Текст книги "Саша, Саня, Шура (СИ)"

Автор книги: Дарья Волкова

сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 26 страниц)

Телеграф ответил: все планеты заняты, назовите новые слова. Из вновь названных слов оказалось свободным лишь одно – Аэлита. Это было очень удачно – ученые действительно трудятся на грани фантастики.

И вот каждые несколько дней из Англии в СССР и обратно шли телеграммы о ходе работы. Сеансы продолжались несколько месяцев…

«Литературная газета», № 14, 1966

Космические радиопейзажи

Важной вехой в истории исследований, о которых пойдет речь, стал документ, ныне хранящийся в архивах Академии наук СССР. Он написан академиками Котельниковым, Минцем и Введенским, когда стали реальностью полеты в космос. Ведущие советские радиоспециалисты предложили использовать радиопередатчики, установленные на борту космических аппаратов для связи с Землей, еще и для другой цели – изучения условий распространения радиоволн в межпланетном пространстве. Как следствие возникала новая сторона проблемы – изучение самого космоса с помощью радиоволн тех же передатчиков. Вскоре академик Котельников, директор Института радиотехники и электроники АН СССР, включил в план института тему: исследование земной атмосферы путем анализа радиосигналов, посланных с борта первых советских спутников.

Следующим этапом было применение радиоволн для исследования ближнего космоса. Логика науки требовала продвижения в дальний космос. Техника не заставила себя ждать. Пришла пора создания станций типа «Луна», «Венера», «Марс».

В начале 60-х годов в Центр дальней космической связи приехали Введенский, Колосов, Арманд.

Автоматическая межпланетная станция только что стартовала в сторону Венеры. Сеанс наблюдений начался. Запись на ленте самописца, регистрирующего приходящие сигналы, казалась похожей на кружевной узор. В его причудливых очертаниях скрывалась информация о среде, через которую пролетали радиоволны, посылаемые с борта станции. Научиться анализировать эту информацию – вот какая задача стояла перед учеными.

Они исходили из того, что первоначальное излучение передатчика известно – ничем не искаженная кривая была записана заранее. Оставалось сравнить ее с той кривой, которую рисовал самописец. Разница – это печать космической среды.

Она-то и была объектом внимания.

В то время, когда станция «Венера» совершала свой путь к таинственной планете, и позже, когда другие советские станции повторяли это путешествие или двигались по направлению к Марсу, на ленту самописца ложились ценнейшие сведения о космических дорогах, которые бороздили автоматы – посланцы советской науки.

Космические аппараты пронизывали атмосферу Венеры, радиоволны от них «прощупывали» солнечную корону, ионосферу Марса и Луны, которая давно угадывалась астрономами, но оставалась загадкой. Теперь расшифровке подвергались не только ленты самописца – на это уходило слишком много времени. Параллельно сигналы записывали на магнитную ленту, затем их многократно вводили в ЭВМ и получали разнообразные сведения о свойствах вещества, встреченного радиоволнами по пути.

Результаты наблюдений составили несколько книг и добрую сотню статей, которые опубликованы за последние десять лет. Они освещали совершенно новую область исследований. Эта новаторская работа советских ученых" "выдвинута на соискание Государственной премии СССР 1974 года. Название ее формулируется так: «Исследование распространения радиоволн в дальнем космосе с помощью советских космических аппаратов типа «Марс», «Луна» и «Венера».

Руководитель работ доктор технических наук Колосов рассказывает:

– Успех исследований во многом зависит от индивидуальных особенностей каждого из участников. Нам повезло: коллектив оказался на редкость разносторонним и склонным охватить проблему во всем ее многообразии. Кроме того, мы получили солидную поддержку научных организаций промышленности и других институтов АН СССР. В теоретической части полностью полагались на доктора технических наук Арманда. Он же навел математический «лоск» на результаты исследований, придал им законченность и логическую стройность.

– Яковлев – доктор технических наук, экспериментатор, человек энергичный и напористый, нес самую тяжкую часть работы в Центре управления. Кандидат физико– математических наук Савич сделал большой вклад в разработку новых методов наблюдений. Они и их молодые сотрудники Ефимов и Васильев, выросшие в нашем институте, проводили эксперименты не только в основное время работы передатчика, но часто и в необычные, экзотические моменты – когда станция уходила за диск планеты. В эти минуты радиоволны пронизывают наибольшую толщу атмосферы планеты, что особенно интересно для нашей цели.

