Текст книги "Диалоги (июнь 2003 г.)"

Автор книги: Александр Гордон

Д.С. Да, опознаётся. Но нужно, наверное, иллюстрацию показать какую-нибудь.

А.О. Использование фрактальных подходов в морфологии растений, в большой мере было подготовлено морфологическими исследователями французских ботаников. С одной стороны, это так называемая концепция архитектурных моделей, которая была предложена французскими ботаниками Алле и Олдеманом в 70-е годы. Эти ботаники долгое время работали во Французской Гвиане. Они столкнулись с необходимостью описывать структуру вегетативного тела тропических деревьев, но у них не было концептуального аппарата. Оказалось, что та морфология растений, те концепции, которые сложились у нас в Европе, в лесах умеренного пояса, в тропиках не работают. И тогда Алле и Олдеман предложили концепцию так называемых архитектурных моделей. Дерево рассматривается как конструкция, состоящая из модулей, которые в определённой последовательности нарастают друг на друга. Есть разные типы модулей, разные способы нарастания, и модели строятся комбинаторно. То есть, у одних деревьев идёт непрерывное нарастание, скажем, одной вертикальной оси, у других происходит перевершинивание. Одна ось кончается цветком, то есть рост останавливается, у других осей рост открытый. Возможно горизонтальное положение побегов, а возможно и вертикальное. Всего известно 23 архитектурных модели, некоторые комбинации не могут быть реализованы в природе. Фактически, эта такая структуралистская концепция, которая, кстати, развивалась одновременно с работами Леви-Стросса. Я не знаю, читали ли Алле и Олдеман работы знаменитых французских структуралистов-гуманитариев, но наверняка интеллектуальная атмосфера того времени располагала к созданию подобных концепций…

Д.С. Можно я про интеллектуальную атмосферу два слова скажу? Честность научная заставляет сказать, что впервые на это обратил внимание Свифт. У него есть хорошие стихи, которые всегда по этому поводу цитируются. Он не только «Путешествия Гулливера» написал. У него есть ещё замечательные поэмы, рапсодия «О поэзии», в которой он пишет (перевод Маршака):

 
«Натуралистами открыты у паразитов паразиты.
И произвёл переполох тот факт,
Что блохи есть у блох.
И обнаружил микроскоп,
Что на клопе бывает клоп,
Питающийся паразитом.
На нём другой – ad infinitum».
 

Вот такая модульная структура в животном царстве. Надо сказать, Маршак этот отрывок специально подсобрал из разных мест этой поэмы. Мой хороший знакомый Дэвид Мосс из университета Манчестера по моей просьбе изучил, как Свифт это публиковал, и оказалось – в английском оригинале немножко более смазано сказано, а здесь у Маршака – очень здорово.

А.О. Ну, тогда попросим следующую иллюстрацию. Вот другая концепция, тоже пришедшая из Франции, это концепция псевдоциклов. Концепция псевдоциклической эволюции, которая была предложена в 30-е годы французским биологом Госаном. Он обратил внимание, что у многих организмов, не только у растений, но, например, у колониальных животных, наблюдается удивительное сходство частей и целого, и рассмотрел это как общую тенденцию эволюции. Например, вот как на этой иллюстрации. Слева мы видим соцветие простой зонтик, у примулы, например, справа мы видим соцветие сложный зонтик, типичный для зонтичных – морковки или, например, тмина. Здесь видим, что структура повторяется на следующем уровне. Но интересно, что эволюция идёт в направлении, во-первых, упрощения этих частей. То есть, эти простые зонтички в сложном зонтике в процессе эволюции редуцируются до одного цветка. А с другой стороны, вся побеговая система превращается в зонтик следующего порядка. И вот Татьяна Валентиновна Кузнецова, выдающийся морфолог, работавшая на кафедре высших растений в Московском Университете, и, к сожалению, безвременно оставившая нас, специально занималась псевдоциклами у соцветий зонтичных. Она проследила до 5 псевдоциклов у разных зонтичных. То есть, вот пример самоподобия, а заодно и фрактальных свойств (таких как автомодельная симметрия) у соцветий. Это как раз та биологическая концепция, которая просто напрашивается на математизацию.

