Воспоминания о цифровизации
«Цифровизация» последние годы стала более популярной, чем «парниковый эффект».
Впервые с цифровизацией я столкнулся на 3-ем курсе университета в 1977 г. в лаборатории газовой хроматографии. Она предстала передо мной в виде прибора под названием “Digital integrator”, что переводится как числовой (цифровой) интегратор. Чтобы стало понятнее назначение этого прибора несколько слов о хроматографии.
Хроматография (цветопись) – это процесс разделения смеси веществ. Своим названием она обязано тому, что первоначально применялась для разделения окрашенных (или окрашиваемых) веществ. На газовом хроматографе процесс анализа смеси выглядит следующим образом:
Анализируемую жидкость вводят в испаритель (1), куда подаётся инертный газ (гелий, азот и т.п.). Затем парогазовая смесь поступает в колонку (2), заполненную сорбентом, где происходит разделение веществ в зависимости от их сродства к сорбенту. В одной из книг мне встретилось следующее образное описание этого процесса. Представьте, что три джентльмена одновременно вошли на улицу, на которой довольно много питейных заведений. Один из них – непьющий – вышел с неё первым, другой пропустил стаканчик и немного задержался. А третий – зашёл в один кабачок, потом в другой, потом в третий и уснул за столом в четвёртом. Таким образом, вещества выходят из колонки поочерёдно. Смесь паров вещества и газа-носителя проходит через детектор (3). Детекторы имеют различную конструкцию, но в любом случае сила тока, проходящего через детектор, зависит от концентрации вещества в смеси. Этот ток приводит в движение перо самописца (4). В результате мы получаем вот такую диаграмму (хроматограмму). Теперь, что бы найти концентрацию вещества в смеси нужно посчитать площади пиков, сложить их и найти частное от деления для каждого вещества.
Эта процедура не очень сложна, но требует времени. А когда речь идёт о серийных анализах, то становится проблемой. Логично поручить её электронной вычислительной машине (ЭВМ). Сигнал (электрический ток), выходящий из детектора, называют аналоговым. Он меняется непрерывно. Существуют ЭВМ, которые могут работать с таким сигналом, но они не получили распространения ввиду сложности управления их работой. Привычные нам ЭВМ работают с дискретными (цифровыми) сигналами. Следовательно, прежде чем подать сигнал с детектора в ЭВМ его нужно перевести из аналогового вида в цифровой. Именно с изобретения аналого-числового преобразователя и началась эра цифровизации. Произошло это, вероятно, ещё в 60-ые годы прошлого века. Впереди были США, а СССР (Россия) отставал (отстаёт) лет на 10-15.
Хроматография – это частный пример. Таким образом, можно перестроить работу всех контрольно-измерительных приборов и упростить управление различными приводными механизмами. Каким был пульт управления (щитовая) в химическом производстве? Представьте себе комнату длиной 10-15 м. Её стены на высоту 2,5-3 м увешаны показывающими приборами (0,4 на 0,4 м) – несколько сот штук. Каждый час аппаратчик обходил эти приборы и выписывал наиболее важные показания. Некоторые приборы были снабжены сигнализацией. И когда аппаратчик слышал её дребезжащий звук, то бежал вприпрыжку в производственное помещение, чтобы подкрутить нужный вентиль. Теперь у аппаратчика на столе стоит ноутбук, в память которого поступают все результаты измерений и он может с помощью «мышки» отрегулировать тот или иной параметр. Теперь он не аппаратчик, а оператор автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП). В обрабатывающей промышленности появились станки с программным управлением и робототехнические комплексы. В быту – автоматические приборы.
Во времена СССР в г. Кирове было создано производство стиральных машин с программным управлением «Вятка-автомат». При этом управление было электромеханическим. Шестерёнки истирались и блок управления выходил из строя. Что мешало установить на ней микропроцессор? Все технические предпосылки для этого были. В 90-ые годы это производство купили иностранные инвесторы.
По поводу «цифровых» приборов необходимо сделать одно разъяснение. Точность прибора определяется не панелью индикации, а детектором. Оттого, что мы заменим стрелочный циферблат на цифровую панель точность прибора не увеличится. А вот в заблуждение такая панель ввести может, поскольку, при желании, мы можем показать на ней количество цифр, не соответствующее классу точности прибора.
