Home   Contents   Next
 
Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т.3. 'Природные и социальные сферы как части окружающей среды и как объекты воздействий' М.:Научный мир. 2003.
Опубликовано в журнале Химия и жизнь
 
Около десяти лет назад директор Института теплофизики, Екатеринбург, чл.-корр. РАН Владимир Павлович Скрипов опубликовал статью (Вестник РАН, ?4, 1992) о проблеме выживания науки в условиях болезненных перемен. По его мнению, одной из естественных реакций самосохранения научного сообщества является активная работа ученых над монографиями. Другими словами, наука, как целостная система, в кризисные периоды реагирует по принципу Брауна-Ле-Шателье, т.е. за счет внутренней перестройки стремится минимизировать внешние отрицательные воздействия. Это проявляется в том, что в самые неблагоприятные для научной работы периоды ученые концентрируются на главном, заветном, и выдают монографии, определяющие развитие науки на десятилетия вперед. В качестве примера из нашей истории он рассмотрел серию книг, родившихся во время Великой отечественной войны и изданных сразу после нее, таких как Я.И.Френкель 'Кинетическая теория жидкостей', Н.Н.Боголюбов 'Проблемы динамической теории в статистической физике', Я.Б.Зельдович 'Теория ударных волн и введение в газодинамику', П.П.Кобеко 'Аморфные вещества', М.П.Вукалович, И.И.Новиков 'Уравннеие состояния реальных газов' и т.д.
Прошедшее десятилетие для науки в России было крайне тяжело. Для меня статья В.П.Скрипова была одним из источников оптимизма. Просматривая новые книги, я все ждал (прекрасно понимая, что можно не увидеть и/или не понять) появления того самого Труда.
Но, похоже, что все-таки дождался. Речь идет об 'Атласе временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов'. Первый том вышел в 1994 г. (мне не досталось), второй том с подзаголовком 'Циклическая динамика в природе и обществе' вышел в 1998 г. Презентация третьего тома 'Природные и социальные сферы как части окружающей среды и как объекты воздействий' состоялась в апреле 2003 г.
Как сказано в предисловии ко второму тому, существуют атласы географические, анатомические, атласы звездного неба, железных дорог. Все они - пространственные. В данном случае впервые сделана попытка сознания атласа временного.
Группа энтузиастов из Объединенного института физики Земли им. О.Ю.Шмидта (А. Г. Гамбурцев, С.И.Александров, О.В.Олейник), вокруг которой сплотился неформальный научный коллектив из самых разных областей науки под патронажем вице-президента РАН академика Н.П.Лаверова. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований Министерства науки и технологии Российской Федерации, Росгидромет, и многих других организаций.
Второй и третий том посвящены выдающимся отечественным ученым, нашим великим соотечественникам - В.И.Вернадскому, Н.Д.Кондратьеву, А.Л.Чижевскому, А.Л.Яншину и Н.Н.Моисееву. Их объединяет интерес к законам эволюции биосферы, любовь к России, тревога за ее будущее. Кроме того, в третьем томе содержатся статьи, посвященные философу А.А.Богданову, геологам и геофизикам Н.М.Страхову, Б.Б.Голицину, Г.А.Гамбурцеву.
Составление атласа преследовало две основные цели: научную -стремление выяснить неизвестные ранее закономерности динамики- и практическую - способствовать сохранению человечества и вообще биосферы, обеспечение устойчивого развития и сохранение России. В Атласе приводятся и обосновываются идеи комплексного мониторинга - геодинамического, экологического, космического, социального, медицинского, с целью оздоровления населения и улучшения социальной и демографической обстановки.
Особенность этой работы - ее междисциплинарный характер. В первом томе Атласа были представлены в основном данные о процессах, происходящих в твердой Земле (оценки напряженного состояния горных пород, движение земной коры, уровень подземных вод, возможности предсказание землетрясений). Однако, он оказался интересен не только специалистам, но и физикам, биологам, медикам, географам, экономистам. В работе сопоставляются вариации солнечной активности, сейсмичности, атмосферного давления, уровня подземных вод, социальных процессов, медицинских показателей, и т.д.
Разные явления проанализированы по возможности единообразным способом. Техника рядов Фурье позволяет увидеть в сложном квазипериодическом движении наложение несколько колебательных процессов, получить спектр процесса. Разработанная программа спектрально-временнного анализа в приложении к временным рядам данных позволяет отслеживать изменение спектров со временем. В результате получаются так называемые СВАН-диаграммы, примеры которых приведены на рис. 1.
