Ну, вообще-то, конечно, не совсем для всех. То есть для совсем уж всех -- только это предисловие. А дальше сначала отсеются все нормальные люди, те, кто справедливо полагает странным писать какие-то крючки и странные слова, считая при этом, что Занимаешься Наукой или там Постигаешь Мир. Потом оказывается, что кое-что я поленился перевести на русский, и это тоже… Когда же наиболее стойкие "физики" все же прочтут заголовки статей, то и тут произойдет отсев, поскольку тематика, мягко говоря, разнородна. А у нас ведь век узкой специализации. Ну да ничего. Кто-нибудь да одолеет все (три!). Хотя бы из дружеского расположения. А может, наоборот, с раздражением на выскочку и желанием указать. Это-то вот люди и составят "всех".
Это предисловие -- единственное обращение к потенциальному посетителю сайта, помимо обращения на заглавной странице, где халупа. Я пишу его потому, что хотелось бы, чтобы возникло некое связующее звено между тем, что написано в "гуманитарной" части сайта, доступной практически всем, но, возможно, неинтересной людям с естественнонаучным складом ума или характера, и тем, что написано ниже. Фокус тут в том, что физические результаты, полученные в следующих далее статьях, имеют непосредственное отношение к мировосприятию, которому посвящена гуманитарная часть. Я ответственно заявляю, что сначала выдумывал ответы, а потом придумывал, как их получить (по ходу дела они обрастали количественными подробностями). После чего они из "фантазий" становились "научными результатами" и подвергались публикации в соответствующих журналах. Это представляет собой прямую иллюстрацию того процесса, который был доведен до алгоритма в статье "Физический мир как функция сознания наблюдателя". Впрочем, мне кажется, что такие выдумка и получение не так уж редки в науке. Разве что обычно предпочитают туманно говорить об интуиции, при этом просто увиливая от ответственности, хотя, может быть, этого и не осознают. А на сознательном уровне такие выходки чаще подвергаются осуждению: я все время и остро чувствовал такое отношение к своей деятельности со стороны чрезмерно серьезных Профессионалов, как раз и полагающих, что они Занимаются Наукой. А я -- выдумками.
Конечно, для этого сайта я выбрал те работы, которые считаю с одной стороны наиболее содержательными и интересными, а с другой -- в наиболее полной мере отвечающими написанному выше. Их всего три: первая касается расчета силовых воздействий, оказываемых на сооружения со стороны подвижного ледяного покрова морей и рек, вторая содержит модель простейшего фуллерена, для которой получена критическая температура образования и особенность теплоемкости, в третьей изложен новый способ детектирования гравитационных волн. В этом предисловии мне бы хотелось коснуться истории их возникновения, а также эстетической стороны вопроса.
С "ледовитой" работой дело было так. Сразу после окончания физфака я решил податься на Северный полюс и четыре года проработал в Арктическом институте. Потом работал в других местах. А через довольно много лет встретил знакомого из ААНИИ, который спросил, не хочу ли я решить какую-нибудь задачку про ледяные поля, в которой бы использовались проведенные им измерения. Я спросил, что за измерения -- так, для поддержания разговора. Оказалось, что когда поля наезжали друг на друга -- хоть в лоб, хоть проскальзывая вдоль кромки, -- эта кромка, самый ее краешек, смещался вверх, или в сторону, или и туда и сюда, эти-то смещения он и измерял. Я сказал, что подумаю, мы расстались, и тут вдруг мне пришло в голову, что все это очень похоже на то, как ведет себя скрипичная струна, когда по ней ведут смычок. Тоже смещается и возвращается. Правда, она (к счастью) не рвется и не крошится, но явно налицо то, что называется автоколебаниями -- постоянное воздействие на систему извне и периодический ее отклик. Возникло желание и кромку ледяного поля, на которую давит проезжающий "смычок", описать в этих терминах. Пусть бы она деформировалась под действием силы, а потом, разрушаясь, "отыгрывала". Вот так это все и вышло. Ну, кроме того, там возникла разрушающая кромку нагрузка, и она, конечно, зависела от толщины льда и других параметров. Т.е. скрипичная задачка оказалась еще и полезной. То, что разрушает кромку, -- это и есть необходимая прочность сооружений, на которые может наехать ледяное поле.