Д.С. Фракталы вошли в физику, отталкиваясь от свойства самоподобия. Хоусдорф понятие этой самой размерности в 18-м году сформулировал, но это всё-таки была трудная математическая работа. А было такое событие, о котором всегда принято рассказывать. Замечательный гидромеханик Ричардсон во время мировой войны хотел сделать что-то хорошее. Его послали изучить, какова длинна береговой линии Англии. Понятное дело, нужно как-то страну оборонять, нападения с моря бывают. Вот он поизучал-поизучал вопрос и пришёл к выводу, что бесконечная длина у береговой линии. Это даже лучше видно на береговой линии Норвегии. У нас есть рисуночек с длиной береговой линии Норвегии из известной книжки Федера о фракталах. Видно, что вопрос о том, какова длина той кривой, которая изображена на рисунке, зависит от того, в каком масштабе мы её изучаем. Выбираем квадратики побольше, и, игнорируя тонкую структуру, длина береговой линии одна. Начинаем отслеживать все эти фиорды, всю эту мелочь – длина береговой линии начинает расти. И вот в зависимости от степени разрешения, она растёт больше, больше… И никакого определённого числа нет.

А.Г. То есть это всё-таки конечная величина?

Д.С. Конечно, если вы, совсем, буквально микроскопическими масштабами оперируете, встаёт вопрос, как движется береговая линия во время приливов и отливов. Вопрос теряет просто смысл. Но есть диапазон масштабов, где действительно наблюдается степенная зависимость длины линии береговой от степени разрешения. Да, это действительно очень похоже на то, что получается для растений. Даже в книжках по фрактальной геометрии есть картинки, которые называют листьями папортника. Они возникают, когда люди хотят проиллюстрировать, что такое фрактал. А с другой стороны, люди, которые хотят объяснить, как устроена архитектура растений, буквально такие же картинки рисуют безотносительно ко всяким фракталам. Наверное, стоит показать эти рисунки.

Это картинка более или менее произвольная из того же Федера. Такого характера растения вполне могут существовать.

А.О. Водоросли, конечно.

Д.С. А на самом деле, эта картинка, иллюстрирующая, как происходят построения кластеров химических соединений. А сейчас будут картинки из ботаники. Вот, это очень изрезанная картинка, видны ярусы, как строится организация…

А.О. Самое главное для меня – это впечатляющее самоподобие, то есть сходство части и целого. В чём может быть тут ещё интерес? В традиционной морфологии растений и животных рассматриваются два типа сходства между частями организма – гомология и аналогия. Скажем, рука человека гомологична крылу птицы, потому что эти конечности имеют общее происхождение, хотя и разные функции. Глаз человека аналогичен глазу осьминога. Это значит, что происхождение у них разное, но функция одна. Но в обоих этих примерах всё равно сравниваются именно части. А вот тут, когда мы имеем дело с фрактальными объектами, часть сравнивается с целым. И как раз эти работы дают законное основание для такого рода сравнения. Это несколько нетрадиционно для биологической морфологии.

Д.С. Я впервые об этом узнал от Татьяны Валентиновны Кузнецовой. Она меня пригласила на школу для студентов-биологов кое-что из математики рассказать. Она там блестящий доклад сделала. Я просто тогда был потрясён, потому что всегда думаешь, ну, нарисовали там какие-то красивые картинки математические, а что действительно так бывает в живой природе… Конечно, огромная потеря, что она так рано от нас ушла.

