…наши возможности довольно велики, они намного больше, чем полагают некоторые, не очень зоркие люди…
М.А. Булгаков. Мастер и Маргарита.
В этой главе мы покажем, что эффективное применение инженерных средств и методов возможно в пределах, намного более широких, «чем полагают некоторые, не очень зоркие люди». С инженерной «колокольни» хорошо видно, что, помимо многого прочего, в романе «Мастер и Маргарита» есть описание системы управления Вселенной. И хотя это описание сделал непрофессионал, некоторые важные детали устройства и работы этой системы он уловил на удивление верно.
1. В этом описании чётко просматриваются две основные подсистемы: подсистема Добра, во главе с Иешуа и противодействующая ей подсистема Зла во главе с Воландом.
1.1. Воланд прямо говорит, что «каждое ведомство должно заниматься своим делом». Как будет показано ниже, из текста романа следует, что:
1.1.1. Одной из целей управления является поддержание баланса Добра и Зла.
1.1.2. Обе подсистемы стремятся действовать так, чтобы небаланс не вышел за некоторые допустимые пределы.
1.1.3.Автор убедительно просит не спешить обвинять в манихейской ереси ни его, убеждённого атеиста, ни М.А. Булгакова, искренне верующего православного.
1.2. Баланс действия и противодействия лежит в основе алгоритмов работы львиной доли реализованных на практике систем управления. Инженерный анализ их устройства и алгоритмов работы показывает, что наличие баланса действия и противодействия отнюдь не означает, что осуществляющие их подсистемы равнозначны. Покажем это на конкретном примере.
1.2.1. Ручку управления самолётом по крену и тангажу удерживают в нейтральном положении пружины, которые создают на ней усилия, равные по величине и противоположные по направлению усилиям, прилагаемым к ней пилотом. Баланс действия и противодействия налицо, но едва ли кто станет утверждать, что из него следует равнозначность человека и пружин.
Равным образом, из факта баланса Добра и Зла в описанной М.А. Булгаковым системе управления Вселенной отнюдь не следует, что равнозначность Добра и Зла. Из чего, в свою очередь следует, что обвинять М.А. Булгакова или автора во впадению в манихейскую ересь нет никаких оснований.
1.3. Разве нельзя обойтись без противодействия? Теоретически можно, но на практике, как сказал Мастер, имея ввиду нас, простых смертных: «Другие уже пробовали и вам не советую». Ибо согласно принципу Лешателье для того, чтобы состояние равновесия любой системы (в том числе и системы управления) было устойчивым, необходимо, но не достаточно!, чтобы в ответ на каждое воздействие на систему в ней возникало равное по величине и противоположное по направлению противодействие.
1.3.1. Когда по мере развития авиации размеры и скорости самолётов увеличились настолько, что мускульной силы человека стало недостаточно для того. чтобы управлять воздушными рулями напрямую, системы управления самолётами дополнили усилителями, полностью устранявшими противодействие воздушных рулей управления. Итогом стали несколько катастроф и жалобы лётчиков, которым посчастливилось уцелеть, что они перестали «чувствовать машину». «Чувство машины» восстановилось, когда люди догадались передавать часть противодействия обратно на ручку управления или штурвал. Потом систему управления упростили и облегчили, заменив противодействие воздушных рулей, его имитацией с помощью пружин.
1.3.2. С точки зрения теории автоматического регулирования (ТАР), противодействие – это один из сигналов обратной связи, посредством которой тот, кто управляет тем или иным объектом управления, получает информацию о состоянии объекта управления.[1] Сопоставив текущее состояние объекта управления с тем, которое ему необходимо, тот, кто управляет, принимает решения о приложении к объекту управления тех или иных управляющих воздействий.
1.3.3. По сути дела, эти пружины являются примитивно простой аналоговой вычислительной машиной, вычисляющей в первом приближении аэродинамические силы, действующие на воздушные рули . Если пружины снять, пилоту придётся вычислять эти силы в уме. В теории это возможно, однако на практике это неоправданно усложнит имеющеюся в голове пилота и без того сложную модель самолёта, как объекта управления. А это приведёт к затягиванию и без того немалых сроков обучения пилотов и резкому сокращению контингента, пригодного для обучения на пилотов.
Таким образом, противодействие этих пружин позволяет уменьшить затраты на подготовку пилотов и повысить безопасность полётов, а также избавляет от необходимости искать на каждый магистральный пассажирский самолёт 2-3 пилота уровня В.П. Чкалова, таких, которые способны «чувствовать машину» не только рукой, но ещё и каким-то шестым чувством.
