自動化,是為人類自身生產、生活服務的,是人們追求的目標。
長期以來,人們對自動化的理解是“以機械的動作代替人力操作,自動地完成特定的作業”。這實質上是自動化代替人的體力勞動的觀點,但隨著電子和信息技術的發展,特別是計算機的出現和廣泛應用,自動化的概念已擴展為用機器(包括計算機)不僅代替人的體力勞動,而且還代替或輔助人的腦力勞動,以自動地完成特定的作業。
人類誕生至今,幾乎地球上每個獨立的文明都曾對自動化進行過獨立的探索,包括四大古國和其他遠古文明的哲學家、科學家乃至文學家在內的先賢們,對自動化原理和技術的探索也從未停止過。由於對自動化終極追求目的上的一致性和人類感官係統的相似性,在自動化的發展上,不同的文明與國家之間可以說是殊途同歸。
一、從古希臘“太羅斯”到諸葛亮“木牛流馬”,東西方在自動化探索中各自邁出第一步
古希臘神話中,描寫了發明家戴達羅斯用青銅為克裏特島國王邁諾斯塑造了一個衛士“太羅斯”,它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像,它可以自己開門,還可以借助蒸汽唱歌。
無獨有偶,根據我國史料記載,西周能工巧匠偃師也製出了能歌善舞的“伶人”,這也是中國最早有記載的機器人。然而這些都還隻是史料中簡單的描繪甚至是神話傳說,並沒有對自動化設備的原理乃至構造做任何有力說明,但神話其實就是人類對自身缺點的反省,對超越自身能力的思考,對未來願望的理想化。因此可以說,在遠古時期人類就開始對自動化進行思考和實踐活動了。
在我國,更加廣為人知的木牛流馬則可追溯到春秋末期。王充在《論衡》中記載:魯國工匠魯班為其老母巧工製作過一台木車馬,“機關具備,一驅不還。”魯班之後大約700年,三國時期的諸葛亮發明了木牛流馬,用其在崎嶇的棧道上運送軍糧,且“人不大勞,牛不飲食”。《三國誌·諸葛亮傳》記載:“亮性長於巧思,損益連弩,木牛流馬,皆出其意。”《三國誌·後主傳》記載:“建興九年,亮複出祁山,以木牛運,糧盡退軍;十二年春,亮悉大眾由斜穀出,以流馬運,據武功五丈原,與司馬宣王對於渭南。”給《三國誌》做注的南北朝時期的裴鬆之,在注中引用了現在已經失傳的《諸葛亮集》中有關木牛流馬的一段記載,對木牛的形象做了描繪,對流馬的部分尺寸做了記載。諸葛亮造出木牛流馬200年後,南北朝時期的科技天才祖衝之也造出了木牛流馬。《南齊書·祖衝之傳》說:“以諸葛亮有木牛流馬,乃造一器,不因風水,施機自運,不勞人力。”
二、從“安提基特拉機械”到電子計算機,自動化發展進程中始終離不開邏輯和計算基礎
1900年10月,潛水員在希臘安提基特拉島Glyphadia海岸外的沉船中發現大量的藝術品,其中還包括一部奇怪的機器。1902年5月17日,考古學家維拉理奧斯·史大理斯清理沉船中的物品時發現一個齒輪嵌在一塊岩石中,史大理斯一開始認為這是天文鍾,但多數學者認為這物品和同時期發現的其他東西相較之下太過複雜。這就是安提基特拉機械,是目前所知最古老的複雜科學計算機。
它為什麼會在貨船上已經無從得知。研究者認為該船可能是從安提基特拉島上掠奪的物品,要送往羅馬在尤利烏斯·愷撒的凱旋式上展示。它含多個齒輪,被認為是世界上第一個模擬計算機,可能是依照古希臘天文學家發展的天文學和數學理論製造的,其年代可能是公元前150到前100年之間。安提基特拉機械的小型化和其部分裝置的複雜性,可與19世紀機械鍾表相比,它上麵的齒輪超過30個,有人推測可能有多達72個帶正三角形齒的齒輪。由一個曲柄輸入一個日期,該機械就可算出日月或行星等其他天體的位置。