А.О. Как раз, наверное, следующую картинку стоит показать. То, на что вот смотрите, это растение вполне натуральное, смоделированное на основе этих фрактальных подходов. И подобные модели позволяют уже заниматься довольно тонким анализом биологического смысла этой фрактальной организации. То есть, скажем, здесь можно рассмотреть, как листья затеняют друг друга. Или что будет, если верхушку побега отгрызёт какое-нибудь насекомое, как изменится рост. Соответственно, можно моделировать различные стратегии адаптивности, приспособления к условиям среды. То есть эти модели, с одной стороны, красивы и эстетичны, а с другой стороны, приобретают совершенно явный биологический смысл.

Д.С. В таких вопросах очень легко увлечься внешней аналогией. Но на самом деле есть мотивация биологическая, почему фрактальная природа может быть значима. В своё время Галилей обратил внимание на то, что в живой природе должно быть такое ограничение. Представим себе, какие бы мы были, если бы жили на Юпитере. Галилей рассматривает этот вопрос в одной из своих книг. И приходит к выводу, что мы должны были бы быть карликами, потому что объём тела пропорционален кубу размера, а прочность костей пропорциональная квадрату размера. Но не вся правда в этой идее Галилея. На самом деле, если мы организуем такое модульное строение растения и разрешаем ему быть фракталом, то само понятие объёма тела и площади поверхности преобразуются и можно выскочить из этой связки между объёмом и площадью поверхности. Не исключено, что природа пользовалась этой опцией, как говорится.

А.О. Но я бы к этому отнёсся немножко иначе, на мой взгляд, всё-таки все эти фрактальные эффекты – это результат общего строения, общей конституции растительного тела. Для него характерен, во-первых, открытый рост, это значит, что каждый последующий прирост встраивается в предыдущее тело. В этом – их отличие от животных, у которых что-то вырастает, но что-то постоянно теряется. И, с другой стороны, тут важна именно модульная организация. Таковы конститутивные свойства растительной формы, но они относятся также и к грибам также, грибы всё-таки это другое царство, нежели растения. На основе этих свойств мы получаем фрактальные эффекты, подобие частей и целого, и в каких-то конкретных ситуациях они безусловно, имеют приспособительное значение…

Вселенная и Человек

25.06.03

(хр.00:50:07)

Участники:

Юрий Николаевич Ефремов – доктор физико-математических наук, профессор.

Артур Давыдович Чернин – доктор физико-математических наук, профессор.

Александр Гордон: …которая прозвучала как одна из версий возникновения Вселенной в этой программе. Версия была, если я верно излагаю, следующая: физический вакуум, вот этот самый непостижный и непонятный нам первичный вакуум в результате некоей флуктуации произвёл частицу, которая, пройдя под барьером, из-за туннельного эффекта, попав в то, что теперь называется пространством-временем, всё и натворила. То есть, это так или иначе приближение к квантовой теории гравитации и, следовательно, квантовой теории происхождения Вселенной. У меня возникает одна большая проблема: если верить современной квантовой механике, в момент возникновения этой частицы и её туннелирования, её прохода под барьером, должен был быть наблюдатель. И вот тут взамен версии, которую предлагают многие учёные (я читал это и в материалах к сегодняшней программе, версии от божественного до разумного происхождения наблюдателя; некий разум, может быть, схожий с нами, произведший эксперимент в лаборатории, в результате чего получилась эта самая Вселенная), я услышал вдруг вот какую версию. Поскольку речь шла об обнаружении гравитационных волн, которые вот-вот сможем поймать и зафиксировать, то у нас появится возможность пройти через реликтовое излучение своим взглядом и попасть туда, в самое начало Вселенной. И вот тогда, поскольку время-то относительно – прошлое, настоящее, будущее – всё, в общем, одномоментно, – тогда у начала Вселенной появится наблюдатель, необходимый для её происхождения, и этот наблюдатель – мы. Вот это меня абсолютно поразило, и я требую, просто настаиваю на ваших комментариях.

