Uzależnieni od krzemu?


 

Urządzenia elektroniczne zbudowane z krzemowych komponentów ożywianych przez prąd są obecnie tak powszechne, że niemal nie wyobrażamy sobie bez nich życia. Ludzkość nie doszła by tak szybko do obecnego etapu rozwoju gdyby nie dokonania w dziedzinie elektroniki. Jednak czy krzemowe kostki są dobrym fundamentem pod budowanie cywilizacji? Komponenty elektroniczne są wydajne, tanie, łatwe w produkcji i przede wszystkim coraz mniejsze, jednak tak mało odporne na wszelkie czynniki zewnętrzne, że wystarczy zwykłe wyładowanie elektrostatyczne, żeby je uszkodzić. Niedawno Boeing wraz z siłami powietrznymi USA zaprezentował broń, która prawdopodobnie zmieni nieco sposób prowadzenia wojen bądź innych działań w obszarze zamieszkanym. Projekt CHAMP (Counter-electronics High-powered Microwave Advanced Missile Project) miał na celu przygotowanie broni powodującej jak największe szkody dla sprzętu elektronicznego, a jak najmniejsze dla celów organicznych oraz reszty infrastruktury. Powstało coś co fani science fiction znają od dawna, czyli rozwiązanie wykorzystujące impulsy elektro-magnetyczne (EMP). Na filmie przedstawiono zasadę działania oraz wyniki testu.

Do działania elektroniki niezbędne jest również źródło prądu, a co jeśli go zabraknie, wyłączą elektrownie, a baterie ostatecznie zakończą swój żywot? Czy mamy jakąś alternatywę? Ta wizja z pewnością jest zbyt pesymistyczna, szczególnie, że już niedługo planowany koniec świata ;). Pytanie pozostaje jednak aktualne. Czy mamy inną opcję niż elektronika? Dzięki swojej wydajności i niskiemu kosztowi produkcji sprawiła, że wszelkie inne stosowane niegdyś (ale stosunkowo, całkiem niedawno) sposoby na obliczanie, interpretację i przedstawianie wyników odeszły w niepamięć i już niewiele osób wie, że można to zrobić inaczej. Warto jednak sobie uzmysłowić, że komputer to nie tylko tranzystory. Nie przedstawię dziś najnowszych rozwiązań w dziedzinie komputerów i elektroniki, procesorów optycznych bądź biologicznych. Chciałbym pokazać to o czym niewielu już pamięta, nad czym prawie nikt nie pracuje (pewnie fani steampunka). Chodzi o komputer mechaniczny. Niestraszne są im wyładowania elektryczne, magnetyczne i wilgoć, a co najważniejsze, nie potrzebują do pracy prądu – można je zasilić pracą mięśni. Zaczynamy od uważanego za najstarszy znany komputer analogowy – mechanizm z Antykithiry. Dopiero po kilkudziesięciu latach udało się odkryć jego przeznaczenie, a kilka lat temu stworzyć działający model. Komputer ma za zadanie obliczanie pozycji ciał niebieskich w naszym układzie słonecznym.

Przez wiele lat nie pojawiło się nic równie skomplikowanego. Kolejną maszyną, która miała ogromny wpływ na podejście do liczb i liczenia były konstrukcja (w owych czasach tylko teoretyczna) Charlesa Babbage’a, uważanego za jednego z ojców współczesnych komputerów. Jego projekt maszyny różnicowej zrealizowano dopiero po śmierci i pierwszych obliczeń dokonano w latach 90 ubiegłego wieku. Nie zbudowano natomiast drugiego z projektów, maszyny analitycznej, która stała się inspiracją do stworzenia współczesnych komputerów. Maszyna ta miała być programowalna i była podzielona na części odpowiedzialne za pamięć oraz obliczenia. Poniżej film obrazujący działanie maszyny różnicowej.

Maszyna była dość duża i ciężka. Teraz coś przenośnego kalkulator Curta, miał kieszonkowe wymiary, a pozwalał na wykonywanie czterech podstawowych działań matematycznych na dużych liczbach.

Tak doszliśmy do filmu, który jest wisienką na torcie dzisiejszego wpisu (chociaż sądząc po długości to raczej arbuzem ;)) i jednym z moich ulubionych. To materiał treningowy z 1953 roku opisujący komputer służący do kontroli ognia na statkach marynarki wojennej USA oraz szczegółowe zasady wykonywania działań matematycznych za pomocą mechanizmów

Biorąc pod uwagę postęp jaki nastąpił w materiałoznawstwie, technikach obróbki oraz możliwościach symulacji, produkcja niewielkich, wytrzymałych elementów mechanicznych nie jest już tak wielkim wyzwaniem. Potrzeba jedynie ludzi otwartych na nowe (stare?) rozwiązania. Czy rzeczywiście skazani jesteśmy na elektronikę?