“賽伯”的故事

隨著科學技術的突飛猛進，自動化已廣泛深入到我們的日常生活，但很多人不知道“自動化”只是小名，它的大名其實是“賽伯”

“賽伯”的誕生

從刀耕火種的年代起，人們就夢想著省時省力地生產出更多的東西來滿足生活所需。因此，早在幾千年前，人們就發(fā)明了很多節(jié)省力氣的工具，如在河流上建造的水車，通過水的沖擊帶動輪子轉動，進行灌溉或淘米。

工業(yè)革命的到來，為自動化的發(fā)展帶來巨大動力。1788年，為解決工業(yè)生產中蒸汽機的速度控制問題，瓦特在自己發(fā)明的蒸汽機上安裝了一個飛球，并將它與蒸汽機的閥門連接在一起。當蒸汽機轉速太快時，飛球升高，使閥門開得小些，使蒸汽機減速。瓦特的這項發(fā)明，開創(chuàng)了自動調節(jié)裝置的應用和研究，表明自動化技術已具雛形。但直到100多年后，美國數學家維納與墨西哥生物學家羅森布盧埃特經過十幾年的研究，才最終提出了自動化的理論基礎著作——《控制論》，這標志著自動化技術的正式誕生。

從誕生到現在，自動化技術在各個領域大顯身手，飛機導航、交通運輸、導彈控制……隨著自動化技術的日益發(fā)展，越來越多的科學家希望給這個新生的“愛子”起一個響亮的名字。維納則在其自動化技術經典著作《控制論，或關于動物在動物和機器中控制與通訊的科學》中，率先使用了賽伯一詞來指代自動化。賽伯一詞源于希臘文，意思為“掌舵人”，轉意為“管理人的藝術”。

1970年4月，美國芝加哥召開的首屆國際機器人大會上，一項重要議題就是給自動化技術起一個響亮的名字。為此各國學者各抒己見，爭論不休。最后，多數科學家同意將自動化技術命名為“賽伯”。

“賽伯”溯源

雖然直到1788年瓦特發(fā)明蒸汽機的速度調節(jié)器，自動化技術才開始進入到工業(yè)生產的使用領域，但是人們在幾千年的勞動過程中，早已創(chuàng)造出了一些巧奪天工的自動化裝置。

據說，三國時期的諸葛亮發(fā)明了一種叫做木牛流馬的自動裝置，它可以不用牲畜做動力，而是使用類似彈簧的裝置來提供動力，幫助諸葛亮的軍隊運送戰(zhàn)略物資。如果說諸葛亮的木牛流馬只是一個傳說，那么三國時期的發(fā)明家馬均發(fā)明指南車則確有其事。這種指南車上有一個小木人，無論如何向前、向后、還是轉彎，小木人的手一直指向南方——這種裝置很像現代的自動定向儀。

魏晉時期，又出現了記里鼓車。記里鼓車分上下兩層，上層設一口鐘，下層設一鼓。車上有一木人，峨冠錦袍，坐于車的下層。車走十里，小木人擊鼓一次；每擊鼓十次，小木人就上升到上一層，擊鐘一次，煞是有趣。這種裝置是利用齒輪傳動的原理來實現的，和現在汽車上用的很多里程表的原理幾乎沒有什么實質上的區(qū)別。

古代，國外同樣也有很多制造巧妙的裝置。2000年前，古希臘有一個非常出色的技師叫希羅，他經常向阿基米德等科學家請教、學習，制造出了神殿自動門、神水自動出售機、里程表等許多自動化裝置。比如神殿自動門，當有人拜神并點燃祭壇上的油火時，油火產生的熱量會使一個箱子里的空氣膨脹，繼而推動大門，使它打開。當油火熄滅后，空氣受冷縮小，大門于是關閉。這種裝置的原理，與現在人們經常使用的發(fā)動機的原理基本上是一致的。