Артур Чернин: Это большая честь для нас сотворить Вселенную своим фактом её наблюдения. Но нужно подумать о том, как проверить эту идею экспериментальным путём. И если это не физика, а философия, пожалуйста, можете говорить что угодно, не заботясь ни о каких экспериментальных тестах. Но если вы желаете говорить о физике, извольте придумать эксперимент, хотя бы мысленный, эксперимент, в котором вы бы проверили, в самом ли деле вы своим взглядом, ну пусть с помощь гравитационных волн, на начальное состояние Вселенной, этим самым взглядом её сотворили. Скажите, вы можете представить себе такой эксперимент?

А.Г. Я – нет. Но я, честно говоря, и не размышлял над этим с точки зрения эксперимента.

А.Ч. Я тоже не могу себе представить такого эксперимента, и я думаю, что его и не существует, не существует эксперимента, который дал бы ответ «да» или «нет» на вопрос, правильно так рассуждать или это ложное рассуждение. Ну, если нет такого эксперимента, я думаю, что нет. Ты как считаешь?

Юрий Ефремов: Эксперимента не видно, конечно, но сама идея возникновения Вселенных, множественных Вселенных как флуктуаций первичного вакуума, она вполне научна, она же входит в составную часть теории инфляции, правда ведь?

А.Ч. Ну то, что входит как составляющая часть в теории инфляции, не говорит ни «за» и ни «против», я бы даже сказал, скорее «против» этого. Теория-то не проверена.

Ю.Е. Теория не проверена, но она имеет некую философскую красоту – бесконечный и вечный вакуум, в котором то в одном, то в другом месте возникают из элементарных частиц быстро раздувающиеся вселенные, причём, в самое разное время. В каждой вселенной своя физика, может быть, разное число размерностей, другие элементарные частицы.

А.Г. Но мы опять упираемся в невозможность экспериментальной проверки.

Ю.Е. Да, к сожалению, это, конечно, верно, но всё же один «эксперимент» был проведён успешно – это наша Вселенная, и это мы, которые в ней живём, потому-то наша Вселенная кажется удивительным образом точно подогнана к возможности нашего существования. Это то, что называют антропным принципом. Я думал об этом говорить в конце, но можно и вначале.

А.Г. Я думаю, что стоит вначале, потому что ведь именно из-за того, что современная наука, пользуясь математикой, математической логикой, теориями, которые проверены, которые работают уже как инженерные системы, та же квантовая механика, она приходит к каким-то заключениям, которые ни мыслимым, ни немыслимым экспериментом проверить нельзя. И это заставляет многих критиков говорить о том, что наука в её классическом виде, «теория, практика, эксперимент», она закончилась, что она вступает в область метафизических исследований, где любая теория хороша, если она, как вы изволили выразиться, красива.

Ю.Е. Это второй вопрос, который действительно мы обязательно затронем. Но если сейчас немножко продолжить про антропный принцип. Известно, что, скажем, если бы было в пространстве два или четыре измерения, уже не было бы устойчивых орбитальных движений ни звёзд, ни планет и так далее. Если бы масса протона не была столь близка к массе нейтрона, не существовали бы стабильные атомы. Удивительным образом выпадает из общего ряда масса электрона, которая примерно в 1800 раз меньше, чем у протона. И много-много таких закономерностей. И вот спрашивается, значит, кто-то измыслил нашу Вселенную так, чтобы она была подходящей для нашего существования. Фред Хойл, знаменитый астрофизик и фантаст в «Чёрном облаке» прекрасно сформулировал эту проблему, как правильно подходить к задаче. Дело в том, что мы – дети этой нашей Вселенной, и поэтому не нужно ставить телегу впереди лошади. Наша логика отвечает логике нашей Вселенной, потому что мы родились в нашей Вселенной. Как быть с возможностью, что существует множество вселенных, может быть, они есть, может быть, нет, это действительно некое умозрительное соображение. Но наша Вселенная есть, мы в ней есть, мы в ней проэволюционировали и достигли даже состояния разумности, так что можем рассуждать. И есть целое направление в теории познания, одно из немногих, которое поддерживают естествоиспытатели. Сейчас в философии действительно зарождается такая тотальная критика научного подхода к миру.

