Рождение чуда

Глава 6

В Москву Витя вернулся не только с новыми идеями, но и с подходами к их реализации. Но по возвращении на работу академик немедленно запряг его на решение проблем той части лаборатории, которая занимается отработкой современных и несколько превосходящих современные технологий. Обнаружился очень низкий процент выхода годных микросхем, то есть почти всё идёт в брак. Причём брак есть, хотя и в меньших размерах, даже на Витиных идеальных кристаллах. В первую очередь Витю заинтересовал сам выходной контроль, на котором сидел 24-летний инженер Слава.

Основным прибором, который задавал временные диаграммы и напряжения был многоканальный генератор импульсных сигналов, самим же Славой и разработанный. Использованные Славой технические решения были весьма остроумны, но исполнение довольно топорным, а управление вообще никаким. Техноконструктор понял, что этот инженер явно находится на своём месте и знает своё дело, ему нужна лишь некоторая помощь. Витя предложил заменить элементную базу и сделать микросхему управления, которая будет делать всё, что тот пожелает, от него требуется только эти пожелания подробно описать.

Техническое задание Слава выдал на следующий день, а через пять дней с удивлением получил требуемое. Теперь на выходном контроле можно будет в достаточно широких пределах менять номиналы напряжений и временные диаграммы в программируемом режиме прямо в процессе испытания. Стало возможным, не только проверять работает микросхема или нет, но и строить области работоспособности тестируемых микросхем и устанавливать корреляцию между некоторыми технологическими параметрами и размерами и формой областей устойчивой работы. В дальнейшем эта микросхема управления, не дотягивающая до гордого звания микроЭВМ, хотя и имела основные атрибуты последней: простенькое АЛУ, небольшую оперативную и долговременную память, стала родоначальницей целого семейства, представители которого ставились на станки, транспорт, бытовую технику и т. п.

По поводу проблем с нанесением фоторезиста Слава сообщил, что академик выдал пару дельных советов, и ребята сами предложили кое-какие идеи, так что никакой помощи пока не требуется.

Подшаманив несколько единиц накопившегося за время его отсутствия оборудования, Витя обратился к Анатолию Ивановичу с разговором о возможности доступа к обучаемым слепоглухонемым детям. Он рассказал о выводах, к которым пришёл за время отпуска и о необходимости снятия данных с таких детей.

— Вопроса фактически два, первый, узнать, где находится такая школа, это я просто поручу выяснить Тане и второй, получить разрешение на эксперименты над детьми, что вряд ли получится, даже если подключится наш куратор, — академик показал, что не верит в возможность получить такое разрешение.

— Внешне это будет выглядеть, как надеваемая на голову сетка с двумя-тремя небольшими утолщениями, под батарею и микросхемы. Электроды будут абсолютно безопасны и невидимы невооружённым глазом, — Витя всячески настаивал на своей идее.

— Если объявить это чем-то вроде усовершенствованного энцефалографа, и иметь целью принести этим детям реальную пользу, тогда шанс есть.

— Функцию энцефалографа этот прибор тоже будет выполнять, идея, как убедить преподавателей или воспитателей, не знаю, кто там у них, у меня есть, — лаборант почувствовал, что академик постепенно склоняется к мысли ему в этом помочь.

— Хорошо, завтра займусь, — сдался Анатолий Иванович.

— И детям, я думаю, со временем, мы тоже поможем.

Витя занялся решением сразу двух проблем — «усовершенствованного энцефалографа» и ещё одного устройства, которое, как он надеялся, поможет убедить воспитателей помочь ему в исследованиях. Как ни странно, оба устройства оказалось довольно сложно реализовать, для первого понадобилась, в частности, миниатюрная, но достаточно ёмкая, батарейка, а для второго разобраться в области знания, которой до этого ему заниматься не приходилось.

Вопрос с местонахождением таких детей решился секретарём кафедры легко и быстро, оказалось, что не так уж далеко на северо-восток от Москвы в городе Загорске существует школа-интернат, где воспитываются слепоглухонемые дети. До этого города Витя вполне может доехать на мотоцикле. Он также вспомнил, что в этом городе, живёт второй из бывших сослуживцев отца, который ответил на папино письмо, написанное ещё из Казахстана.

