Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство
Шрифт:
Цунами становятся свирепыми там, где они особенно опасны, у берегов. Будучи солитонами, они без труда преодолевают огромные расстояния. Разрушительные цунами, обрушившиеся на Японию и Курильские острова вскоре после войны, зародились в результате опускания морского дна в районе Южной Америки.
Цунами лишь в одном проявляют некоторое благородство. Они не бросаются на берег без предупреждения. Незадолго до прихода цунами вода отступает, океан мелеет. Прибрежные воды скатываются в обращенную вершину цунами. Опытные прибрежные жители знают, что нужно немедленно бежать на возвышенности. На бегство обычно дается 10–15
В 1848 году астроном-любитель У. Парсонс (впоследствии лорд Росс) построил огромный телескоп и обнаружил спиральную структуру многих галактик. Он сразу обратил внимание на их сходство с поверхностью воды в водовороте, но не смог найти объяснение этому сходству. Теперь нам ясно, что их возникновение связано с нелинейностью сил тяготения, определяющих взаимодействие всей иерархии космических объектов, от свободных атомов и пылинок до галактик и скоплений галактик.
Давно известно, что Большое красное пятно на поверхности планеты Юпитер существует, возможно, миллионы лет. Ученые считают, что Большое красное пятно — это особый вращающийся солитон — антициклонический вихрь, вращающийся вокруг собственной оси в сторону, противоположную вращению планеты. (Так вращаются и атмосферные солитоны — антициклоны — на Земле.)
Такой солитон удалось смоделировать в лаборатории. Он возникает в тонком слое жидкости, находящемся на дне вращающегося сосуда. Большое красное пятно Юпитера поддерживает свое существование за счет энергии, поступающей из связанных с ним масс атмосферы планеты.
Подобные устойчивые двухмерные солитоны существуют и на Земле, в водах некоторых районов Мирового океана. Они называются двухмерными потому, что их поперечные размеры много больше толщины слоев воды, участвующих во вращении этих почти плоских вихрей.
Разрушительные смерчи, о которых уже говорилось, являются настоящими солитонами, что позволяет им существовать сравнительно долгое время, не разрушаясь при встрече с неровностями на поверхности земли.
Идеи солитонов находят применение и в микрофизике. Сейчас рассматривают возможность описать свойства элементарных частиц, как солитонных решений нелинейных уравнений полей, передающих взаимодействия в микромире.
Идеи, связанные с солитонами, как и со странными аттракторами, еще очень молоды. Они с юношеской энергией проникают в различные области науки.
У тайны жизни
Нелинейная теория колебаний недавно обогатилась еще одним направлением развития. Оно, пожалуй, впервые позволило приблизиться к пониманию того, как и при каких условиях возможно возникновение порядка из беспорядка в живой природе, как возникла жизнь.
Нет, пожалуй, другой тайны, которая волнует большее количество людей, чем эта тайна. Вероятно, каждый человек хотя бы один раз задумался
Философы, главным образом натурфилософы, искали пути к этой тайне, но не преуспели.
Философы знают, что из слов не рождаются научные истины. Научные истины возникают из исследования природы, из опытов и обобщения полученных результатов, из их анализа при помощи математики. Даже марксистская политэкономия построена с применением математики.
Но возвратимся к происхождению жизни. Советский академик А. И. Опарин создал глубокую теорию происхождения жизни. В соответствии с этой теорией жизнь возникла из неживого «бульона», скопления органических молекул в районах теплых мелководий древних морей. А эти органические молекулы возникли из неорганических соединений под действием солнечного света и молний.
Лабораторные опыты подтвердили эту часть теории. В замкнутые сосуды, полностью свободные от любых живых существ, в том числе от простейших одноклеточных, помещали различные комбинации разнообразных неорганических соединений. Затем тщательно проверяли, не попали ли туда случайно органические молекулы. Убедившись, что их нет, в течение длительного времени пропускали высоковольтные электрические заряды между электродами, предварительно впаянными в стенки сосудов, — один конец электрода снаружи, второй — внутри.
В сосуде под действием этих микромолний происходили различные химические реакции. Последующий химический анализ обнаруживал и идентифицировал молекулы, возникшие в ходе опыта. В большинстве случаев появлялись известные ранее неорганические молекулы. Но из некоторых исходных составов со временем появлялись и органические молекулы, даже такие сложные, как аминокислоты — непременные кирпичики, входящие в состав живых существ.
Такие опыты подтвердили, что теория Опарина ведет по правильному пути, но ни живые существа, ни даже белковые молекулы таким простым путем не возникали.
Вопрос о том, как возникло живое, оставался открытым. Но наука на этом не остановилась.
Еще и сейчас на Западе ряд ученых, они называют себя виталистами (от латинского vitalis — жизненный), считают, что живое отличается от неживого присутствием в живом особой жизненной силы. На вопрос о том, что такое жизненная сила и как она возникает, они отвечают сложными рассуждениями, суть которых состоит в том, что жизненная сила присуща живым организмам и передается от предков к потомкам. То, что жизнь передается от предков к потомкам, конечно, верно, но это не поясняет, что же такое жизненная сила и что, передаваясь потомкам, делает их живыми.
Биологи, изучающие живые организмы, сходятся на том, что в основе жизни, в основе процессов, сопровождающих жизнь, лежат химические процессы. Но вопрос о том, как известные, изученные химические процессы превращаются в биологические процессы, остается открытым.
Читатель вправе сказать, что все это хорошо известно, и спросить: какое отношение это имеет к нелинейным процессам?
Сейчас мы посмотрим, как нелинейная теория колебаний вплотную подошла к тайне жизни. Тайна превращения хаоса в порядок уже перестала быть тайной. Но главная тайна — тайна возникновения жизни еще продолжает бросать вызов ученым.