第36章 7.2 機械自我的成熟

海倫的調節器、德雷貝爾的恆溫器，還有瓦特的調控裝置為自己的脈管注入了自我控制、感知意識以及渴望的覺醒。調節系統感知自身的屬性，關注自己是否發生了與上一次查看時不同的某些變化。如果有變化，就按既定目標調整自身。在恆溫器這個特定的例子中，裝了酒精的試管偵測系統的溫度，之後決定是否應當採取行動調整火力，以保持系統的既定溫度目標。從哲學的角度來說，這個系統是有目的的。 儘管這一點對於現在的人來說也許是顯而易見的，但是，即使把最簡單的自動電路，比如說反饋迴路，移植到電子領域中，也花了世界上最優秀的發明家很長的時間。之所以會如此拖延，是因為電流從被發現的那一刻起，就首先被看成是能量而不是通信工具。事實上，在上個世紀（十九世紀），德國頂尖的電子工程師們就已經意識到電的本性其實是兩面的，而這一嶄露頭角的差別意識，就是把相關電的技術分成強電和弱電兩種。因為，發送一個信號所需的能量小得令人不敢相信，以至於電必須被想像成某種完全不同於能量的東西。對於那批狂野的德國信號學家來說，電與說話的嘴以及寫字的手是兄弟，功用相同。這些弱電技術的發明者（我們現在要稱其為黑客了）帶給我們的，也許是史無前例的發明——電報。正是因為有了這項發明，人類之間的溝通，才能通過像閃電一樣的不可見粒子載體飛速地傳播。而正是因為有了電這個令人驚嘆的奇蹟的後代——弱電，才有了我們對整個社會的重新構想。

儘管這些電報員們牢記著弱電模型，並且實現了精妙的改革創新，但是直到1929年8月，貝爾實驗室的電話工程師布萊克才調校出一條電子反饋迴路。布萊克當時正在努力為長途電話線路尋找一種能夠製造持久耐用的線路中繼放大器的方法。早期的放大器，是用天然材料製成，而這種未經加工的材料往往會在使用的過程中逐漸分解，導致電流的流失。一個老化的中繼器不單會把電話信號加以放大，還會錯誤地把任意拾得的各種頻率的細微偏差與電話信號相混合，直到這些不斷膨脹的錯誤充滿整個系統，將系統徹底摧毀。所以，這裡就需要某種類似於海倫的調節裝置的東西，能夠產生約束主信號的反向信號，緩沖不斷重複的循環所帶來的影響。幸好布萊克設計出了一個負反饋迴路，它的作用就是用來抵消放大器的正迴路所產生的滾雪球效應。單從概念上來看，這個電學負反饋迴路，和抽水馬桶的沖水系統或者恆溫器的作用是完全一樣的。這個起著剎車作用的電路，能夠讓放大器在不斷的微調中保持在穩定的放大狀態上，而其原理，跟恆溫器能夠通過不斷的微調保持在特定溫度上是一樣的。只不過，恆溫器用的是一個金屬制動桿，而放大器用的則是一些可以自我交流的弱電子流。於是，在電話交換網絡的通道裡，第一個電學意義上的自我誕生了。

自第一次世界大戰開始至戰後，砲彈發射裝置變得越來越複雜，而與此同時，那些移動著的預攻擊目標也變得越來越精細，彈道軌蹟的計算考驗著人類的才智。在戰鬥的間隙，被稱為計算員的演算人員要計算在各種風力、天氣和海拔條件下那些巨砲的各種參數設置。而計算出來的結果，有時會印在一些口袋大小的表格上，便於前線的火砲手使用；或者，如果時間來得及，而且是通用火砲，這些表格就會被編碼輸入火砲裝置，也就是通常所說的自動操作裝置。在美國，與火砲演算有關的種種活動，都集中在海軍位於馬里蘭州的阿伯丁試驗場，在那個地方，房間裡擠滿了人類計算員（幾乎全都是女性），使用手搖計算機來演算表格。 到了第二次世界大戰，德國飛機——大砲竭力要攻打下來的東西——幾乎飛得和砲彈一樣快。於是就需要速度更快的即時演算。最理想的形式就是火砲在新發明的雷達掃描裝置測出飛行中的飛機數據時即行引發。此外，海軍的砲手有一個很關鍵的問題：即如何根據新射擊表提供的精確數據轉動這些怪物並使之對準目標。辦法近在眼前，就在艦尾：一艘巨艦，是通過某種特殊的自動反饋迴路，即伺服機制來控制它的方向舵的。