Проблема с созданием техноконструктором необходимых устройств так быстро не решилась, Витя потратил на них весь остаток лета и только в сентябре, уже после начала занятий на 4-ом курсе, он был готов к поездке.

Директор школы-интерната сразу попытался переложить принятие решения на воспитателей: Нам звонили с просьбой оказать вам содействие, но единолично, без поддержки коллектива я принять такое решение не могу. Предлагаю вам побеседовать с одним из наших лучших воспитателей, Антониной Сергеевной Дедовой.

— Хорошо, как мне её найти?

— Я вас провожу, она должна быть в одном из классов, — директор внимательнее посмотрел на молодого настырного парня, или вопрос несущественный, или его прислали просто прояснить обстановку.

Антонина Сергеевна оказалась чуть полноватой женщиной среднего роста с терпеливым выражением лица, никого из воспитанников в классе не было.

— Антонина Сергеевна, это Виктор Валерьевич Белов, сотрудник научной лаборатории, которая хочет улучшить жизнь наших детей, дать им новые возможности, подробности он расскажет вам сам, я вас пока оставлю, — представил Витю директор.

— Здравствуйте, можете звать меня Виктор.

— Здравствуйте.

— Для начала я хочу показать вам разработанный нами прибор, который немного поможет слепому человеку ориентироваться в пространстве, — Витя достал из портфеля довольно массивную перчатку на правую руку.

— Сразу скажу, устройство ещё очень сырое и, собственно, целью нашей с вами совместной, я надеюсь, работы является радикальное его улучшение и разработка других аналогичных устройств. Это ультразвуковой локатор, аналогичный биологическому локатору летучей мыши, которая, как известно, слепа, но при этом ориентируется в пространстве и даже летает, не натыкаясь на посторонние предметы. Хочу предложить вам опробовать его на себе, — вообще-то Витю навела на эту идею книга Григория Адамова «Тайна двух океанов», прочитанная в детстве, в которой активно использовался ультразвук.

— Интересно, — женщина покрутила в руках переданную парнем перчатку, — и как этим пользоваться?

— Просто надеть на правую руку и подстроить вот этим ремешком размер. Кнопка включения находится на тыльной стороне перчатки. Сгибание и разгибание указательного пальца управляет амплитудой и частотой ультразвукового сигнала. Отражённый от препятствия сигнал вызывает вибрацию перчатки в районе ладони тем сильнее, чем препятствие ближе. Направление ультразвукового сигнала перпендикулярно ладони вперёд, — отступив в сторону, Витя предложил Антонине Сергеевне включить кнопку.

Воспитатель включила прибор и недоумённо повернулась к разработчику: Я не слышу никакого звука, а летучие мыши пищат.

— Просто кроме ультразвука они издают и сопровождающий его высокий звук, здесь же обычного звука нет совсем.

Антонина Сергеевна направила ладонь на стол, подвигала указательным пальцем, потом на стену, на Витю, на пол, — да, этот ваш прибор действительно работает.

— Теперь давайте попробуем выяснить, как с этим будет себя чувствовать слепой.

— Вы предлагаете пригласить кого-нибудь из детей? Но они вряд ли справятся, разве что самые старшие.

— Нет, я предлагаю попробовать вам надеть эти очки, они почти полностью закрывают свет, и пройти между столами до той стены, — Витя достал очки для ныряния, только полностью зачернённые, и протянул «испытательнице».

Не сразу, не с первой попытки, но у неё получилось.

— Имейте в виду, что это самый первый, очень примитивный образец, в дальнейшем мы его радикально улучшим, он станет гораздо меньше и эффективнее. Я вообще уверен, что не позже, чем через 5 лет ваши дети смогут «видеть» не хуже здоровых, — здесь техноконструктор лукавил, он предполагал просто прибегнуть через 5 лет к регенерации, рассчитывая, что тогда это будет уже не важно. Ведь пять с половиной лет назад он был простым подростком, которого мог обидеть почти любой, сейчас его положение радикально изменилось, и он рассчитывал, что через пять лет оно изменится не меньше, и сохранение тайны целителя не будет иметь особого значения, либо её можно будет легко замаскировать.