到了17世紀中葉，工業(yè)生產突飛猛進，科學技術日新月異。這一時期。英國工人哈格里夫斯發(fā)明了紡紗機。哈格里夫斯的妻子是一個紡紗工人，每天辛苦工作卻織不出多少布。于是他想為妻子制造一個效率高的紡車，但是總也沒有好的主意。有一天他不小心將妻子的紡車碰倒了，奇怪的是，原來水平放置的紡錘直立了起來，但是線卻沒有斷，紡錘還在動，看到了這個情景，他有了靈感。他在原來的紡車上加了好幾個紡錘，再用一個輪子帶動它們，老紡車一下子成為了一個一次可以紡出很多紡線的新紡車。

這種紡車的問世，打響了機械化生產的第一炮，也加快了自動化的發(fā)展。我國古代也有類似的紡織機，其中，蜀錦機是我國古代織造技術最高成就的代表?？椩鞎r上下兩人配合，一人拉花，一人踏桿，引緯織造。

炮火中的發(fā)展

自動化技術從產生到現在，它的發(fā)展是與人們對武器裝備的需要同步的。

在第二次世界大戰(zhàn)中，同盟國軍隊的主要作戰(zhàn)武器是火炮。當時的火炮威力大、射程遠，但是命中精度比較差。比如當時的高射炮打飛機，平均要3000發(fā)炮彈才能擊中一架飛機。為了解決這一問題，美國成立了以維納為代表的科學家集團，運用當時的計算機技術，根據汽車駕駛的原理，借鑒人的行為，設計了一系列的自動控制裝置和系統(tǒng)。這些裝置和系統(tǒng)，大大提高了火炮射擊的精度，改善了雷達跟蹤目標的能力，還解決了魚雷、飛機等導航的關鍵問題，大大提高了盟國軍隊的作戰(zhàn)能力。

自動化技術在抗擊德軍空中飛機轟炸、水下潛艇攻擊等方面發(fā)揮了巨大作用，為二戰(zhàn)的最后勝利做出了巨大貢獻。同時，自動化技術在實際應用中得到不斷發(fā)展，逐步走向了理論化和系統(tǒng)化，維納的名著《控制論》正是在二戰(zhàn)期間寫成的。如果沒有二戰(zhàn)這個巨大的實驗場，自動化技術也不會有如此大的發(fā)展。因此，可以說“軍事裝備是自動化之父，二戰(zhàn)是自動化誕生的產房”。

如果說軍事設備是自動化之父，那么工業(yè)生產就是自動化之母。自動化生產，是人們夢寐以求的事情。一則關于自動化生產的趣聞是，1789年，美國政府要求工廠廠主惠特尼在15個月中生產一萬支滑膛槍，這樣的生產任務，依靠傳統(tǒng)的生產方法根本沒辦法完成。于是，惠特尼采用了一個新的方法，他把每個造槍的工作化整為零，每個工作只生產其中的一種部件，然后把每種部件都放在一個袋子里，每個袋子都編上號。最后從不同的袋子里各取出一個零件，就可以組裝成一支槍。惠特尼的這種方法，為后來的流水線自動化生產打下了基礎。

福特發(fā)明的汽車生產線，是早期最成功的自動化生產線。1913年，福特創(chuàng)建了由專用機床組成的“運動中的組裝線”，在這種生產線上，要組裝的部件由傳送帶運到一個個工人面前，每一個工人只完成一種操作。組裝汽車就像流水一樣運行得有條不紊，大大提高了生產效率。這種生產線使福特成為“汽車大王”，也使汽車走入了普通百姓的家中。從流水線問世至今，生產自動化的發(fā)展跨越了幾個階段，現在已經發(fā)展到漸趨完善的階段——即無人工廠，也就是CIMS技術。

自動化技術的問世，極大地推動了生產力的發(fā)展，實現了人們擺脫繁重勞動的愿望，同時，自動化技術也在工業(yè)應用中也得到了不斷發(fā)展和完善。

（來源：中國科普博覽網 責任編輯/南之嶺）