人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

看標題就知道本文是關於繼電器的,那繼電器是什麼呢?我想多數人沒聽過或不瞭解,尤其對於非工科類。

這是個神奇的東西,100多年來,它不斷髮展、演變,至今已在很大程度上承載著人們的生活,這樣講毫不誇張,雖然它的很多個體形式已完全不同,但靈魂依舊,只是換了些軀殼而已。

說到這,你一定想知道它到底是什麼,或者為什麼這樣神奇,彆著急,跟著我一步步來認識它。

注:本文是對繼電器現象背後的一種思考,而並非解析設備和原理,所以為便於理解,後面所有關於繼電器模型的名字一律只叫繼電器,比如接觸器、晶體管等。


初次相識

我第一次接觸到繼電器是在2013年到一家電氣安裝公司工作,公司不大,一共不到十個員工,所以倒挺適合我這種“樣樣通樣樣松”的人,一開始入職是做網絡營銷,後來又做人事管理,再後來,我和它的緣分到了。

有一天,老闆給了我兩個小塑料盒子和幾個LED小燈泡,形狀大小類似一盒煙,四角圓滑一些,兩頭有一堆接線的螺絲,又讓我安裝一個軟件,對我說:“把這個研究一下,你懂電腦,看看能不能整明白。”

盒子我不認識,但是電腦軟件我熟悉啊,作為一個傳統網蟲的基本修養,研究軟件是我的本能,對照說明文件,我把盒子、燈泡和電腦都用電線連接上了,之後神奇的發現,在軟件上通過鼠標點擊可以控制燈泡的開和關。

儘管這種簡單的控制在生活中早已普遍,但也正因為普遍和正常而被忽視,而這一次,我開始注意到了這個很正常的現象。

人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

示意圖,當時使用的模塊已經找不到了,功能一樣,都是多路控制單元

當時並不知道,這個盒子就是由若干個繼電器組成的,而我剛剛完成了一個基礎工業控制模塊樣品的安裝。

老闆給了一週時間,我一下午就鼓弄好了,遠超出預期,於是老闆微笑著又給了我一個箱子,裡面裝滿了各種形狀的塑料盒子。

就這樣,我從辦公室搬到了一線,在完成了很多次的安裝之後,我知道了“繼電器”這個名字,而且驚訝的發現,我所安裝的這一個個零件有60%以上都是繼電器。

於是我開始瞭解它,這是個用來控制的東西,也是我通過電腦點擊鼠標後第一個接收到命令的東西,而它會把這個命令傳達下去,最後會有一個或多個機器設備開始運行,而在這個命令傳達的過程中,也會存在多個它,它們相互配合著,十分默契,按順序一步一步的執行,直到最後完成任務。

這是一個自動化的過程,在自動化已經和社會生活融為一體的今天,大多數人都不會去過多思考自動化的問題,我們習慣於按一下按鈕或點一下鼠標就達成了預期的目標。


它的歷史

現在,你或許對繼電器有了一個模糊的認識,它就生活在我們身邊,無處不在,如影隨形,如果它們商量好一起罷工,整個世界就會徹底癱瘓。

我們不去探討它的原理和背景,就從它的應用說起,第一次繼電器的價值體現是電報剛剛出現的時候,電報大家不會陌生,諜戰片裡經常會有這樣的場景,發報員的手指有節奏地敲擊同時伴隨著滴滴答答的聲音。

人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

用電報發出信號,接收端對照信號編碼本,就收到了信息

在早期的時候,電報都是有線的,所以距離是一個很大的問題,超過一定長度後對方就完全接收不到信號了,於是這時,它出現了,它就像一個接力棒,可以讓電報的信號進行無限距離的接力跑,繼電器的英文名叫做relay,本意就有接力賽的意思,非常的形象,而中文的譯文更直接一些,簡單的理解就是讓電繼續下去的意思。

後來出現了電話,幾乎所有的人都對這種遠程實時對話的方式十分熱衷,造成了通話線路完全不夠用,想像一下,如果世界上人與人之間都連起一根線的話,那地球恐怕就要裝在一個密集的漁網之中了,於是它又出現了,只是這一次是它們,繼電器組合成了一個整體,所有人都和這個整體連了根線,你想和誰通話它們就幫你跟誰連接上。

在20世紀初,如果說電報和電話是大哥和二哥的話,那三弟也在孕育中了,繼電器應用最大的奇蹟也就是這個三弟 —— 電腦。

人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

這是40年前IBM生產的老古董電腦

當人們對繼電器的理解越來越深的時候,瞭解到它不僅僅只限於電的轉接以及放大和縮小,如果結合數學和邏輯,可以實現很多很多意想不到的功能,甚至於實現一個人的功能。

就這樣,從20世紀三、四十年代開始,繼電器就像是細胞一樣,不斷的複製和分裂,形成一個個細胞群,進而形成了組織、器官、系統和個體。

注:如果要對比細胞來理解的話,其實我覺得觸發器更形象一些,但本文為了儘量避免增加繁瑣度,就一律使用繼電器這個名字了。

直到今天,手機、電腦已經成為社會生活的必需品,電腦也讓大哥和二哥退休養老,自己獨立承擔起了支撐信息時代的重任,而繼電器依然在不知疲倦的工作著,儘管在電腦裡已經完全找不到它當初的樣子,但是它還是它,本質從未改變,而且它和它的同伴們還在繼續尋找著更加高效的組合方法,以實現更多複雜的功能,對人類而言,這叫算法。