– Наблюдения при «радиозаходах» окончательно отучили нас от мысли, что космос – пустое пространство, – вспоминает Колосов. – Честно говоря, когда начинали работу, я, как и многие, думал: что может в пустоте мешать распространению радиоволн? Записи самописца раскрыли удивительное разнообразие окружения планет, Луны и Солнца.

Американские радиоспециалисты тоже начали проводить сходные исследования по программе «Маринер». Часто работы шли параллельно, иногда мы опережали друг друга, но в общем результаты сравнивались.

Так было до тех пор, пока мы не использовали двухчастотный метод. Он уже применялся при первых запусках спутников для изучения земной атмосферы, однако требовал установки дополнительного передатчика.

Когда советская межпланетная станция отправилась в сторону Марса, на ее борту стоял дополнительный передатчик. Аппаратура наблюдения обогатилась двухчастотным интерферометром. В его задачу входило принимать радиоизлучение двух бортовых передатчиков и сравнивать результаты. Это не только сделало наблюдения более точными и детальными, но принесло сведения, которые прежний способ дать не мог.

Марс оказался не очень «контактным» – его разреженная атмосфера слабо влияет на распространение радиоволн. Это влияние можно было ощутить только при просвечивании атмосферы Марса в тот период, когда космическая станция оказывалась в зоне полутени за планетой. И тем не менее метод, использованный учеными, помог раздвинуть возможности наблюдения. Нам удалось прощупать ионосферу Марса до больших высот, чем американским специалистам. Это дает существенные преимущества при объяснении ее структуры.

Достоинства двухчастотного метода позволили обнаружить плазму на освещенной Солнцем стороне Луны – своеобразную лунную ионосферу. Высокая чувствительность разработанной в институте аппаратуры позволила определенно говорить о слое плазмы, окружающем освещенную часть лунной поверхности.

Сравнивая результаты радиопросвечивания атмосферы Марса с помощью передатчиков, установленных на борту аппаратов «Марс-2» и «Маринер-9». удалось измерить атмосферное давление вблизи поверхности планеты и установить, что его изменения соответствуют рельефу. Если к этому добавить и те сведения, которые получены с помощью радиолокации Марса (исследованиями руководил академик – В.¹ Котельников), получается более ясная картина строения его поверхности. Установлено, что когда сигнал отражается от ровных участков, в спектре планеты нет изменений по сравнению с сигналом передатчика. Если же отражающая поверхность изрезана оврагами, горами, меняются спектральные и энергетические характеристики пришедшего на Землю сигнала.

Открылась широкая перспектива изучения поверхности Венеры, которая недоступна оптическим наблюдениям из-за плотного облачного слоя. Сведения, принесенные радиоволнами, были дополнены благодаря посадке станции на ее поверхность.

Кроме чисто практических результатов, которые дает знание ближайших к нам космических окрестностей, получен ряд интересных научных наблюдений. Так, например, искривление радиолучей в плотной атмосфере Венеры оказалось столь велико, что они зачастую не могут вырваться за ее пределы, происходит как бы захватывание радиоволн в ловушке атмосферы планеты.

Сейчас накоплен богатый объем наблюдений планетных атмосфер, их можно сравнивать между собой. У газовых оболочек Марса, Венеры, Земли много общего, много и различного, специфического. Особенно любопытный результат дает сравнение дневных ионосфер Марса и Венеры, которые, оказалось, отличаются незначительно.

Подверглась радиопросвечиванию и солнечная корона. Она состоит в основном из полностью ионизированного гелия, истекающего с поверхности Солнца, и движется по радиальным направлениям от него, подгоняемая «солнечным ветром». Он разносит солнечное вещество далеко вокруг светила, создавая неоднородную плазму. Тут и струи, и облака, и турбулентные всплески электронов. Получить возможность следить за этой бурлящей средой, влияние которой мы чувствуем на Земле, – большая победа науки.

Надо сказать, что случай движения космического корабля вблизи Солнца наиболее интересен и труден. Здесь на радиоволны и

на сам космический аппарат сильно влияет гравитационное поле светила. Если радиоволна проходит вблизи него, лучевая линия искривляется, наблюдается задержка радиоволны, ее запаздывание. Эти тонкие эффекты требуют особого искусства наблюдения. Изучение таких явлений важно для проверки общей теории относительности.

В результате этих работ родилась новая ветвь исследования космоса – радиоастрономия с помощью искусственных источников. В сочетании с традиционной астрономией, радиоастрономией, радиолокацией планет она, несомненно, раздвинет рамки знаний о Вселенной.

