7.1 古希腊的第一个人工自我

小说:失控 作者:凯文凯利

里,这些装置就像一系列严重弯折曲绕的厕所用具。而事实上,它们却是用于派对的精巧分酒器。比如说那个“喝不净的高脚杯”,这东西能够不断地通过它底部的一个管子给自己续杯,让杯子里的酒保持在一个恒定的水平。海伦写了一本百科全书巨著——《气体力学》[6]——里面塞满了他的各种发明。那些发明,即使以今天的标准来看依然显得不可思议。这本书在古代世界中曾经被广泛地翻译和复制,产生了无法估量的影响。事实上,在之后的两千年里(也就是说延续到十八世纪的机械时代),没有一种反馈系统不是以海伦的发明为鼻祖的。

其中有一个特例,那是十七世纪的一位名叫科内利斯·德雷贝尔[7]的荷兰人想出来的。

此人集炼金术士、透镜研磨匠、纵火狂和潜艇癖于一身(他曾经做出不止一艘能潜到一千六百米以下的潜水艇!)。正是德雷贝尔在胡乱地以各种手段提炼金子的时候,发明了恒温器。这个恒温器是另一个影响全世界的反馈系统的范例。作为一个炼金术士,德雷贝尔当时怀疑实验室里的铅之所以变不成金子,可能是因为加热元素的热源温度波动太大的缘故。所以在十七世纪二十年代,他自己拼凑了一个可以对炼金原材料进行长时间适温加热的迷你熔炉,就仿佛地底深处那些界定了冥府的含金石经受灼烧熔解的情形。德雷贝尔在小炉子的一边连接了一个钢笔大小的玻璃试管,里面装满了酒精。受热之后,液体就会膨胀,于是把水银推入与之相连的第二个试管,而水银又推动一根制动杆,制动杆则会关闭这个炉子的风口。显然,炉子越热,风口被关得更久,火也就越小。冷却了的试管会使制动杆回缩,从而打开风口让火变大。在乡下使用的那种普通的家用恒温器,跟德雷贝尔的这个装置的道理一样——目的都是要保持一个恒定的温度。不幸的是,德雷贝尔的这个自动炉并没炼出金子来,而德雷贝尔也从来没有向世人公开过这个设计,结果他的自动化发明消失得无声无息,没有造成任何影响。一百多年之后,才有一个法国的乡绅重新发现了他的设计,做了一个恒温器用于孵化鸡蛋。

詹姆斯·瓦特[8],这位顶着蒸汽机发明者头衔的人,运气就没有这么背了。事实上,早在瓦特能够看到蒸汽机之前几十年,有效运转的蒸汽机就已经在工作了。有一次有人请年轻的工程师瓦特修理一台无法正常工作的、早期的小型纽科门[9]蒸汽机。这台拙劣的蒸汽机弄得瓦特颇为沮丧,于是他开始着手对它进行改进。大约在美国革命发生的时候,他给当时的蒸汽机增加了两样东西,一样是改良性的,另一样是革命性的。他那项关键的改良性创新是把加热室和冷却室分开,这样一来,他的蒸汽机的功效变得极其强大。如此强大的功效需要他增加一个速度调节器来缓和这种新释放的机械力。跟往常一样,瓦特把目光转向了那些已经存在的技术。托马斯·米德[10]既是机器匠,也是磨坊主。他曾经为磨坊发明过一个笨拙的离心调节器,只有在磨石速度足够快的时候才把磨石降到谷粒上。它调节的是石磨的输出功率,而不是磨石的动力。

瓦特琢磨出了一项根本性的改进。他借鉴了米德的磨坊调节器,把它改良成一个纯粹的控制回路。采用这种新的调节器,他的蒸汽机就自己掐住了自己动力的喉咙。他这个完全现代的调节阀。可以自动让当时变得颇为暴躁的马达稳定在某个由操作者选定的恒定速度上。

通过调整调速器,瓦特就能够任意改变蒸汽机的转速。这就带来了革命。

和海伦的浮子以及德雷贝尔的恒温器一样,瓦特的这个离心调速器在其反馈中也同样是透明的。两个铅球,分别装在一条硬摆杆的两端,挂在一根柱子上。柱子旋转的时候,这两个球也会转起来,这个系统转得越快,它们飞得越高。与旋转的摆成剪状交叉的联动装置把柱子上的滑动套筒顶起,扳动一个阀门,一个通过对蒸汽进行调整从而控制旋转速度的阀门。球转得越高,这些连动装置关闭的阀门越多,降低旋转速度,直到达到某个回转速度(以及旋转中的球的高度)的均衡点。这种控制跟物理学本身一样可靠。

旋转其实是自然界里一种陌生的力量。不过,对于机器来说,它就是血液。在生物学中,唯一已知的轴承存在于精子那转动着的鞭毛螺旋桨的连接处。事实上,除了这个微型马达之外,所有带着基因的东西都不会有转轴和轮子这些东西。可是,对于那些没有基因的机器来说,旋转的轮子和转动的轴承,却是它们生存的理由。瓦特所给予这些机器的,是那种让它们能够对自身的革命形成控制的秘笈,而这,恰恰就是瓦特的革命。他的发明广泛而迅速地传播开来。也正是因为他的发明,工业时代的工厂才能够以蒸汽作为动力,引擎才能够规规矩矩地进行自我调节,而所采用的,恰恰是这种万能式的自我控制:瓦特的飞球调控器。自供应的蒸汽动力催生了机器厂,机器厂生产出新型的发动机,新型发动机催生了新型的机床。它们都有自我调节装置,给滚雪球式的优势累积法则提供着动力。工厂里每一个可见的工人,都被上千个不可见的调控装置所围绕。今天,一个现代工厂里同时工作的可能有成千上万的隐蔽的调节装置。而它们的工作伙伴,可能就只有一个人。

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