А.Ч. И физика заражается этим самым тоже.

Ю.Е. Немножко есть. И вот есть это направление, эволюционная теория познания, которая говорит, что мы дети нашей Вселенной и наши познавательные способности отвечают устройству Вселенной, ибо они такими появились в процессе эволюции. Вот если бы именно нашей Вселенной не было бы, просто не было бы и личности, которой поставили бы такой вопрос. Так что всё в пределах нашей Вселенной вполне увязано. И хотя говорят, что вот мы можем воспринимать мир сквозь какое-то узкое окно, что мы закидываем на мир сеть с какими-то ячейками и вылавливаем из мира только то, что больше ячеек… Но ведь ячейки становятся всё меньше и меньше, и если мы смотрим сквозь окно – пожалуйста, можно с этим согласиться. Но мы прорубаем всё новые окна, и мы видим на практике, что наши знания всё время расширяются и расширяются, и они действительно объективно отвечают нашему миру. Уже просто сам тот факт, что вот мы здесь сидим, на нас светят лампы и посредством этого электромагнитного магнитного поля нас видно отовсюду, это возможно именно потому, что наши познавательные способности сформировались как ответ на логику Вселенной. И всё это обязано, в конце концов, бескорыстной, действительно, любознательности учёных.

В 20-х годах уже позапрошлого века Ампер и Эрстед увидели, что у компаса, поднесённого к проводнику с током, стрелка поворачивается. Отсюда всё и пошло – Фарадей, Максвелл, Герц, Попов и так далее. И вот критики науки почему-то поразительным образом об этом забывают, они забыли, что вся цивилизация технологическая держится именно на том, что 20, 50 или 180 лет назад учёные просто в силу внутреннего любопытства чем-то таким заинтересовались.

А.Г. Я думаю, что критика-то строится немножко по другому принципу…

Ю.Е. Но по этому тоже.

А.Г. …понимая, что существованием той цивилизации, в которой мы живём, мы обязаны в первую очередь наукам, и естественным наукам, разумеется. Может быть, здесь недовольство качеством – я имею в виду сейчас не качество быта, а качество жизни, потому что человек в разгадке вопроса не ближе, чем Аристотель или его ученики, хотя мы прошли такой огромный путь. Может быть, этим вызвана критика науки? То есть, мы узнаём всё больше и больше о мире, эта сетка становится всё меньше и меньше, она превратилась уже даже не в комариную, а в атомную, ну и что?

Ю.Е. Вот это действительно серьёзный и глубокий вопрос, на который есть совсем разные точки зрения. Знаменитый физик Фейнман думает, что мы, в конце концов, построим единую теорию всего и останется только какие-то частности изучать. Но есть и другая точка зрения, которая, скорее, приближается к старой притче о том, что по мере расширения области наших знаний увеличивается и поверхность соприкосновения с неизвестным.

А.Г. Мы гонимся за горизонтом.

Ю.Е. Но важный момент состоит в том, что внутри горизонта мы действительно знаем то, что мы знаем. А критика направлена на то, что, дескать, у нас знания недостоверны, потому что одни теории сменяют другие. Но они, эти критики, не понимают, что действует принцип соответствия. Новое знание всегда, если оно научное, если оно правильное, всегда включает старое как частный или предельный случай. Ньютонова механика оказывается разновидностью эйнштейновской для малых скоростей и так далее и так далее. В общем, завоёванных территорий наука не отдаёт, она продвигается дальше и дальше. Ну, или можно ещё так сравнить.