Странный аттрактор

От хаоса к порядку

Порядок и хаос. Среди понятий, выработанных человечеством, нет, пожалуй, двух более противоположных, более фундаментальных, изначальных. Каждому ясно содержание этих слов, вряд ли нужно объяснять, что есть порядок, а что хаос. Скорее, наоборот. Ссылаясь на них, можно объяснить значение и содержание других понятий. Например, что такое закон? В общественной жизни это правила поведения. Соблюдение их помогает поддерживать порядок во взаимоотношениях между людьми. Это может быть закон, зафиксированный в своде законов, или обычай, освящённый вековым опытом. Нарушение закона или обычая ведёт к хаосу.

В науке закон это словесное математическое описание процесса или явления. Закон – описанный порядок. Он поясняет, какое следствие можно ожидать после определённой причины. Если некое бытие по непонятной причине ведёт не к одному определённому, а к одному из двух или нескольких следствий, мы склонны видеть здесь отсутствие порядка, неполный порядок, шаг к хаосу. Такая ситуация сигнализирует: наши знания не полны, не выявлены некие, ещё скрытые, причины, нарушающие порядок.

Как многое в науке, корни этого поразительного открытия уходят вглубь астрономии прошлого века. Астрономы, рассчитывая движение планет и их спутников на основе законов Ньютона, вскоре убедились в том, что, хотя здесь всё ясно, кое-что отнюдь не просто. Более того, лобовой атакой здесь не добьёшься многого.

Вскоре выяснилась причина. Трудности возникали из-за того, что в закон тяготения входит не само расстояние между притягивающимися телами, а квадрат этого расстояния. Пока речь шла о движении одной планеты вокруг Солнца, эти трудности можно было преодолеть. Ясно, что следует ставить задачу точнее. Учесть влияние хотя бы одной ближайшей планеты.

Здесь астрономов ждало разочарование. Эта, казалось, лишь слегка усложнённая задача не поддавалась решению. Лучшие математики пришли к заключению о том, что эта задача вообще не имеет точного решения.

Так учёные впервые познакомились со знаменитой задачей о движении трёх тел, подчиняющихся законам Ньютона. С неразрешимой задачей трёх тел. Со временем математики разработали методы приближённого решения этой задачи в том важном для практики случае, когда масса одного из тел (Солнца) много больше масс двух других (планет). Наиболее употребительный из этих методов называют методом возмущений. Его суть состоит в том, что сперва решают задачу о движении двух тел одной из планет и Солнца, а потом используют то обстоятельство, что вторая планета действует на первую гораздо слабее, чем Солнце. Вторая планета лишь слегка возмущает (искажает) простое движение первой, полученное на начальной стадии решения.

В центре интересов школы физиков, созданной в Московском университете Л.И. Мандельштамом и Н.Д. Папалекси, находилась разработанная ими Общая теория колебаний. Главная мысль, положенная в основу этой теории, заключалась в слове «общая». Дело в том, что Мандельштам ещё в молодости установил глубокое единство, общность колебательных процессов, реализующихся в самых различных явлениях, приборах и машинах. Независимо от конкретной природы колебательных процессов, не имеющих с первого взгляда ничего общего между собой, они обладают глубокой внутренней общностью. Она выражается ярче всего и яснее всего тем, что они могут быть описаны одними и теми же математическими уравнениями, подчиняются этим уравнениям и их решениям. В качестве примера можно указать на качающийся маятник, на мячик, подпрыгивающий над твёрдым полом, на магнитную стрелку, колеблющуюся вокруг направления север – юг, на детскую игрушку, состоящую из тяжёлого шарика, подвешенного на резинке, на птицу, только что опустившуюся на ветку и качающуюся вместе с ней. Каждый может придумать другие примеры. Если рассматриваемые в них колебания не слишком велики, то они обладают общими свойствами: скорость колеблющегося тела достигает наибольшего значения, когда его отклонение от положения равновесия равно нулю. В этот момент возрастание скорости прекращается и начинается её уменьшение. Скорость достигает нуля, когда отклонение от положения равновесия максимально, безразлично в какую сторону вправо или влево, вверх или вниз, но максимально.

Мандельштам подчёркивал, что сила Общей теории колебаний основана на глубоком единстве сущности колебательных. процессов, выражающейся в том, что все родственные колебательные процессы могут быть описаны одним и тем же уравнением. Поэтому, говорил он, достаточно изучить один из колебательных процессов, решить это уравнение всего один раз. Полученные решения могут быть затем в готовом виде применены ко всем остальным колебательным явлениям и процессам, подчиняющимся этому же уравнению.