Приложение к самым разным природным, антропогенным м социальным процессам позволило выявить картину, удивительную как саму по себе, так и в ее универсальности. Несмотря на огромную разницу в частотах и анализируемых временных интервалах (от долей секунд до сотен миллиардов лет), процессы везде выглядят подобно: тренд (тенденция), ритм, смена ритма, хаос, сменяющийся новым ритмом. Более того, процессы самоподобны (т.е. фрактальны): большая детализация дает примерно одну и туже картину.
Собственно, по частям это известно. К восприятию представленной информации подготовили: теория нелинейных колебаний, разрабатывавшаяся школой Л.И. Мандельштамма (А.А. Андронов и др.) с использованием математических результатов А. Пуанкаре и А. Ляпунова; распространение идей и аппарата систем дифференциальных уравнений, в т.ч. нелинейных, на радиотехнику, биологические и химические системы (начиная с В. Вольтерра и А. Лотке), экономику; открытие того, что простые математические структуры генерируют хаос (странный аттрактор Лоренца), и наоборот, существует возможность порождения порядка из хаоса в нелинейные динамических системах, связываемая с именем (И. Пригожина); теория бифуркаций (перестроек) и под другим названием (Тома) -теория катастроф; понятие фрактала, которое ввел Б. Мандельбродт.
С другой стороны, начиная с Чижевского настойчиво влияние дыхания Космоса на Землю, в частности, влияние ритмов Солнца. У Космоса есть и другие ритмы. В частности, примерно каждые 30 млн лет Солнечная система входит в плоскость Галактики (плоскость эклиптики), вследствие чего резко увеличивается вероятность близкого взрыва сверхновых, и влияния космического вещества на Землю (в т.ч. метеоритных и астероидных атак), что по-видимому, приводит к периодически повторяющимся катастрофам (которые увидел еще Кювье), резко меняющим биосферу.
В Атласе в основном представлены факты, а не теории, но часть из них оказывается неожиданной для современной науки. Данные команды С.Э. Шноля указывают, что скорости случайных процессов (в т.ч. распад радиоактивных веществ) закономерно варьируют, причем имеют место эффекты синхронности (сходство процессов, синхронных по долготному времени) и эффект звездных суток.
В близких мне процессах роста кристаллов из расплава проявилось удивительное явление - процессы роста хаотически квазистационарны, несмотря на то, что систематически осуществляются в окрестности неустойчивых стационарных точек.
Рассматриваемые теоретически сценарии возникновения хаоса обычно предусматривают последовательно удвоение частот колебаний. Однако, представленные экспериментальные данные свидетельствуют о систематическом появлении нечетных гармоник перед хаотизацией.
Огромный накопленный материал требует переходить к выяснению причин событий. Во время презентации третьего тома аудитория положительно встретила информацию о том, что за пожаром в телестудии Останкино последовало исчезновение сезонного пика преступности (здесь вполне вероятна причинно-следственная связь).
В целом в этом труде просвечивает величественная философская грань. Очевидно единство мира, определяемое, по-видимому, едиными законами поведения открытых динамических систем (в конечном счете - едиными математическими структурами). В понимании мира представленный материал заставляет вернуться далеко назад, к истокам науки и философии. Опубликованные результаты заставляют вспомнить гармонию сфер, которую искали Пифагор, Платон, Кеплер; миры, двигающиеся под ритм священных чисел; единство микрокосма и макрокосма в законах гармонии. В индуизме известен образ космического танцора бога Шивы. В ритме его танца пульсирует бесконечное дыхание Вселенной. Наука наконец-то получает инструментарий для изучения этого. (Рисунок: Фото танцующего Шивы).
Очевидно, что полученные СВАН-диаграммы надо преобразовать в звук и прослушать. Сделанные преобразования выявили колебания в графической форме. Однако, хотя человек до 90% информации получает через глаза, для восприятия и анализа колебаний и ритмов у него есть специальный орган - это ухо.
История человечества подошла к порогу, когда накопившиеся противоречия в самом ближайшем будущем перейдут к серьезнейшим потрясениям, не исключено - кончатся катастрофой. В этих условиях задачи составителей сборника переплетаются и превращаются в одну двуединую цель. Развитие человечества и его хозяйственная деятельность подошли к той границе, когда познание необходимо для выживания.