1.3.4. Обратная связь не нужна тому, кто с достаточной для практики точностью наперёд знает или чувствует, как отреагирует объект управления на его управляющие воздействия, каким внешним воздействиям объект будет подвергаться, и как он на эти воздействия отреагирует.[2] Обладатель такого знания знает, какие воздействия надо приложить к объекту управления чтобы его состояние всегда было таким, каким надо тому, кто управляет.[3]
1.3.5. Таким образом, обратная связь в системах управления нужна тогда, когда тот, кто управляет, или чего-то не знает, или почему-то не хочет использовать это знание. Это могут быть те или иные свойства объекта управления[4] или всякого рода непредвиденные внешние воздействия.
1.3.6. Из сказанного в п. 1.3.3. следует, что сознательно организованная в системах управления обратная связь есть суррогат знания. На практике частичная замена знаний свойств объекта управления внешних на него воздействий суррогатами этих знаний позволяет сократить затраты средств и времени на создание системы управления. Но известный французский военный инженер, Н. Бонапарт не случайно сказал, что «управлять, значит предвидеть».
По каналу обратной связи мы имеем информацию о том, что вследствие неведомых нам причин состояние объекта управления уже отклонилось от оптимального, что влечёт за собой те или иные потери, которых, возможно и не было бы, если бы мы заблаговременно знали, что объект управления подвергнется таким-то воздействия, и приняли бы надлежащие меры.
1.3.7. Таким образом, инженер, создающий систему управления, в каждом конкретном случае сам решает вопрос о том, в каких случаях ему следует потратиться на добывание дополнительных знаний об объекте управления и действующих на него внешних возмущающих воздействиях, а в каких – лучше воспользоваться суррогатом знаний, каковым является обратная связь.
1.3.8. Два других основных суррогата знаний в инженерном деле это интуиция и вера.
2. Таким образом, само наличие в описанной в романе системы управления Вселенной подсистемы Зла, противодействующей подсистеме Добра[5], вполне доказывает, что вселенная М.А, Булгакова управляется с использованием обратных связей, т.е. суррогатов знаний.
2.1.Кое-кто из религиозных ортодоксов усмотрит несусветную ересь, похуже манихейства, в утверждении, что, всезнающий и всё умеющий Всевышний использует суррогаты знания при управлении доступной нашему разумению частью Вселенной. Тем самым, они, сами того не понимая, требуют от Всевышнего, чтобы он применял всю мощь абсолютного знания по каждому мелкому и мельчайшему поводу. Тем самым, те, кто считают себя особо верными рабами Всевышнего, пытаются лишить его права, которое есть у любого инженера, создающего систему управления. А именно – права решать, в каких случаях ему лучше использовать знание, а в каких – обойтись его суррогатами. Как очень верно подметил А.К. Толстой: «ограничивать так смело всесторонность божьей власти, ведь такое, Миша, дело пахнет ересью отчасти. Ведь подобные примеры подавать неосторожно, и тебя за скудость веры в Соловки сослать бы можно»[6].
2.2. При использовании суррогатов, в том числе и суррогатов знания, неизбежно возникает вопрос об их качестве. При использовании суррогатов знания в системах управления, при прочих равных условиях, качество управления тем выше, чем выше качество суррогатов знания. Нет необходимости доказывать, что управление Вселенной, пусть даже не всей, а лишь её частью, доступной нашему разумению, – несравненно более сложная задача, чем управление пассажирским самолётом. И если в последней достаточно качества примитивнейших суррогатов знаний, вырабатываемых пружинами, то в подсистеме противодействия системы управления Вселенной, такого качества используемых суррогатов знания недостаточно. Для того, чтобы вырабатывать здесь достаточно качественное противодействие, нужен суперинтеллект, которым и наделён Воланд. Который, кстати, позволяет ему предвидеть грядущее.
3. Перейдём теперь к конкретным эпизодам романа, в которых описано взаимодействие подсистем Добра и зла. Забегая вперёд скажем, что во всех таких эпизодах главы этих подсистем действуют кибернетически грамотно, и ни одного, в которых они совершали бы грубые ошибки, с точки зрения кибернетики, как общей науки о системах управления и протекающих в них процессах . В общем, М.А. Булгаков вправе сказать вслед за своим героем: «О, как верно я всё угадал».