Следующим этапом стала цифровизация телефонной связи. С этим у меня связано ещё одно воспоминание. Хотя Кирово-Чепецк и не был закрытым городом, телефония в нём не поощрялась. Люди ждали установки телефонов годами. Мне домашний телефон поставили потому, что я участвовал в пуско-наладочных работах. В конце восьмидесятых эти ограничения сняли и вновь построенная АТС быстро исчерпала свой ресурс. Связисты пришли в городской Совет за земельным участком под новую АТС. Но среди депутатов оказались специалисты, которые заметили, что более рационально не строить новое здание, а в существующем разместить цифровые АТС, которые занимают намного меньше места. Связисты согласились и Кирово-Чепецк одним из первых в России обзавёлся цифровыми АТС. Но у них есть один недостаток. Где-то на рубеже веков над Кирово-Чепецком взорвалась шаровая молния. В результате две цифровые АТС вышли из строя, к счастью, ненадолго.
За телефонией последовала цифровизация звукозаписей, видеозаписей и фотографий. Этому способствовало появление новых видов хранения цифровой информации – оптических и магнитооптических дисков и новых форматов записи информации на магнитных носителях. Параллельно шло развитие ЭВМ, Интернета как метода программирования и способов передачи информации. В дополнение к металлическим проводам появились оптические кабели, по которым информацию передаёт свет. Все вместе это обеспечило увеличение скорости передачи информации в 1000 раз – с десятков тысяч до десятков миллионов бит в секунду (бит – единица информации – имеет два значения 0 или 1 – других цифр ЭВМ не понимает).
Использование ЭВМ для набора и редактирования текстов существенно упростила жизнь миллионов людей. Я помню, как приходилось ждать очереди у машинистки, что бы напечатать текст, написанный от руки. Как правили рукописные и машинописные тексты, наклеивая новую редакцию поверх предыдущей и заклеивая опечатки. Ещё больший эффект дало появления систем автоматизированного проектирования. Отпала необходимость чертить от руки, ЭВМ сама выполняет вспомогательные расчёты, строит проекции. Стало проще использовать различные шаблоны.
С началом реформ в России прекратилась разработка генеральных планов населённых пунктов и схем районной планировки. Вернулись к этому, наверное, в 2007 г., решив заполнить сразу все белые пятна. И, действительно, к 2016 г. были выполнены генеральные планы для всех городов и посёлков, большинства сельских поселений. Но в этом потоке оказалось очень большое количество документов низкого качества. Встречались прямо-таки курьёзные случаи, типа матерных выражений среди названий рек и деревень. Это естественный результат всякой кампанейщины, но важно подчеркнуть, что без ЭВМ такую компанию осуществить было бы невозможно. Об этом нужно помнить, рассуждая о том, как цифровизация изменит нашу жизнь.
Интернет и компьютеры ещё в конце 90-ых годов стали осваивать финансисты. Появилась возможность осуществлять сделки и безналичные переводы не сходя с места. Очень удобно: купил акцию на бирже в Москве за 10 руб. 00 коп. и продал в Санкт Петербурге за 10 руб. 01 коп. Прибыль всего 1 коп. или 0,1%. Но ведь и потратил ты на это 5 мин. А если купил на 10 млн. руб. – доход 10 тыс. руб. каждые 5 мин. Вот она новая экономика!
Существует также мнение, что цифировизация позволяет бороться с преступностью – теневой экономикой, оборотом оружия и наркотиков, потому как теперь существует возможность отслеживать все безналичные платежи, а платежи наличными стали весьма ограниченны. Тут так же всё неоднозначно. Когда-то очень давно в Великобритании был ограблен почтовый поезд с 2 млн. фунтов стерлингов. Недавно в новостях было сообщение о хищении биткоинов (это такое цифровое платёжное средство) на сумму 600 млн. долларов. Миллиардами рублей исчисляются суммы, которые похищают с банковских счетов, используя телекоммуникационные платёжные системы – такие суммы даже не снились ворам-карманникам. А «тёмный» Интернет стал удобной средой для тёмных сделок. Наивно думать, что преступную деятельность можно искоренить развивая технологии. Она лишь меняет свои формы.