Главное преимущество состоит в том, что человек, овладевший Общей теорией колебаний, приобретает то, что Мандельштам называл колебательной интуицией, позволяющей судить о новом явлении на основании опыта, полученного при изучении многих других явлений.

На основе линейной теории колебаний возникает нелинейная теория колебаний. Этим названием физики привыкли обозначать теорию, изучающую колебания систем, графики свойств которых (их характеристики) не могут быть изображены при помощи одной прямой линии. Здесь важно подчеркнуть слово «одной», потому что ломаная линия, состоящая из нескольких прямых, является непрямой кривой (а не прямой) линией.

Зная о недостатке того варианта метода возмущений, который был применён для описания нелинейных систем (лампового генератора радиоволн, рассмотренного ван дер Полем), Мандельштам поручил своему аспиранту А.А. Андронову поискать более подходящие варианты этого метода.

Собственно говоря, он нашёл два метода, взаимно дополнявшие друг друга. Один из них был разработан французским математиком А. Пуанкаре, а второй казанским математиком А. М. Ляпуновым.

Ляпунов интересовался важным вопросом: когда исследуемое явление может существовать длительное время? То есть является ли оно устойчивым или при определённых условиях теряет устойчивость и возникают процессы, приводящие к его разрушению. Ляпунов нашёл способ решать задачу об устойчивости без каких-либо специальных опытов. Для астрономов это очень важное обстоятельство ведь в астрономии активные опыты, опыты с воздействием на изучаемый объект, совершенно невозможны. Он показал, как ответить на вопрос об устойчивости вычислительным путём, изучая свойства уравнений, описывающих исследуемое явление. Метод Ляпунова применим к любому решению задачи о периодических движениях, независимо от того, каким путём получено решение

Грубые системы и странные аттракторы

Весь опыт исследования нелинейных систем показывал, что им свойственно переходить от неупорядоченных состояний к упорядоченным, от хаотических движений к регулярным, к периодическим колебаниям и периодическим волнам. Этот опыт был обобщён Андроновым с помощью понятия грубой системы. Он высказал гипотезу о том, что в природе и в специальных опытах могут длительно существовать только такие состояния и процессы, которые не разрушаются случайными воздействиями и поддерживаются за счёт энергии, поступающей в систему извне. В совместной статье Андронова и математика Л. С. Понтрягина в 1937 году этой гипотезе была придана математическая форма. Постепенно физики привыкли к тому, что в грубых системах, если они снабжаются энергией от внешнего источника и затрачивают её, превращая в тепло, возможны только состояния равновесия и периодические процессы. Причём система сама по себе, за счёт своих внутренних свойств, притягивается к ним из любого исходного состояния.

Этим мнением физики с успехом руководствовались свыше тридцати лет. Но оказалось, что это не так. В 1971 году подобно грому из ясного неба прозвучала статья Д. Рюэля и Ф. Такенса с безобидным названием «О природе турбулентности». Турбулентность это неупорядоченное хаотическое движение жидкостей и газов, характеризующееся самопроизвольным возникновением вихрей; размеры и моменты их рождения могут быть случайными.

Жидкости и газы текут спокойно и упорядоченно, если скорости течения малы. О. Рейнольдс в 1883 году провёл серию наблюдений течения жидкостей в прозрачных трубах. Окрашивая отдельные струйки жидкости, установил, что по мере увеличения скорости спокойное течение, при котором окрашенные струйки не разрушались, внезапно сменяется хаотическим течением. Он выяснил, что эта внезапность характеризуется вполне определённым универсальным условием. Для характеристики этого условия он ввёл величину, которую следует вычислять, умножая скорость течения вдоль оси трубы на диаметр трубы и деля это произведение на вязкость текущей жидкости или газа. Эта величина приобрела огромное значение в дальнейшем развитии гидродинамики и аэродинамики. Её назвали числом Рейнольдса. Главным результатом опытов Рейнольдса было открытие странного факта: спокойное течение переходило в турбулентное, когда число Рейнольдса превышало 2000. Почему именно 2000 оставалось тайной. Эта тайна не разъяснена до сих пор. Она бросает вызов учёным своей кажущейся простотой.

Первые успехи пришли только в шестидесятых годах XX века. Главную роль здесь сыграли молодые советские учёные Д.В. Аносов и Я. Г. Синай. Они построили математические и физические модели, демонстрирующие появление неустойчивых траекторий движения молекул, превращение упорядоченного течения в неупорядоченное.