Мы, учёные-исследователи, строим картину мира. (Слово «учёные» какое-то нехорошее, лучше говорить «исследователь». Действительно, учёный, он в основном мало учёный, либо он понимает не так уж много). Но все исследователи – люди, преданные своему делу, для них это смысл жизни, и они чем занимаются? Они строят, я бы сказал, бесконечную, мозаичную картину, в центре картина уже выглядит очень хорошо, резко все друг с другом состыкуется. И потом на периферии подстраиваются новые кусочки. Всякие, так сказать, лжеучёные, пытаются присоединить что-то совершенно несуразное, кусок, который не вяжется со всем остальным. А вот если этот кусочек правильный, он обязательно находит своё место сначала на периферии этой картины, может быть, дальше потом к нему же подстраиваются новые такие, отростки даже могут выступить. Потом заполняется промежуток между ними, и эта мозаичная картина расширяется и расширяется. И я, честно говоря, сейчас не знаю, есть ли предел у этого процесса.

А.Г. Тут у меня опять, тоже пользуясь вашей аналогией, есть вопрос. Помните про знаменитую архимедовскую точку опоры: дайте мне точку опоры, я переверну землю. Дайте мне точку отхода, чтобы я мог увидеть всю эту картину целиком, даже не бесконечную, даже ту, которая создана на сегодняшний день. Ведь посмотрите, что получается. Вы сравниваете это с картиной, а я, может быть, сравню с норами, прорытыми в земле. Скажем, очень далеко ушёл от центра, осознаваемого всеми учёными, исследователь в области биологии, и очень далеко ушёл астрофизик. И настолько далеко они ушли, что где они соединятся кроме разведанного центра той самой классической картины мира, от которой мы идём всё дальше, я не знаю. Это тоже критика науки. Зачем же нам знать больше, если мы не можем объединить это в единую картину?

А.Ч. Вы заметили, что критика науки, как правило, относится к теориям. Никто не критикует эксперимент или наблюдение. Почему?

А.Г. Ну да, потому что это невозможно.

А.Ч. Потому что, чтобы критиковать эксперимент или астрономические наблюдения, нужно понимать, о чём идёт речь. А в действительности ведь наука состоит по большей части из эксперимента и наблюдения. Теория – замечательный стимул для наблюдений и экспериментов. Но конечный продукт знания – это всегда эксперимент, астрономическое наблюдение. И здесь критики науки могли бы обратить внимание на то, что и в астрономии в последнее время, казалось бы, в такой абстрактной науке, как космология, часть астрономии, происходят такие замечательные открытия, настоящая революция, как некоторые считают. И всё это не результат теории, а результат прямых астрономических наблюдений.

Ю.Е. Чтобы вернуться к вашему вопросу, всё-таки именно астрономия изучает условия, которые приводят к появлению жизни, биологии и так далее и так далее. И в какой-то далёкой перспективе, я думаю, астрофизик найдёт и лучшее понимание с биологами. Оно, собственно, уже сейчас есть – проблема неземной жизни, проблема неземных цивилизаций. Действительно, Артур правильно заметил, что одновременно с таким разгулом критики науки (в особенности, связанном с постмодернизмом, который вообще говорит, что наука не более чем один из «текстов», что все «тексты» равноправны), в конце ХХ века началась новая великая эпоха в астрономии. Она началась с открытия других планетных систем. Я астрономией заинтересовался ещё где-то в третьем классе, и тогда мечта об открытии планет у других звёзд казалась несбыточной фантазией. Но в 1995-ом году была открыта первая планета около звезды, просто потому, что измерения лучевых скоростей стали настолько точны, что мы почувствовали, как звезда чуть дрожит вокруг центра тяжести своей планетной системы. Их сейчас уже около ста.