Термин – «Новая экономика» был очень популярен лет десять назад. Сейчас о нём как-то подзабыли – появилась другое словосочетание – «цифровизация экономики». За последнее десятилетие большое распространение получила Интернет-торговля. Это можно назвать «цифровизацией» известной с советских времён услуги «товары-почтой». Произошло внедрение кодов (штрих-коды, QR-коды) для товаров. Я помню время, когда кассиры только-только получили калькуляторы. Так они проверяли их вычисления на счётах. Сейчас специальное устройство считывает код с этикетки, микропроцессор его расшифровывает, в кассу поступает цена, а товар списывается со склада. Электронный чек из кассы «улетает» в налоговую инспекцию. Схожие носители информации используются для отслеживания движения товаров от производителя до покупателя.
Внедрение цифровых (электронных) документов и телекоммуникаций существенно упростило управление. Каждый гражданин, имеющий доступ к Интернету, может без труда высказать свои предложения в адрес государственных органов, направить жалобу. И гарантировано получить ответ. По собственному опыту скажу, что в 9 случаях из 10 это будет «отписка». Но если постараться, можно получить и нужный эффект.
В сегодняшнем понимании термин «цифровизация» является условным. Он включает в себя развитие телекоммуникаций и подключение к ним программируемых устройств. И тут конечно нельзя не упомянуть «искусственный интеллект».
Что такое интеллект? В моём понимании мерой интеллекта является способность решать нестандартные задачи.
Создавая программу для ЭВМ, пусть и очень сложную, человек заранее определяет, как должна поступить ЭВМ в той или иной ситуации. Эта программа отражает уровень интеллекта её создателя. Кого-то из пользователей она сделает чуточку «умнее» и профессиональнее, а кого-то, напротив, ограничит в возможностях.
Интеллект начинается там, где в памяти нет готового ответа на поставленный вопрос. Ближе всего к «интеллектуальным» подошли самообучающиеся программы на основе нейросетей. Примером тому являются программы-переводчики. Ещё десяток лет назад текст перевода от такой программы требовал серьёзного редактирования и, даже я, со слабым знанием английского языка, отправлял свои замечания. Теперь машина может выдать перевод почти без ошибок. Произошло это благодаря накоплению знаний. Теоретически, эту работу можно было сделать централизовано, задействовав тысячи лингвистов, но более рациональным оказался сбор информации от миллионов пользователей, естественно, по алгоритму, созданному человеком.
Развитие телекоммуникаций, прежде всего, Интернета сделало доступной различную информацию. Особенно ощутимо эта доступность проявила себя в период эпидемии Covid-19, когда возникли сложности с посещением библиотек. Можно сидя дома найти нужные статьи из журналов и даже отсканированные книги. Но и тут нас подстерегает опасность, в особенности, когда речь идёт о старинных, малодоступных изданиях – это подделки. Изменить типографский текст, так, чтобы это нельзя было заметить, практически невозможно. Внести изменение в цифровую фотографию, так, что это может выявить только специальная экспертиза, достаточно просто. Сравнить цифровую копию с оригиналом захочет не каждый, да и не каждый сможет получить доступ к редкому изданию или архиву.
Друга проблема – это информационный шум. Посмотрите, сколько в Интернете хлама. Вы ищите нормативный акт – поисковик услужливо предоставит вам документ, утративший свою силу. Кто-то, когда-то его разместил на своём сайте, а потом о нём забыл. Вас заинтересовал какой-то вопрос – поисковик предложит вам десяток популярных трактовок, порой искажающих истинный смысл. А действительно профессионально написанный текст будет на пятидесятом месте. Однажды у меня возникла необходимость решить сложный интеграл и я наткнулся на пару сайтов выдающих фальшивые ответы. Есть и такие бескорыстные шутники.
Когда оглядываешься назад, то путь, пройденный человечеством за последние десятилетия, просто поражает. В начале своей профессиональной деятельности я занимался фторированием. Фтор – весьма капризное вещество, работать с ним сложно. В статье одного американского учёного я прочёл, что он регулировал подачу фтора с помощью микроклапана, управляемого микропроцессором. Я регулировал подачу фтора с помощью двух вентилей: один обычный – водопроводный, второй – игольчатый, хроматографический. Теперь я задал себе вопрос: если бы у меня тогда, сорок лет назад был микроклапан, микропроцессор, персональная ЭВМ была бы моя работа более эффективной? Она была бы более комфортной. Но на научных результатах этот комфорт, пожалуй, не отразился бы.
(Хроматограмма заимствована по ссылке: https://s1.slide-share.ru/s_slide/aaada29b0562168e9d932e6f32fbc8bf/641497ba-df8d-499f-a7a7-10d14c9eea6e.jpeg)