После этого сказали своё слово Рюэль и Такенс. Вернее, они сказали два слова. Эти слова были «странный аттрактор».

Странный аттрактор дитя нелинейной теории колебаний, хотя он родился в стороне от классических задач этой теории. Он объяснил тревоживший учёных факт: при развитии турбулентности рождаются не «истинно любые» вихри. В ограниченных системах, например в трубах, или при движении в воздухе крыла самолёта практически не могут возникнуть очень малые и очень большие вихри. Размеры рождающихся вихрей тяготеют к определённым величинам, зависящим от конкретных условий опыта. Тяготеют, значит, группируются каким-то образом, определяемым статистическими характеристиками опыта. Это же относится к моментам рождения вихрей. Размеры и моменты как бы тянутся к какой-то определённой области значений. Их как бы притягивает что-то. Что-то странное. Так родились эти два слова («аттрактор» – «притягатель», от английского «to attract» «притягивать»). Странный аттрактор.

Если простейшая колебательная система с одной степенью свободы предоставлена самой себе, свободна от внешних воздействий, в ней не может возникнуть хаос, за исключением очень слабой реакции на неизбежные тепловые движения молекул. Но при этом система не уклонится далеко от устойчивого состояния равновесия или периодического движения.

Устойчивое равновесие и устойчивое периодическое движение притягивают к себе простейшую нелинейную колебательную систему. Они являются притягивающими состояниями аттракторами, но ничего странного в этих аттракторах нет.

Странным было то, что опытные учёные в каком-то состоянии самогипноза переносили эти свойства простейших нелинейных колебательных систем на более сложные. Они считали, что аттракторы в сложных нелинейных колебательных системах тоже всегда ведут себя просто.

Но теперь, узнав, что нелинейные процессы, происходящие в быстро текущих газах и жидкостях, могут самопроизвольно порождать хаос, что в них могут возникать странные аттракторы, физики задумались. Конечно, рассуждали они, газ и жидкость состоят из огромного количества атомов или молекул, неудивительно, что в них может возникать хаос. Естественно попытаться узнать, сколь сложной должна быть нелинейная система, чтобы в ней мог появиться странный аттрактор, чтобы в ней мог самопроизвольно возникнуть хаос.

Наука жестока. Она умеет устыдить самонадеянных. А здесь оказалось, что самые мудрые впали в грех гордыни.

Выяснилось, что странный аттрактор может появиться в системе, которая всего на полшага, на полступеньки по сложности отстоит от простейшей нелинейной колебательной системы.

Пока удалось лишь выяснить, что существует несколько путей, по которым нелинейные колебательные системы переходят от регулярных движений к хаотическим. Наиболее простой из них называется путём удвоения. Он состоит в том, что колебательная система, совершающая регулярные колебания, внезапно теряет устойчивость и перескакивает в новый режим регулярных колебаний, характеризующихся удвоенным (по сравнению с первоначальным) периодом. Но вскоре система вновь теряет устойчивость и перескакивает в режим с учетверённым периодом колебаний, и так продолжается неограниченное число раз. При этом моменты потери устойчивости и состояния, из которых начинается следующий кратковременный режим, распределены совершенно хаотически. В результате таких последовательных удвоений очень быстро начинается настоящий хаос.

Солитоны

Нелинейная теория сражается и с другой загадкой. Речь идёт о поразительно устойчивых образованиях, иногда возникающих и длительно существующих в средах, обладающих нелинейными свойствами, например в плазме. В 1958 году советский физик Р.З. Сагдеев усмотрел аналогию между некоторыми типами волн в плазме и волнами на мелкой воде. Он установил, что в плазме могут возникать и распространяться особые одиночные (уединённые) волны. Он разъяснил, что это является следствием того, что плазма обладает нелинейными свойствами. Теперь с этим хорошо знакомы физики и конструкторы, проектирующие современные модели плазменных установок, таких, как «Токамак».

