О пользе аналогий

Читатель, вероятно, уже отметил, что автор часто обращается к идеям и образам новейшей физики. Возможно, для того чтобы попытаться уловить закономерности в нынешнем вихре событий, происходящих в науках о Земле, существует и другой путь. Возможно, проводимые параллели могут при внимательном рассмотрении оказаться не совсем параллельными, как-то произошло в геометрии Лобачевского. В свое оправдание могу только сказать, что сами основатели новой физики, объясняя "на пальцах" категории своей науки, смело обращались к закономерностям макромира, усматривая там не просто аналогии, а проявления общих законов мироздания. Подобное единство общих закономерностей видели в мире - от атома до звезд - и основатели диалектического и исторического материализма.

Ну, а подобрав соответствующие оправдания, осмелюсь продолжить... Разве не странен мир, сферическая поверхность которого расширяется, а сам он тем не менее объема не меняет? Такова Земля по представлениям новейшей глобальной тектоники. Не заставляет ли эта установленная особенность нашей планеты иначе взглянуть на странность разлетающегося мира галактик?

Традиционно при сопоставлении микромира и геологического мира говорят о разнице временных масштабов на этих двух системных уровнях, подразумевая всегда длительность существования Земли и эфемерность атома. Но время относительно. В системе атома - иной счет времени. И если геологический мир можно сопоставить с миром атома, то только наоборот: Земля являет собой пример изумительной кратковременности (только как бы поставленной для нас под увеличительное стекло еще большей эфемерности нашего собственного существования), рядом с которой время атома - вечность.

Вот что писал об этом Макс Борн:

"Считается, что возраст мира составляет 10⁹ лет (сейчас эта цифра увеличена на порядок - 10¹⁰. - А. Г.), то есть орбитальных периодов Земли. С другой стороны, число периодов в основном состоянии водородного атома - порядка 10¹³ в секунду. Таким образом, когда время измеряется в подходящих для каждого случая единицах, то ситуация как раз противоположна простому пониманию: звездный мир является короткоживущим, а атомный мир - чрезвычайно долгоживущим".

Собственное время системы... Кто знает, сколько закономерностей мы не можем увидеть, по привычке отсчитывая все по эталонам нашего общепланетного времени? Мы жалеем бабочку-однодневку, но по сравнению со скоростями наших собственных жизненных процессов она живет, возможно, дольше нас. И время жизни великого человека, оставившего миру десятки томов бессмертного материала для размышлений, несравненно длиннее времени жизни посредственности. Гёте главной своей заслугой считал умение из каждой минуты делать маленькую вечность...

Сейсмотектоника имеет дело с геологическим пространством и геологическим временем. Число землетрясений определенной энергии в определенном объеме есть величина постоянная только в масштабах годов и сотен тысяч кубических километров. В процессе подготовки землетрясения собственное локальное пространство-время в зоне подготовки начинает менять свою метрику, что и проявляет себя разными прогностическими признаками.

Локальное сейсмическое пространство приобретает другую кривизну (именно так можно объяснить прогностическое изменение отношения скоростей продольных и поперечных сейсмических волн, ибо это отношение связывает через простую формулу истинный и кажущийся углы выхода сейсмического луча на поверхность Земли). Напряженные перед ударом недра как бы поляризуются - появляются запретные направления для подвижек в слабых землетрясениях; отсюда возможность прогноза по механизмам землетрясений.

Меняется и отсчет собственного времени в период подготовки толчка. Почти с самого начала существования сейсмологии ученые знают: если нет или очень мало толчков в сейсмическом районе - жди катастрофы. Если сравнить собственную временную шкалу сейсмического процесса, размеченную сейсмическими событиями, слабыми землетрясениями, с нашей обычной часовой шкалой, то этот эффект выглядит как резкое замедление собственного времени в перенасыщенном потенциальной энергией объеме горных пород. Чем не аналогия замедления времени в космическом корабле, достигшем близсветовой скорости?

Гармские сейсмологи Виталий Пономарев и Юрий Тейтельбаум с помощью нашей старенькой ЭВМ "Мир" попытались проследить, как это происходит.

...Машина выдает один за другим помесячные "срезы" событий, происходящих в сейсмической жизни района. Начиная, например, с июля 1957 года на карте района появляется огромное светлое пятно, свободное от землетрясений с энергией 10⁹-10¹¹ джоулей. Сейсмическое время как бы остановилось для внешнего наблюдателя на целых пять месяцев. В то же время прямо на границе этого пятна сплошной цепочкой выстроились "дефицитные" землетрясения. Выстроились, а переступить "запретную черту" не могут. И вот 7 января 1958 года прямо посреди "запретной зоны", в хребте Петра Первого, происходит землетрясение с энергией 10¹³ джоулей - сильное по масштабам района. И после этого события, как по приказу, снимается запрет. Белое в течение почти 5 месяцев пятно покрывается кружками слабых землетрясений всех уровней энергии.

В момент, когда пишутся эти строки, в Гарме еще нет регулярного прогноза землетрясений по комплексу предвестников. Возможно, основой такого прогноза будут ежемесячные карты и кривые Виталия и Юрия. Подозрительные "затишья" в сейсмической активности как во времени, так и в пространстве будут проверяться всеми разработанными к тому времени способами. И если предварительный прогноз подтвердится, скажем, данными о смене типов подвижек в очагах землетрясений или понижением отношения скоростей продольных и поперечных сейсмических волн, можно будет объявлять тревогу.

Почему происходят затишья перед сейсмической бурей? Что здесь причина, что - следствие? То ли сильный толчок происходит из-за того, что сейсмическая энергия, долго не расходуясь, накапливается, то ли наоборот, среда, "предчувствуя", что землетрясения не миновать, начинает заранее скапливать силы для решающего удара. Как ни странно, больше похоже на правду второе предположение. Лабораторные эксперименты показали: если сдавливать в тисках кусок любого твердого материала, он потрескивает все время с настойчивой регулярностью. Но за некоторое время до полного разрушения трески всегда внезапно прекращаются. Самые общие рассуждения (например, приведенные выше - об изменении самого пространства-времени в перенасыщенном потенциальной энергией объеме), по-новому и интересно описывая события, недостаточно наглядны. Можно, конечно, вспомнить о законе сохранения энергии (сумма потенциальной и кинетической энергий есть величина постоянная, а значит, после затишья неизбежно землетрясение), но и эта элементарная формула, описывая явление, не объясняет его.

Между тем, как мы уже видели, в окружающем нас мире происходит немало вещей, непонятных с точки зрения обычного, механического понимания причинно-следственных связей. То в одной, то в другой научной дисциплине начинают раздаваться голоса: мы видим нечто объяснимое, только если предположить, что у процесса существует какая-то намеченность, цель! Но ведь цель может быть только у разумного существа... Как же выйти из этого философского парадокса? Что за "цели" могут быть у природы?