Драги науки

В науке сегодня можно заметить четкую грань: период "домашинный" и "послемашинный". Этот "водораздел" провели электронные вычислительные машины. Они резко подняли эффективность труда ученого, столь резко, что во многих областях знания привели к невиданному качественному скачку. Ссылаться на тримеры сегодня - банально.

Интересно другое, то, что подметили сами ученые: общий процесс автоматизации научной работы.

В 1958 году академика В. М. Гл ушков а просили быть оппонентом на защите одной докторской диссертации по высшей алгебре. Он взялся за работу и буквально схватился за голову - на проверку доказательства каждого тождества у него уходило, по меньшей мере, полчаса.

Собственно говоря, ему по времени надо было заново писать чужую докторскую диссертацию. И тут у него появилась спасительная мысль - привлечь в помощь себе вычислительную машину. Пользуясь "в личных целях" электронной вычислительной машиной, он заставил ее проверять диссертацию. В течение нескольких часов машина проделала работу, на которую ученому пришлось бы потратить несколько месяцев.

В то время это был один из первых опытов такого рода. Сегодня каждый ученый знает выгоды автоматизации научной работы.

Чтобы описать рождение новых тяжелых частиц, называемых кси-минус гиперонами, надо было изучить сто две тысячи фотоснимков следов ядерных реакций. Попробуйте результаты подобных опытов обработать без автомата - электронной счетной машины! А систематизация метеорологических данных? Ежесуточно электронные вычислительные машины перерабатывают до миллиарда единиц информации, поступающей с метеорологических спутников.

И самими аппаратами, на которых проводятся научные опыты и эксперименты, трудно управлять без автоматики. Атомная машина - гигантский ускоритель - крупнейшее инженерное сооружение. В нем монументальность помножена на величайшую точность. Применение кибернетической системы корректировки орбиты ускоряемых частиц позволило резко снизить "плату за точность".

Установка насыщена сложными радиоэлектронными, электротехническими, вакуумными и другими устройствами. В кибернетическом сверхгиганте интенсивность пучка ускоренных частиц под контролем систем автоматического регулирования.

Электронная вычислительная машина поддерживает все основные характеристики в наиболее выгодном режиме. Это кибернетический ускоритель, и класс самого эксперимента можно назвать кибернетическим.

Современный ученый-экспериментатор, да и теоретик, пожалуй, тоже, не вооруженный электронной машиной, все равно что охотник без ружья. Как точная наука не может существовать без математики, так и настоящий эксперимент сегодня не может быть осуществлен без математического обеспечения, зачастую с грандиозным объемом вычислений. Для некоторых же областей науки вычислительные машины, как говорит директор Вычислительного центра АН СССР, академик А. Дородницын, - единственный инструмент исследования.

В космическом полете приходится иметь дело со скоростями, в 20 - 30 раз превышающими скорость звука. При таких скоростях воздух нагревается. Настолько, что в нем возникают химические реакции, молекулы кислорода и азота расщепляются на атомы, образуя окислы азота. К этому прибавляется и химическое взаимодействие воздуха с материалом покрытия ракеты.

Было бы хорошо, прежде чем начинать космический полет, проверить его в эксперименте - создать "земную", уменьшенную во много раз модель полета. Но создать модель, чтобы ока удовлетворяла всем условиям космического полета, невозможно. Здесь единственный помощник - точный математический расчет. А расчеты эти так сложны, что под силу только быстродействующим вычислительным машинам.

Цепные ядерные реакции возникают лишь тогда, когда масса реагирующего вещества достигает критических величин. Эти реакции невозможны при малых количествах ядерного горючего. Экспериментальная обработка объектов в "натурных размерах" требует столько средств и времени, что фактически невозможна. Значит, опять расчет, опять вычислительные машины.

В современной физике и механике приходится рассматривать "разрывные" процессы, когда происходят резкие скачки в свойствах среды. Например, резко изменяется состояние среды или параметры ее движения: ударные, детонационные волны, в которых скорость, плотность температуры изменяются скачкообразно.

В "домашинный" период к таким проблемам боялись прикасаться. Теперь же создали методы решения подобных задач. "Разрывы" выделяются "автоматически", хотя ни место, ни время их появления заранее неизвестны. Как говорят математики, эти методы должны допускать "сплошной" счет по единой вычислительной схеме, независимо от того, разрывно или неразрывно решение, разрывны или неразрывны свойства физической среды, в которой провес происходит.

"Электронный мозг" - универсальный автомат науки. В ворохах бумажных лент, выбрасываемых машиной, расшифровываются радиоизлучения далеких звезд, затерянных в межгалактическом хаосе; намечаются очертания профиля крыла сверхзвукового лайнера; описываются будущие, пока неведомые химические реакции, намечается разгадка языка хеттов. Математические жернова перемалывают все, лишь бы точной была методика, строго расписанной программа.

Правда, после слов "математические жернова перемалывают все" не мешает привести замечание одного остроумного англичанина, который сказал так: если вы будете засыпать в ЭВМ песок, не надейтесь взамен получить бифштексы!

Дело идет теперь к превращению научного исследования в функционирование своеобразного комплекса - "человек - машина" - со своим диалогом и со своими особенностями соединения естественных интеллектуальных способностей человека с искусственными интеллектуальными возможностями машины. А это ставит между объектом исследования и ученым важные методологические и даже философские проблемы. Чего стоит хотя бы одна из них: умение использовать машину в темпе своего мышления. От этого во многом сегодня зависит эффективность труда ученого.

Но многие еще действуют по старинке. Многие думают, что ЭВМ - всего лишь еще один новый инструмент, нечто вроде нового прибора, а не новое средство исследования физических и иных явлений, принципиально, качественно изменяющее работу, орудие, революционизирующее поиск, исследование и даже сам процесс мышления.

Чем быстрее вращаются жернова ЭВМ, тем больше перерабатывается данных, тем с больших площадей нужен урожай для обмолота.

Прошли времена, когда открытия лежали на поверхности, когда их добывали без мощной техники. Теперь не попадаются "самородки" в научных открытиях. Чтобы их делать, нужно просеять горы золотоносной породы. День и ночь работают "драги" науки - электронные вычислительные машины. Они принесли с собой парадоксальное облегчение научного поиска через его усложнение. Легче стало искать, но труднее найти.