1. По скорости, с которой радиоэлектроника развивается и обновляется, с ней может сравниться, разве что, биология. Но в отличие от биологии, чтобы увидеть это, не нужен микроскоп: так называемая элементная база, на основе которой реализуются идеи радиоэлектроники, служит наглядным свидетельством стремительности этого развития.

За время существования кафедры радиотехники МФТИ кардинально изменился внешний вид радиоэлектронных устройств:

Самые характерные представители семейства электронных компонентов

50-е годы

Пальчиковые электронные лампы, лампы типа «дробь»

60-е годы

Полупроводниковые транзисторы

70-е годы

Линейные и цифровые интегральные схемы

80-е годы

Микропроцессоры

90-е годы

Программируемые пользователем сверхбольшие интегральные схемы (СБИС)

Начало ХХI века (прогноз)

Многопроцессорные устройства

Любая рационально построенная система образования должна быть консервативной: нужно учить только тому, что сохраняет свою значимость, то есть тому, что уже прошло испытание временем. Быстрый темп развития ставит перед преподаванием трудную задачу: при всем желании сделать учебную дисциплину возможно более современной, надо постоянно иметь в виду принцип мудрой сдержанности в отношении  включения «новых идей», сколь бы соблазнительными они ни были. В то же время необходимо быть готовым и иметь мужество отказаться от обучения тому, что перестает быть принципиально существенным, сколь бы важным это ни казалось в прошлом. Таким образом, содержание курса электроники как учебной дисциплины — это результат постоянного поиска и принятия решений с известной долей риска. «И вечный transient, покой нам только снится…»

«…Мы не имеем ни времени, ни сил серьезно исследовать все наши представления. Поэтому будет мудро посвятить нашу повседневную работу, наши вопросы и наши живые сомнения тем представлениям, которые мы можем разумно надеяться исправить…»

Дьердь Пойа. Математика и правдоподобные рассуждения. — М.: ИЛ, 1957 (с. 27).

2. Радиоэлектроника отличается от математики не только «возрастом» сведений, сообщаемых в процессе обучения, но и самим подходом к решению задач. В электронике, как правило, сформулированная строго задача оказывается слишком сложной из-за своей близости к реалиям и необходимости учета очень многих обстоятельств. Для точного решения такой задачи требуются затраты (вашего труда или машинного времени), несопоставимые со значимостью результата, который предстоит получить: «овчина выделки не стоит». Достаточным оказывается знание результата приближенно, и этим обусловлены «нематематические» способы рассуждений, чаще всего применяемые на практике.

Magic smoke n. A substance trapped inside IC packages that enables them to function (also called blue smoke; this is similar to the archaic 'phlogiston' hypothesis about combustion). Its existence is demonstrated by what happens when a chip burns up — the magic smoke gets let out, so it doesn't work any more. See smoke test, let the smoke out.

The New hacker's dictionary / compiled by Eric S. Raymond; with assistance and illustrations by Guy L. Steele Jr. — 3rd ed. Cambridge, MA. The MIT Press, 1996 (p. 293).

Впрочем, среди специалистов по электронике много таких, кто исповедует принцип, согласно которому «в каждом деле ровно столько науки, сколько в нем математики». Хотя в большинстве случаев математика, используемая для решения «радиозадач», элементарна, в этой области также встречаются вопросы, ответ на которые далеко не тривиален. Вот пример: «Какой должна быть частотная характеристика четырехполюсника, чтобы он был физически реализуем (то есть таким, для которого справедлив принцип причинности и сигнал на выходе не появляется раньше сигнала на входе)?»

«…Можно правильно и долго рассуждать, не продвигаясь ни на шаг, и строгость не мешает рассуждениям быть бесполезными…»

Поль Таннери (цит. по книге Ф. Кымпан. История числа p. — М.: Физматгиз, 1971 (с. 14).

3. В физике нас учат решать задачу в буквах и только в окончательный ответ подставлять числовые значения. Это вполне годится в отношении учебных задач, когда вы остаетесь в рамках строго  очерченной умозрительной модели. В радиоэлектронике из-за большей близости к реалиям обычно бывает необходимо по ходу вывода находить промежуточные числовые величины, потому что от их значений в совокупности зависит, какому именно из возможных приближений следует отдать предпочтение в дальнейшем. Но электроника, по своему происхождению, — часть физики, ее младший брат. Радиоэлектроника так же соотносится с общей физикой, как вычислительная математика — с высшей математикой.

«Восприятие схемотехники как чего-то второстепенного… и подогреваемая широкой рекламой уверенность в том, что микропроцессорные наборы нужно только программировать и совсем не нужно паять, привела к тому, что во многих организациях простейшую микропроцессорную систему на одной-двух платах не удается заставить работать в течение многих месяцев и даже лет.»

И.С. Потемкин. Функциональные узлы цифровой автоматики. — М.: Энергоатомиздат, 1988 (с. 8).

4. Сегодняшняя электроника многолика. Она представляет собой нечто, чего нельзя охватить одним взглядом. С какой стороны посмотреть, той ипостасью она к вам и обернется. Все виды связи сегодня — это электроника, но даже внутри этой подобласти специалисты по оптоволоконным линиям связи и по глобальным спутниковым системам связи, навигации, мониторинга и управления не всегда понимают друг друга. Бытовая электроника — тоже часть радиоэлектроники; нынешние студенты, судя по всему, станут свидетелями повсеместного распространения домашних роботов.  Суперкомпьютеры будущего станут воплощением только нащупываемых нынче принципов взаимодействия многих процессоров, работающих параллельно. СВЧ-печи, с помощью которых в промышленности варят сталь, — та же электроника. Наконец, свою нишу занимает так называемая лабораторная электроника, посредством которой обрабатываются данные при проведении экспериментальных исследований.

«…Чувствительность приборов такова, что стрелка всегда отклонена, прибор всегда что-то показывает. Весь вопрос — что. От экспериментатора требуются неслыханное мастерство, опыт, интуиция, чтобы правильно ответить на этот вопрос. И предельная объективность…»

Э. М. Годик, Институт радиотехники и электроники (ИРЭ). — «Литературная газета», 06.08.86.

В основе всего этого лежат общие идеи и принципы. Знакомить с ними учащихся — наша задача. Если только мы не хотим ограничиться тем, чему учат в ПТУ, — починкой телевизоров и компьютеров путем замены одних плат на другие с покрытием расходов из кармана клиента.

Выпуск №10(1633)-11(1634)