— Я согласна, я вижу, что вы сами верите в то, что говорите. Что потребуется от меня? — она передала Вите «перчатку».

— На первом этапе вам нужно будет перед началом сеанса обучения надевать на голову ребёнка вот эту сеточку, на этом рисунке показано как, а в конце снимать. Вот эта круглая штучка, похожая на монету, сменная батарейка, её нужно менять каждый день, на рисунке показано как, я дам вам коробочку с ними. Одну и ту же сетку нельзя надевать разным детям, всего их у вас будет две, они пронумерованы. Через неделю я заеду и заберу результаты измерений, дальнейшие наши действия будут зависеть от этих результатов.

— Вроде бы всё понятно, куда я могу позвонить, если будут серьёзные вопросы?

— Это телефон академика Анатолия Ивановича Белова, если его не будет, можете оставить сообщение секретарю.

Попрощавшись, Витя отправился в Москву. Те устройства, которые он оставил в Загорске, были действительно сильно усовершенствованными энцефалографами, и были нужны для определения расположения нейронной сети, распознающей язык в широком смысле слова, и только после этого можно будет приступить к попытке записи процессов, происходящих в самой нейронной сети.

За неделю, прошедшую до повторного визита в Загорск, Витя разработал два варианта электродов для съёма данных с нейронной сети живого мозга и отправился в школу-интернат. Разумеется, ни о каких миллионах электродов речь не шла, он предполагал, что вполне хватит десятков, максимум сотен единиц. Во время встречи с воспитателем Антониной Сергеевной Витя получил от неё обе сетки с записанными на микросхемы долговременной памяти результатами и просьбу передать на время перчатку с ультразвуковым локатором для старших детей. Отдав перчатку, отправился обратно обдумывать результаты и готовить новую серию экспериментов.

В конце октября 1969 года закончился заключённый год назад договор с разработчиками БЭСМ-6 на разработку архитектуры сверхЭВМ. После изучения представленной документации обеими сторонами был подписан акт сдачи приёмки выполненных работ и академик Белов предложил заключить договор сопровождения сроком на 3 года за смешные деньги. К удивлению Вити без долгих проволочек договор был заключён. Позже Анатолий Иванович объяснил, что разработчики искренне уверены, что ЭВМ с такими параметрами создать невозможно и деньги по договору сопровождения будут ими получены автоматически.

После получения полной документации на архитектуру, систему команд и прочего для будущей сверхЭВМ техноконструктор вплотную приступил к её разработке. При её разработке он столкнулся с рядом новых проблем, которых не было при создании первой микроЭВМ, например, отдельная арифметическая АЛУ, производящая операции над дробными числами, использовала табличные значения функций, что-то, вроде таблиц Брадиса, только с гораздо большим числом функций и несравнимо более высокой точностью. Пришлось составлять небольшие программы, которые вычисляли и формировали такие таблицы, это была одна из простейших задач. Основное время занимала разработка аппаратной части всех АЛУ, долговременной памяти, нормально функционирующая оперативная память была отлажена ещё в начале года.

К концу 1969 года было получено достаточное количество данных из школы-интерната в Загорске. Во время своих рабочих визитов Витя, по просьбе Антонины Сергеевны, передал ей ещё одну перчатку летучую мышь, но под левую руку, и коробку батареек к ней. Увидел он и новенького, мальчика Вову, которого ещё не начинали обучать. Зрелище было тягостным, ребёнок стоял на месте, слегка раскачиваясь из стороны в сторону, из-за сенсорного голода никаких побуждений как-то действовать у него не было. Витя стал лучше понимать, почему у старших детей пользуются такой популярностью разработанные им перчатки, это не только возможность получить дистанционно информацию об окружающем мире, но и одно из немногих доступных развлечений. Понаблюдал и за тем, как использовал перчатку подросток лет 14–15, он делал ею быстрые ощупывающие движения, чтобы, по-видимому, очертить контуры находящегося на расстоянии предмета.