3.1. Начнём с эпизодом награждения Маргариты за то, что она была хозяйкой "бала тысячи королей". На пожелание Маргариты помиловать Фриду, Воланд отвечает: «Милосердие – по другому ведомству», но потом изобретает замысловатый длинный способ исполнить это пожелание, наделив Маргариту временной властью, чтобы она помиловала Фриду сама, избавляя тем самым себя от необходимость сотворить Добро.
Причины такого подхода инженеру очевидны. Добро, сотворённое Маргаритой, чьё место – где-то вблизи оси, отделяющей Зло от Добра, сказывается на балансе Добра и Зла в несоизмеримо меньшей степени, чем такое же добро, сотвори его Воланд, находящемся на самом полюсе Зла. Налицо – стремление Воланда свести к минимуму нарушение этого баланса.
3.2. Эпизод на крыше «одного из красивейших в Москве зданий» начинается с того, что праведник Левий Матвей клеймит «духа теней и повелителя Зла» и получает от него в ответ вполне заслуженное: «ты глуп».
3.2.1. Очевидно, что если бы Воланд на радость Левию Матвею принялся бы творить добро, да не в мелочах, вроде помилования Фриды, а по крупной, и во всё возрастающих количествах, то он поставил бы подсистему Добра перед нелёгким выбором между двумя «очень плохо». Вариант 1. Для сохранения баланса Добра и Зла, подсистеме Добра пришлось бы творить Зло. Де-факто это означало бы, что Сатана сверг бы Всевышнего и поменялся бы с ним местами.
Вариант 2. В ответ на это Всевышний бы отказался от принципа сохранения баланса Добра и Зла. В этом случае понадобилась бы коренная перестройка всей системы управления Вселенной. Началась бы эта перестройка с «разбора полётов», в котором у Воланда было бы «железное» оправдание: «Я мол, всего лишь сделал то, чего хотел от меня твой посланец». Но Воланд, заметьте, не воспользовался столь удобным предлогом безнаказанно учинить вселенский кавардак.
3.2.2. Обращение Иешуа к Воланду с просьбой взять Мастера к себе и наградить покоем, доказывает, что руководитель подсистемы Добра не желает вмешиваться напрямую со своим Добром, в дела подсистемы Зла. Иешуа мог бы наградить Мастера в рамках своей подсистемы, проблема была в том, чтобы не разлучать его с Маргаритой, которая принадлежала к «другому ведомству», поскольку успела стала ведьмой. Отсюда – обращение к руководителю другой подсистемы напрямую, минуя объект управления, с просьбой сделать что-то в своей подсистеме.
В романе ничего не сказано о том, как Иешуа парировал колоссальное возмущающее воздействие на объект управления, обусловленное тем, что по его просьбе сам Воланд лично сотворил добро. Но сам по себе такой подход – обратиться к Воланду напрямую, в той системе управления Вселенной, которая описана в романе, с точки зрения теории автоматического регулирования - самый правильный. М.А. Булгаков понял это инстинктивно, но именно такой подход позволяет обойтись минимальными возмущениями состояния объекта управления.
В порядке упражнения в кибернетике, автор предлагает подумать, почему при расставании, ни свита Воланда, ни он сам, не обещали заглядывать на огонёк в вечный дом, дарованный Мастеру и Маргарите.
4. Сказанное в этой главе позволяет сделать вывод, что корректное и эффективное применение средств и методов инженерной технической физики возможно далеко за пределами узких рамок решения сугубо технических задач.
Глава IV. ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ СЮЖЕТНЫХ ЛИНИЙ ДИМКА-ВИКТОР В «ЗВЁЗДНОМ БИЛЕТЕ» И КРЫЛОВ-АГАТОВ В «ИДУ НА ГРОЗУ».
[1] Каналов обратной связи в общем случае много. Например, у пилота это – его визуальные, слуховые и осязательные ощущения, а также показания приборов.
[2] В ТАР рассматривают два класса систем управления, разомкнутые, в которых не используют обратные связи, и замкнутые, в которых используют обратные связи.
[3] В общем случае одного знания мало, надо ещё, чтобы тот, кто управляет, мог бы развить такие усилия, однако в частном случае всезнающего и всесильного Всевышнего, эта оговорка не действует.
[4] На практике известны случаи, когда систему управления создают для уже существующего объекта, которым до того управляли вручную. Ситуация, когда те, кто проектировал объект, не знают о нём многое из того, что необходимо знать разработчикам системы управления, в таких случаях, скорее правило, чем исключение.
[5] Следует отметить, что само имя «Сатана» происходит от прилагательного, которое в переводе на русский означает «противодействующий».
[6] Послание М.Н. Лонгинову о дарвинизме.
