例如，使用它们将文本从一种语言翻译成另一种语言是非常有趣的。我们在这里只能给出这样一个程序的操作原理的大概描述。但即使从这样一个粗略的近似来看，我们也可以想象到足够的结果和存在的困难。

让我们想象两种语言由相同数量的单词组成，这些单词不随词尾变化或词形变化而变化，并且都是含义（在俄语中，几乎所有单词都是含义；例如，在其他欧洲语言中，有许多服务词没有独立的含义。例如，德语中文章含义中的 der 或 ein ，英语中的 the - 等）。让我们进一步假设一种语言中的每个单词都有一个到另一种语言的翻译。用数学术语来说，这意味着两种语言的单词之间存在一一对应的关系。

如果我们还假设句子中单词的顺序对于两种语言都不重要（这大致就是俄语的情况，句子中的单词可以相当任意地重新排列，与许多其他语言不同，它们的顺序是由语法结构规定的，并且书面短语的含义可以通过重新排列单词而改变），那么对于此类语言，编写翻译程序非常简单。

车上带一本字典就够了。例如，这可以通过这种间接方式来完成。 Zanuterum 以某种方式来自第一语言的单词，例如按字母顺序。第二语言的单词由相同的数字编号，使得两种语言对应的单词具有相同的数字。现在剩下的就是创建一个程序，通过该程序，机器可以根据输入的第一种语言的单词找到其编号，然后根据与第二种语言的单词对应的编号，并将其打印出来。这将创建一个翻译程序。

对于实际存在的语言来说，情况当然要复杂得多。首先，单词通常是屈折的，并且句子中单词的顺序也并非无关紧要。因此，除了字典之外，程序还必须包含两种语言的相当详细的语法规则列表，这将允许：

1. 对输入的句子进行语法分析，确定主语、谓语和

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句子的次要成员并揭示其性格；

2. 检查每个单词，分离其词根并找到基本形式（名词的主格单数等）；

3. 使用字典将每个单词翻译成另一种语言后，将另一种语言的单词按照所需的顺序排列在翻译的句子中；

4. 根据所需的形式（数字、大小写等或其他语法形式取决于词性）更改每个单词。

由此可见，翻译程序需要对语言结构（语言学结构）有相当全面的了解，甚至达到可以完全形式化地呈现给机器的状态。现在我们没有这样的语言知识。

但这一切，正如他们所说，只是鲜花。当我们更详细地思考字典时，机器翻译的果实就完全成熟了。在那之前，我们假设两种语言的单词之间存在一一对应的关系。众所周知，现实情况远非如此。

首先，每种语言都有同义词 - 这些是具有多种不同含义的单词的名称。例如，俄语单词“spit”可以有四种不同的含义：spit可以是尖锐的、浅棕色的或沙质的，也可以是一个简短的形容词（来自“oblique”）。显然，这里已经不可能单独翻译每个单词了，而且国家让字典比上面描述的还要复杂；简单的单词编号在这里是行不通的。

更困难的是同义词的存在，即几个具有相同或更准确地说大致相同含义的单词，例如“wonderful”、“excellent”和“great”。大多数情况下，它们是可以互换的，但在某些情况下，需要从许多同义词中选择一个，并从另一个同义词中选择几个单词，并且必须用从词典中的几个同义词中选择所需翻译的规则来补充收集的语法规则，并将该选择与文本的其他单词相协调。制定这样的规则已经相当困难了。

对此我们可以补充一点，按词性对单词进行分析可能会遇到必要的困难。例如，显然没有一个读者怀疑“glass”是一个中性名词，处于主格状态……直到他遇到一个短语，其中它危险地变成了动词。例如，这样的短语可以是：“油溢出在桌子上，并流到地板上。”再次强调，当考虑一个词时，我们必须添加其他词。

因此，仍然有很多人需要您的许可才能创建从一种语言到另一种语言的成熟翻译程序。正如该领域的一位专家恰当地说的那样，“首先，你需要学习如何很好地从俄语翻译成俄语。”然而，我们已经拥有了很多，并且正在学习更多。

简化翻译任务的真正方法之一是存在正在考虑的文本域。如果我们仅限于与某个知识领域相关的文本，那么就需要更简单的词典来翻译它们。

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它的单词数可能较少，并且翻译每个单词的多样性也较少。另外，本例中句子的句法结构变化较少，这也使得工作变得更加容易。我们已经制作了几个这样的“狭隘”程序，用于将法语或英语翻译成俄语。

比机器翻译工作晚一些，机器文档领域的研究开始了，即使用计算机来记录定理，或者更准确地说，从其他陈述中推导出其他陈述之一。与此同时，我不仅决定了已知的陈述。

1967 年 2 月，在启发式编程国际研讨会上，美国数学家 G. Gelernter 谈到了他编写的记录初等几何定理的程序。使用该程序，文档机

la 定理，程序员以前不知道该定理的有效性。

证明的定理如下所示。从不位于其对角线上的正方形顶点开始，绘制两条线段，将该顶点与相对边的中点连接起来。据说这些线段将对角线分成三个相等的部分（参见图）。当然，这个定理并不太难，想必读者能够自己证明。但这个证明并不是第一次——这个定理第一次被电子计算机证明。

在苏联，也创建了一些此类程序，特别是用于证明算术定理的程序，允许（这对于九年级学生来说尤其有趣）使用数学归纳法。

更有趣的程序可以帮助电子计算机玩纸牌游戏、多米诺骨牌、跳棋和国际象棋。我们不会在这里讨论该领域取得的成就，打算专门写一篇文章来讨论这些问题。同样，现代计算机在识别和诊断问题中的应用值得更详细的分析。我们稍后会这样做。