Зачем попросили вторую перчатку под левую руку, понятно, кто-то из воспитанников хочет попробовать ориентироваться, используя ультразвуковой локатор на обеих руках, мысль, кстати, интересная, Вите самому любопытно, что произойдёт. Кстати, в жидкой среде ультразвук распространяется ничуть не хуже, чем в газовой, можно ли также, как это делает слепоглухонемой подросток, оконтурить предмет, в смысле орган, в теле человека. Интересно, занимается ли у нас кто-нибудь подобным, по идее, применение ультразвука не должно быть таким вредным, как рентгена. У матери в нынешней больнице такого прибора точно нет, и в прошлой не было. Мимолётная мысль заняться этим и сделать для матери подобное устройство была отброшена под давлением сложных текущих задач, к тому же, наверняка, потребуется какое-нибудь разрешение, он в этом совершенно не разбирается.

Для решения глобальной проблемы создания принципиально иначе программируемых электронно-вычислительных машин перед техноконструктором стояло по меньшей две очень сложных задачи, завершение разработки сверхЭВМ, точнее, как он рассчитывал, её неразумной части, и создание модели нейронной сети, аналогичной человеческой, но на совершенно другой элементной базе. Хотя исходные данные для воплощения второй части у Вити уже были, он решил сначала закончить первую. Свободного времени не было ни на что, товарищи по комнате общежития воспринимали своего сидящего или лежащего с отрешённым видом однокурсника почти как предмет мебели.

В январе нового, 1970 года, Витя узнал от Анатолия Ивановича, что их лаборатории был выделен лимит валюты, и она уже кем-то потрачена на закупку образцов американских микросхем. Сообщивший об этом заведующему лабораторией чиновник был очень доволен и разговаривал так, как будто делал большое одолжение. Услышав в ответ безразличные слова, что за сделанное, конечно, спасибо, но больше так делать не нужно, был крепко раздосадован.

Академик по этому поводу ещё заметил, что сейчас он даже рад, что к ним направили по распределению довольно большое количество вчерашних выпускников, а не опытных работников. У выпускников нет стереотипа, что все американские разработки в этой области лучше наших, наоборот, они видят, что то, что делаем мы, на голову превосходит зарубежные изделия. И в этом главная польза от закупленных за валюту микросхем.

Видя, что Витя полностью увяз в разработке сверхмашины, он, тем не менее, передал просьбу технологов организовать рабочую встречу в связи с установленной им в МГИС (многоканальный генератор импульсных сигналов) микросхемой управления. Витя, конечно, согласился и встреча была назначена на завтрашнее утро.

Во время встречи выяснилось, что наибольший интерес вызвала, во-первых, сама концепция размещения АЛУ, памяти, таймеров и портов ввода/вывода в одной микросхеме, которая после разработки им первой версии микроЭВМ казалась Вите очевидной, во-вторых, микросхема долговременной памяти, она породила у технологов настоящий ажиотаж. После долгих обсуждений, по первому пункту решили провести патентный поиск и, если возможно, запатентовать идею управляющей микросхемы.

По второму пункту, микросхеме долговременной памяти конденсаторного типа (ПДК) Вите пришлось делать целый доклад с чертежами и объяснением принципа работы. Он также объяснил, что одной из технологических трудностей является создание очень тонкого слоя диэлектрика между зоной канала и подзатвором, так он назвал затвор, который, собственно, и обеспечивал хранение информации. На прямой вопрос, как удалось это сделать в данной конкретной микросхеме, ответил, что это вопрос к технологам, а не к нему.

Вплоть до лета Витя работал над сверхЭВМ, несколько раз встречался с разработчиками архитектуры, уточняя некоторые спорные моменты. Занимался текущей работой по модернизации оборудования, репутация их лаборатории в этом отношении была чрезвычайно высокой, все имевшие с этим оборудованием дело получатели знали, что оно практически не выходит из строя и сломать его можно только специально. Витя закончил эту часть своего проекта незадолго до отбытия на воинские сборы по линии военной кафедры и получил повышение общего уровня на 1 до 24. Тут же проверил производительность рецепта «Формирование структуры», как и ожидалось, она увеличилась на 25 % и достигла 78 грамм в минуту.