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晶体管收音机
现在考虑如图9.4所示由14个节点组成的电路。这是一个能将AM无线电波转化成声音的收音机。这个网络由以下部分组成:天线、线圈、二极管、三极管、可调电容、3个固定电容、电池、耳机、3个电阻以及以特定方式将这些元器件连起来的导线。电流从电池出来流经三极管和耳机。
图9.4 简单的晶体管收音机电路图。参见:http://www.techlib.com/electronics/crystal.html#Crystal%20 Radio
如果流经耳机的电流迅速变化,就会产生声音。可变电容和线圈让操作者可以将电路调谐到天线获取的某个广播信号频率。三极管电路放大天线获得的微弱电振荡,从而可以在耳机中产生听得到的声音。
这个网络的输出很稳定,随着天线捕捉到的信号变化。这个网络有大量稳态,可以通过可调电容设定。有许多方式可以将这14个元件连接到一起,但大部分都不具有收音机的功能。用其他元件也能组成收音机,但不具有收音机功能的电路数量举不胜举,而具有AM收音机功能的电路数量则相对很少。由于在所有可能的电路中,收音机与非收音机很不成比例,因此我们不能期望收音机能自己出现,除非有某种机制说明了元器件以及它们的连接。
与收音机相比,能间歇发光的电路则可以在自然界中遇到。闪电的电路图很类似图9.2,只是云层中的电荷替代了电池,穿过空气的通路则替代了开关、电线和灯泡。当空气被电流加热,就会变得更容易导电(开关),一旦空气被充分加热,就会变得白热(发光)。在自然界中发现的电路与人类创造的电路之间的区别是复杂性。据我们所知,所有复杂的电路都是人类创造的,其行为要比简单的振荡或光的亮灭复杂得多。所有人类创造的电气设备的生产也都需要指令。
我们再来看几个无需人类干预也能表现出复杂行为的目的性网络。