А.Ч. А попытка соединить астрономию с биологией уже была сделана. Первым астробиологом был Джордано Бруно. Он сказал, что жизнь существует на других планетах, хотя, возможно, и в других формах. Сейчас астробиология становится одной из новых и быстро развивающихся наук, благодаря наблюдательным открытиям астрономии в первую очередь. Открытие планет вне солнечной системы – это прямое подтверждение гипотезы Бруно о том, что существуют такие тела во Вселенной, которые похожи на Землю, а значит, на этих телах возможна жизнь…

Ю.Е. И есть совершенно конкретные наблюдательные программы, которые позволят, по-видимому, проверить, есть ли жизнь на очень далёких планетах у других звёзд. Просто мы уже подходим к возможности обнаруживать в спектре звезды линии кислорода, которые принадлежат атмосфере планеты, вращающейся вокруг неё, а кислород – это биогенное образование, кислород на земле сделан растениями, и практически много молекулярного кислорода можно сделать только каким-то живым процессом, иначе он очень быстро исчез бы, ушёл бы на окислительные процессы – значит, его кто-то непрерывно возобновляет. Такая задача поставлена, это проблема ближайших, может быть, пяти лет.

Ещё одно открытие. Вот изображение галактики М51 или Водоворот, вот прекрасная спиральная структура. А в центре сидит не что иное, как чёрная дыра, и это найдено по очень быстрому движению газа, в данном случае, движением газа вокруг ничтожно маленького объёма в центре галактики. Значит, если знаем скорости и размеры, знаем силу гравитацию, и в таких размерах может быть только чёрная дыра. А вот на следующей картинке, насколько я помню, должна быть галактика Андромеда, вот она. Считается, что наша собственная галактика очень похожа – туманность Андромеды вот она появилась – она видна сбоку, спиральные рукава, вот где-то на окраине мы сидим в нашей Галактике, где-то на окраине звёздной системы примерно такого же типа. И тоже такое центральное вздутие, центральный балдж, если угодно, а в центре сидит чёрная дыра. И это опять-таки только по движению газа заподозрено движение газа.

А наша собственная Галактика, на следующей картинке сейчас должна появиться, там мы уже около 10-ти лет отслеживаем быстрое вращение нескольких звёзд вокруг самого центра Галактики, – ну, конечно, не мы в России… Там мелькала картинка с нашим шестиметровым телескопом, а потом были картинки Вери Лардж телескопа, это на Южной европейской обсерватории, и Кек-телескоп 10-метровый на Гавайях. Эти два телескопа измерили движение звёзд просто непосредственно в самом центре галактики. Там оказались гигантские скорости орбитальных движений, десятки тысяч километров в секунду в области размером меньше солнечной системы. Вот это изображение нашей собственной Галактики, эта картинка охватывает полнеба, это в далёком инфракрасном диапазоне, и мы видим действительно это центральное сгущение нашей Галактики, а в центре сидит загадочный объект. Это абсолютно загадочная вещь, потому что если это не чёрная дыра, то это вообще… Это ещё что-то более чудовищное и непонятное – в чём нет необходимости, мы всегда должны выбирать минимальную гипотезу. А чёрная дыра – это уже проблема квантовой теории гравитации, к которой можно уже теперь подойти вплотную и экспериментально что-то изучать, наблюдательно. Правда ведь?

А.Ч. Главное – наблюдения, с наблюдениями, в самом деле, дела обстоят с каждым годом всё интереснее и интереснее. Казалось бы, теория должна преподносить сюрпризы, теория должна загадки нам загадывать или предлагать какие-то неожиданные отгадки. Но эксперимент и наблюдение – вот что удивляет нас и удивляет теоретиков, например, открытие вакуума во Вселенной, потрясающее открытие, которое сделали астрономы-наблюдатели.