伺服機制是一個美國人和一個法國人在相隔大洋的情況下，於1860年左右同時獨自發明出來的。法國人里昂·法爾科為這個裝置取了一個很拗口的名字：伺服電動機。由於船隻隨著時間的推移發展得更大、更快，人類作用於舵柄的力量已經不足以抵抗水下湧動的水流了。海軍的技術人員想出了各種油液壓系統來放大作用在舵柄上的力量，這樣只要輕輕地搖動船長舵倉內的小型舵桿，就可以對巨大的船舵產生些許影響。根據不同的船速、吃水線和其它類似的因素，對小舵桿所做的反复搖動，反映到船舵那裡就表現為大小不同的舵效。法爾科發明了一個連通裝置，把水下大舵的位置，和能夠輕鬆操縱的小舵桿的位置聯繫到一起——也就是一個自動反饋迴路！這樣一來，舵桿就能夠指示出大舵的實際位置，並且通過這個迴路，移動舵桿這個指示器——也就是在移動大舵這個實體。用計算機領域的行話來說，這就是所謂的所見即所得！

二戰時期的重型火砲的砲管，也是這麼操作的。裝著液壓油的液壓管把一個小的轉動槓桿（小舵桿）連接到砲管轉向裝置的活塞。當操砲手把槓桿移動到預計的位置時，這一小小的轉動，就會擠壓一個小活塞，使得閥門打開，釋放液壓油去頂起一個大活塞，進而擺動巨大沉重的火砲砲管。反過來，當砲管擺動的時候，它又會推動一個小活塞，而這個小活塞則會引動那個手動的槓桿。所以，當砲手試圖去轉動那個小舵桿的時候，他也會感覺到某種溫和的抗力，這種抗力，就是由他想移動的那個大舵的反饋產生的。 那時的比爾·鮑爾斯還是個年輕的電子技師助手，責任是操縱海軍自動火砲。後來他通過研究控制系統來探求生物的奧秘。他這樣描述普通人通過閱讀了解伺服機制時可能產生的錯誤印象：

我們說話或寫作的手法，往往把整個行為伸展開來，使之看來好像是一系列截然分開事件。如果你試圖去描述火砲瞄準的伺服機制是如何工作的，你可能會這樣開頭：“假設我把砲管下壓產生了一個位差。那麼這個位差就會使伺服電動機生成一個對抗下壓的力，下壓力越大，對抗的力也就越大。”這種描述似乎足夠清晰了，但它卻根本不符合實情。如果你真的作了這個演示，你會這樣說：“假設我把砲管下壓，產生了一個位差……等一下，它卡住了。” 不，它沒有卡住。恰恰相反，它是一個優良的控制系統。當你開始向下壓的時候，作用於砲管感應位置的微小偏移，使得伺服電動機轉動砲管向上來對抗你下壓的力量。而產生一個和你的下壓力相等的抗力所需的偏移量非常之小，小到你根本看不到也感覺不到。這樣一來，砲管在你感覺中僵硬得像是被澆鑄在水泥裡面一樣。因為它重達200噸，所以讓人感覺它跟那些老式的機器一樣是不能移動的；但是，如果有人把電源切斷，砲管會立刻砸到甲板上。

伺服機制給轉向裝置添加瞭如此神秘巧妙的助力，以至於我們現在（採用升級版的技術）還在利用它來為船隻導航，控制飛機的副翼，或者擺弄那些處理有毒或者放射性廢料的遙控機械臂的手指。 比起其它那些純機械的自我，比如海倫的閥門、瓦特的調控裝置以及德雷貝爾的恆溫器，法爾科的伺服機制更進一步，它向我們開啟了另一種可能性的大門：人機共棲的可能性——融合兩個世界的可能性。駕駛員與伺服機制相融合。他獲得了力量，它獲得了實體。他們共同掌舵。控制與共棲——伺服機制的這兩個方面激發了現代科學中某個更富色彩的人物的靈感，讓他發現了能夠把這些控制迴路聯結在一起的模式。