Не будем пытаться всерьез отвечать на такой сложный вопрос. Вместо этого попробуем представить себе сначала, как бы приблизительно действовал ученый — специалист в области теории автоматов, согласившись сконструировать автомат, ну, например, для помола, сушки, расфасовки и упаковки соли.
Он внимательно прочитал основные пункты технического задания и приступил к разработке принципиальной схемы.
Изобразив на листке бумаги кирпич, он воткнул в него с двух сторон по стрелке. К хвостикам обеих стрелок пририсовал еще по кирпичу. В один из них воткнул одну стрелку, в другой две. В результате образовались три стрелки, имеющие свободные хвостики. Пририсовав к ним по кирпичу, он соединил стрелками их свободные стороны со свободными сторонами кирпичей, нарисованных раньше.
Работа спорилась. Неделю назад ученый консультировал конструкторов, разрабатывавших автомат для расфасовки и упаковки сахарного песка. При этом у него возник ряд мыслей, которые должны были найти воплощение в его проекте.
Он еще раз просмотрел блок-схему и решил внести в автомат дальнейшие усовершенствования, тем более что, как казалось, сделать это было совсем несложно. Надо было лишь учесть, что:
1) чем мельче должна быть соль, тем дольше должен продолжаться помол, и наоборот, грубый помол занимает меньше времени;
2) чем мельче помол, тем меньше время сушки, и наоборот;
3) чем ниже влажность соли, тем дольше она должна оставаться в сушке, и наоборот;
4) чем ниже влажность соли, тем ниже весовая производительность автомата, и наоборот;
5) чем толще слой соли, тем дольше она должна оставаться в сушке, и наоборот;
6) чем выше температура сушки, тем меньше время сушки, и наоборот.
Правда, при учете указанных обстоятельств возникла та общая для многих теорий, в том числе и для теории автоматов, неприятность, которую ученые называют — нелинейность.
Чтобы пояснить суть дела, проще всего обратиться к примеру. Рост человека со дня рождения и лет до двадцати — двадцати пяти непрерывно увеличивается. Если бы рост увеличивался равномерно (например, каждый год на 5 сантиметров), то ученый это обстоятельство сформулировал бы так: «На интервале от 0 до 20–25 лет рост человека является линейной функцией времени».
Однако в действительности эта функция нелинейна; человек растет сначала быстрее, потом медленнее, а в дальнейшем его рост даже уменьшается.
Точно так же в мифическом автомате, о котором идет речь, время сушки, например, может расти пропорционально толщине слоя соли или непропорционально. Соответственно можно сказать, что время сушки является линейной или нелинейной функцией толщины слоя.
Неопытному взгляду может показаться, что нелинейность не так уж страшна. В действительности (мы сейчас не будем объяснять почему) нет ничего хуже.
Нелинейности вносят неразбериху в самые стройные теории. Ученые с неудовольствием обнаружили, что большинство явлений в природе и технике нелинейны, в силу этого не поддаются точному исследованию и чреваты всякими неожиданностями.
Но нашему ученому уже знакомы различные нелинейные капризы, и он продолжал усовершенствовать идею своего автомата с расчетом получить небывалую производительность.
На плоской блок-схеме уже не оставалось кирпичей со свободными сторонами, и ее пришлось заменить пространственной. К шести кирпичам он пририсовал еще по стрелке, правильно выбрав направление стрелок, к четырем из них пририсовал еще по кирпичу.
Две стрелки, оставшиеся свободными, он обозначил «вход» и «выход». В заключение соединил между собой прямыми и обратными связями все оставшиеся свободными торцы кирпичей и удовлетворенно вздохнул. Основная часть работы была закончена. И пора — на листочке бумаги уже не оставалось свободного места.
Теперь ученый перешел к расчету своей блок-схемы. Первым шагом было составление передаточной функции. Она и только она должна подробно рассказать о работе всего автомата: от хвостика стрелки «вход» до носика стрелки «выход». И он заранее предвкушал удовольствие, представляя себе, как передаточная функция мгновенно отвечает на самые разные вопросы, например: как изменится производительность автомата, если одновременно температуру сушки увеличить на 10 градусов, слой соли уменьшить на 2 сантиметра, тонкость помола увеличить на 30 процентов, а влажность соли повысить вдвое?