Ю.Е. Да, это поразительная вещь, тут действительно было совершенно неожиданно сделано по открытиям Сверхновых звёзд в далёких галактиках. Вот как раз сейчас картинка, на которой показана далёкая галактика, отдельные звёзды на ней неразличимы, они сливаются в светлый туман. Но вот виден слева внизу один очень яркий объект. Это звезда, которая светит сейчас ярче ста миллионов звёзд, она вспыхивает так на короткое время. Оказалось, что светимость в момент максимума вспышки у некоторых типов этих звёзд одинаковая, и значит, мы можем построить по этим звёздам диаграмму расстояние – красное смещение. Это диаграмма, аналогичная той, которую впервые построил Хаббл по наблюдениям галактик, и которая доказала, что расстояния между галактиками увеличиваются, Вселенная расширяется. Хаббл тут, наверное, мелькал, но мы его пропустили, увлеклись разговором. Эта картинка показывает, особенно внизу слева должно быть видно, вот стрелка – галактика, и рядом сверкнула звезда, это уже у очень далёкой галактики. И оказалось, что поведение этих Сверхновых звёзд типа Ia… На диаграмме видимая величина – красное смещение. Оказалось, что Сверхновые отклоняются от линейной зависимости между расстоянием (красным смещением) и блеском (зависящим от расстояния и светимости). Физики долго не могли поверить в достоверность этого результата. Он означал открытие вакуума.

А.Ч. Да, это было открытие вакуума. Казалось бы, рутинные наблюдения, правда, наблюдения с самыми лучшими инструментами. Здесь и крупнейшие наземные телескопы, и Космический телескоп имени Хаббла на орбите. Огромный наблюдательный материал. Вот эти точечки, которые мы видим на верхней диаграмме, это всё наблюдения, это наблюдения отдельных вспышек Сверхновых. Почему именно Сверхновых? Потому что они очень яркие, как Юрий Николаевич сказал…

Ю.Е. Ярче обычных новых звёзд.

А.Ч. Гораздо ярче обыкновенных звёзд, даже ярче бывает целой галактики. Поэтому их видно на очень больших расстояниях, на таких больших расстояниях, где уже космологические эффекты появляются, где появляются эффекты не только космологического расширения, эффекты скорости расширения, но и эффекты ускорения или замедления расширения.

Ю.Е. Вот это решающая вещь.

А.Ч. Это в самом деле было решающим обстоятельством. Теоретики не мечтали и думать не могли ещё несколько лет назад, что удастся столь надёжно и определённо доказать существование вакуума во Вселенной в таких наблюдениях или вообще в каких бы то ни было наблюдениях. Эти наблюдения оказались чрезвычайно интересными, важными, неожиданными по выводам. Сами наблюдатели первое время не очень верили себе. Брайен Шмидт говорил, что он не только боится теоретикам объяснять свои результаты, но он их сам не очень хорошо понимает, почему это удалось сделать. А удалось это сделать потому, что использована самая современная техника, потому что велись рутинные, казалось бы, наблюдения, но на протяжении множества лет. И вот эти точечки, если посмотреть на диаграмму, особенно ближе к правому её краю…

Ю.Е. На верхней диаграмме.

А.Ч. Да, да. Они ложатся скорее на верхнюю из тех прямых, которые там показаны. Прямые – это теории, а точечки – это наблюдения. И вот тонкое различие между двумя теоретическими линиями на самом деле означает возможность двух миров – мир, который расширяется с ускорением, и мир, который расширяется с замедлением. Верхние точечки ложатся на верхнюю линию, это как раз линия, соответствующая миру, который расширяется с ускорением. А расширяться с ускорением он может только по одной-единственной причине, других причин мы просто не знаем, но эта причина наверняка существует – это существование вакуума, это присутствие во Вселенной вакуума, вакуума с очень высокой плотностью. Когда мы говорим «вакуум», мы, как правило, имеем в виду пустоту. Но это не пустота, это, конечно, очень сильно разрежённая среда. Но всё-таки это среда, плотность которой в среднем по Вселенной такая, что она превышает суммарную плотность всех остальных невакуумных видов материй, включая так называемую тёмную материю.