С фуллеренами… Я сейчас объясню, что это такое, но сначала надо рассказать про лед. Лед вообще преследует меня (или я его) всю жизнь. Видно, "лед-9" покоя не дает. Началось с того, что на четвертом курсе я провел все зимние каникулы в библиотеке, пытаясь решить так называемую трехмерную задачу Изинга для кубической решетки. Не буду рассказывать, что это, здесь важно упомянуть, что я ее тогда не решил, помешало большое количество ближайших соседей у атомов, посаженных в узлы этих кубов, ну и число измерений, конечно. Потом все в том же Арктическом институте я попытался переложить эту задачу для другой симметрии -- тетраэдрической, т.е. такой, как у льда, где число ближайших соседей у каждого узла решетки поменьше. Но тогда удалось решить только плоскую задачу для гексагональной решетки. Через двадцать лет в Бостонском университете я слушал доклад про моделирование на компьютере процесса замерзания монослоя воды. Оказалось, что получались кластеры, имеющие симметрию пять и шесть, т.е. пентагоны и гексагоны. Это немедленно напомнило обрывок развертки футбольного мяча. А если ее свернуть в мяч? Как раз и получится структура фуллерена -- недавно обнаруженной формы углерода: простейший кластер состоит из 60-ти атомов, составляющих эдакий футбольный мяч с двенадцатью правильными пятиугольниками-пентагонами и двадцатью правильными шестиугольниками-гексагонами на гранях. (Про фуллерены же я слышал от знакомой, которая занималась их получением и очисткой). Я сразу проникся желанием, наконец, разрешить старую задачу, вдобавок в каком-то смысле о льде ("льде-60", ха-ха!), раз уж молекулы воды тоже могли вставать в эту структуру, всего с тремя ближайшими соседями у каждого атома, все же в трех измерениях, хотя это была все-таки двумерная, хотя и кривая замкнутая поверхность. Сомнений в том, что это возможно, не было никаких. И через год она решилась. Мало того, температур фазового перехода (для конечной (!) решетки) оказалось две, а теплоемкость в критической точке вела себя иначе, чем это встречалось когда-либо ранее. Таинственным образом, невероятным двум температурам, предсказанным в результате аналитического решения, уже после отсылки первого варианта статьи в редакцию нашлось экспериментальное подтверждение. А в ходе обсуждения с рецензентом выявился дополнительный и важный смысл развитого подхода, позволяющий по-новому подойти к описанию химических реакций. А сначала казалось, что это -- просто красивая задача, одна из немногих точно решаемых моделей.
И, наконец, про гравитационные волны. Слова эти многие слышали. Гравитационные волны представляют собой один из эффектов, предсказываемых общей теорией относительности. Он настолько мал в Земных условиях, что, не смотря на сорокалетние усилия, существующая техника эксперимента все еще не позволяет обнаружить их непосредственно. А хотелось бы. Поскольку теория относительности по-прежнему остается теорией вызывающей. И очень красивой. Когда я только-только начал заниматься взаимодействием атомов с электромагнитным полем и оказалось, что теория предсказывает, что при определенных условиях атомы под действием излучения со специально подобранным спектром начинают дрожать, мне пришло в голову, что и обратный эффект должен бы иметь место. Т.е. дрожащие изначально атомы, помещенные в излучение, деформируют его спектр так, что это можно заметить и измерить. Но как заставить атомы дрожать? С точки зрения наблюдения дрожание атомов газа ничем не отличается от ситуации, когда через этот газ проходит гравитационная волна. И ведь такие атомы в межзвездном пространстве есть! Они входят в состав космических мазеров -- объектов, являющихся источником электромагнитного излучения. Значит, если подобрать подходящий мазер в непосредственной близости от источника гравитационных волн (например, около нейтронной звезды), и посмотреть на его излучение с помощью несложной дополнительной аппаратуры, то в случае существования гравитационных волн, мы их обнаружим по изменениям в спектре излучения мазера. Однако, никто не будет слушать этих рассуждений, если они не подкреплены соответствующими расчетами. И сначала пришлось получить теоретически этот самый обратный эффект, потом сделать соответствующие оценки для нового способа детектирования гравитационных волн… Но и этого оказалось мало. Шесть журналов не приняли статью, которая приведена ниже. Только в двух рецензенты "выступали" по существу, при этом один из них с сожалением отметил, что даже если я отвечу на его замечания, места, предоставляемого для статьи, будет недостаточно, а второй никаких решающих контраргументов не привел, упирая на "сомнительность" нового подхода. И только. Во всех остальных были найдены различные предлоги, чтобы не связываться с этой публикацией. Это, в общем, понятно. Во всем мире тратятся давнишние и упорные усилия на развитие двух традиционных подходов к детектированию гравитационных волн, требующих, между прочим, колоссальных затрат на проведение опытов. В СССР, в свое время, в Эльбрусе тоннель прорыли, чтобы туда датчики поставить. В космосе интерферометры со сверхдлинной базой размещать собираются. А тут на тебе. Да и, кроме того, конечно, и реальные проблемы в этом новом подходе есть. Но зачем их решать, когда можно отмахнуться и предоставить возможность "получить лавры" заслужившим людям?.. Наконец, седьмой журнал, сравнительно новый и не такой престижный, как предыдущие, статью эту принял. Приоритетная публикация, стало быть, состоялась.
Такие дела.
1.) Модель динамики ледяного поля при воздействии горизонтальной нагрузкой
"Известия РАН: физика атмосферы и океана", т.34, стр.153, 1999
2.) A model of C60 fulleren, (H2O)60 water and other similar clusters
Physical Review E, 64, 016111, 2001
“Spacetime and Substance”, v.2, p.44, 2001