Как это часто бывает в науке, оказалось, что С. Рассел, наблюдая в 1834 году волны при движении барж в одном из английских каналов, обнаружил удивительные уединённые волны, бегущие с постоянной скоростью и не изменяющие своей формы на больших расстояниях. Это была загадка, которую так и не удалось разгадать. Крупные учёные, пользовавшиеся всеобщим уважением, астроном Дж. Эри и специалист в области гидродинамики Д. Стоке отрицали возможность существования уединённых волн. Постепенно об этой загадке забыли. Лишь в 1895 году голландский учёный Д.И. Корте– вег и его ученик Г. де Фриз, ставший позже школьным учителем и прекративший научную работу, получили уравнение, описывающее процессы, в которых участвуют уединённые волны, обнаруженные Расселом. Это уравнение постигла участь уединённых волн: о нём забыли. А лишь через семьдесят лет физики возвратили это уравнение и эти волны в арсенал науки.

Курьёзом в науке оказалось и явление, которое каждый может увидеть, присмотревшись к поверхности очень горячего чёрного кофе. При этом чашку с кофе следует оберегать от толчков и потоков воздуха: они не играют роли в этом явлении, но могут помешать его появлению. На поверхности кофе через некоторое время установится подобие сетки, образованной большим количеством примыкающих один к другому шестиугольников. Надо заметить дело не в кофе. Просто на чёрном фоне легче увидеть регулярное распределение зон, в которых из глубины на поверхность поднимается горячая жидкость, зон, над которыми образуется белёсый пар.

Это один из вариантов ячеек Бенара, которые легче наблюдать в стоящем на электрической плитке неглубоком сосуде. Для того чтобы облегчить наблюдение, следует добавить в воду какой-либо лёгкий порошок. По мере нагревания на поверхности воды образуется шестигранная сетка, видимая более чётко, чем в чашке кофе.

Этот редкий пример, когда нерегулярное турбулентное совмещение жидкости, вызванное конвекцией (внутренним тепловым движением различающихся по плотности частей жидкости, возникающим вследствие различия температур), превращается в регулярное перемешивание, в регулярную конвекцию.

Солитоны, как и странные аттракторы, теперь опознают во многих явлениях, объединённых основной чертой нелинейным законом изменения хотя бы одной величины, существенной для их возникновения и развития. Так, например, физико– химики хорошо изучили процессы горения, которые иногда происходят лишь в тонком слое, отделяющем холодное горючее от продуктов горения. Именно в этом слое происходит процесс окисления горючего, процесс горения. Этот слой обычно называют фронтом пламени или фронтом горения. Раз возникнув, он проявляет удивительную устойчивость, двигаясь с постоянной скоростью относительно горючего вещества, если условия горения (состав горючего и его начальная температура, состав воздуха и его температура и т. п.) остаются неизменными. Этот фронт движется в пространстве, если горючее неподвижно, или остаётся неподвижным, когда горючее поступает к месту горения с постоянной скоростью.

Солитоном является также волна детонации при её движении во взрывчатом веществе. Солитоном является ударная волна, возбуждаемая взрывом, или ударные волны, возникающие в плазме или в воздухе, когда самолёт преодолевает звуковой.

«Наша школа» № 6 2005 г.

У тайны жизни

Нелинейная теория колебаний недавно обогатилась ещё 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 о тайне жизни. Было время, когда ею монопольно владели служители культов. Но эти времена давно миновали. Сейчас даже религиозные люди не довольствуются догматом творения.

Философы, главным образом натурофилософы, искали пути к этой тайне, но не преуспели.

Откуда произошла жизнь? Ответ гласит: живое произошло из неживого. Жизнь возникла как закономерный результат цепи случайностей.

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 тёплых 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 ведёт по правильному пути, но ни живые существа, ни даже белковые молекулы таким простым путём не возникали.

Вопрос о том, как возникло живое, оставался открытым. Но наука на этом не остановилась.

Ещё и сейчас на Западе ряд учёных, 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 передаётся от предков к потомкам. То, что жизнь передаётся 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, остаётся открытым.

Читатель вправе сказать, что всё 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 ещё продолжает бросать вызов учёным.

Известно, что двигаться к истине легче, если идти постепенными шагами. Часто добивается успеха тот, кто умеет правильно ставить вопросы. Вопрос, поставленный правильно, содержит в себе часть ответа, путь к ответу или хотя бы направление, в котором следует искать ответ.

Когда речь заходит о жизни и смерти, когда нужно определить, жив ли человек или животное, прежде всего возникает вопрос: сохранилось ли дыхание, бьётся ли сердце? Жизнь высших существ невозможна без дыхания и сердцебиения. Без сложной периодической работы мышц, осуществляющих эти процессы. Реакция живого организма на внешние условия, нагрузку – физическую и умственную, – на эмоции, боль, на многое другое, автоматизм дыхания и сердцебиения – всё это продолжает поражать наше воображение.