它的本質

也許說到這,你對繼電器的概念還是一頭霧水,沒關係,其實概念不重要,搜索一下就可以看見詳細的解釋,本文的主題是對它本質的探索和思考,接下來讓我們換一個角度。

如果把繼電器比作一把斧頭,你會發現它們之間有一個共同點,就是可以控制並放大你的力量:通過斧頭,人們反覆用力揮動手臂,可以砍倒一棵樹;通過繼電器,人們輕輕用手指一點,可以毀滅地球。結果雖然差別巨大,可本質似乎沒有什麼不同。

人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

斧子是過去人們常用的砍伐工具

在人們還沒有思考運動和力的時代,就已經開始思考“控制”,或者用中學課本上的一句話來描述更恰當一些,叫做“製造和使用工具”,的確,這是至今為止我們能想到的最早的人與動物的區別

猩猩會藉助樹枝去掏白蟻窩,但是吃完白蟻后就會把樹枝丟掉,而人會把樹枝帶走,留著下一次繼續用。

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猩猩在用樹枝掏白蟻窩

我們設想一下,在猩猩的大腦裡出現的是吃的畫面,下一次飢餓時如果找不到樹枝可能就直接用手去挖,總之它在意的只是吃;而人的腦海裡出現的是從餓到吃這整個過程的畫面(當然,就假設我們的祖先曾經吃過一段時間白蟻吧),而這個過程在大腦中定格,下一次飢餓時,就又出現了這個畫面。

我們用一個熟悉的詞來描述人的這個行為,叫抽象。

抽象思維何時出現不得而知,但是從出現開始,人類便不需要時刻去面對飢餓和死亡,於是便有了更多的時間去抽象更多的現象,真正意義上的智能誕生了。

科技的歷史就是一部抽象的發展歷程,而人最初的原始需求之上羅列了一層層的願望、理想和價值觀,生活中遍佈各種抽象的事物,而大多數人不再去思考這些事物的本質。

100多年的繼電器發展變化正是這樣一個歷程的縮影,當它被抽象出來之後,人們不需要再去考慮它的實現過程,當它們被抽象成更多的個體之後,人們只需要通過使用來滿足需求即可。

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從家居到出行所有的過程都在我們的控制之中

這些個體現在充斥在我們身邊,除了手機、電腦,像電視、冰箱、洗衣機、電飯鍋、汽車、地鐵、火車、飛機、電梯等等所有和電有關的一切事物,它們都在其中默默的耕耘著,包括家裡面的LED燈,那上面一塊塊的發光體本質上就是一個個繼電器的模型。


我的思考

從相似的現象中總結出共性,然後用一個簡潔的詞語來代表這個共性,這是一個簡單的抽象過程,也是概念的形成過程,近些年各種新概念層出不窮,也就說抽象的發展還在繼續,而且速度更快。

就如同一個倒置的金字塔,從一個點不斷的向上延伸,越來越高。

人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

人們不斷對生活抽象的過程就像是一個倒著的金字塔

我在那家電氣安裝公司工作了一年多之後,蒐集了我所能接觸到的各種型號的繼電器,它們很多已經改頭換面,身份尊貴,可不論如何變化,它們的本質依然和最初一樣

那時候我對繼電器現十分痴迷,以至於辦公室和家裡很多開關都要用幾個繼電器來進行轉換,所以常有人對我每天弄出的這種噼啪聲驚疑不定,那時我興趣最大的就是檢測和維修,因為這樣可以發現新的繼電器組合功能。同時我也發現,人們對電氣其實很陌生,尤其是電路控制,就連公司裡的大多數人都不理解最基本的繼電器原理。

所以每當出現故障,只要難度級別高於跳閘,大部分人就會陷入一種驚慌,這種驚慌感很微小,大多時候自己都感覺不到,故障和自身關係越密切,表現的越明顯。

而我突然發現,這和人們越來越多的迷茫感非常相似。如果把這些相似的現象總結一下,會形成一個什麼樣的概念呢?


寫在最後

繼電器原理的本質是電和磁,而繼電器也是電磁應用中最普遍和基礎的一個模型,所以把它作為代表,來幫助我們思考一些更本質的東西,而今天它們所構成的個體也都是最受矚目的。

人類在不停地追求控制,為了提高控制效果,又在不停的抽象。

控制的對象已延伸到了聲音、光、溫度、速度等等生活中的幾乎所有事物;控制的方式也從手動操作變為語音、感應、行為、甚至意念的控制。

我把這個時代叫做後控制時代,在這個時代裡,繼電器是偉大的耕耘者,也是有史以來最神奇的創造之一,下一個時代,也許又會抽象出新的東西。

人類史上最神奇的創造之一,後控制時代的耕耘者:繼電器

未來會是一個什麼樣的世界呢?

只是在那個時代裡,抽象會把我們帶到哪裡呢?是值得我們今天每一個人去思考的問題。


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