Знание-сила, 1999 № 09 – 10

Если из всего многогранного хаоса Вселенной, из всего ее бесформенного материала сделать один большой геометрический куб (зту работу можно проделать теоретически), то можно заранее сказать: количество всех его точек равно одной точке.

Сточки зрения количества точек, вся многообразная бесконечная Вселенная равна одной точке.

Многим покажется это заблуждением.

Нет, тут только логика. Так и должно быть: точка неизмерима, а куб и всякое тело, и фигура измеримы. Нельзя неизмеримым измерять измеримое. И в измеримой величине нет величин неизмеримых. В кубе и линии нет точек, потому что они измеримы, а точка неизмерима.

Если куб равен точке, а точка – величина не реальная, а только рабочее понятие, то куба нет, он не измеряется, нуль. Это ложь, потому что точка – ложь.

И теорема Кантора вместе с нашим продолжением ее есть только ложь.

Но сама по себе она есть истина, хотя и вытекала из ложного источника – точки, потому что во всей теореме нет нигде ничего противного логике человеческого сознания.

А логика – строитель истины.

Чистая истина не зависит от материала, из которого она сделана.

Александр Семенов

Эти две небольшие статьи Андрея Платонова о физике и математике произвели на меня колоссальное впечатление. Во-первых, из-за фантастической энергии, бьющей с каждой строки, а во-вторых, потому, что они уложили в моей голове бродящие там в преддверии смены тысячелетий мысли. Я довольно давно пытался уяснить себе: какое научное открытие уходящего века стало в нем главным? Платонов помог: конечно же, это идеи Эйнштейна о единстве пространства и времени. Даже в далеком от теоретической физики литераторе они пробудили бурю эмоций. И не важно, что он неправильно понял фактическое содержание формул Эйнштейна, он почувствовал скрытую в них глубину и силу. Единство пространства и времени – это революция в знании, пока не осознанная человечеством.

В последнее время в научной прессе появились сообщения, судя по которым уже в ближайшее время станет возможным исследовать внутренее строение больших планет- и в частности Земли – с помощью нейтрино. Рассказать об этом новом направлении мы попросили руководителя лаборатории проблем эволюции Земли в Институте динамики геосфер РАН доктора физико-математических наук Андрея Васильевича Витязева, поскольку именно его группа первая и пока единственная группа геофизиков в мире и в России работает над темой нейтринного «просвечивания» Земли, Луны и других планет.

Начнем издалека – с физики элементарных частиц. Существуют нейтрино трех видов – электронные, мюонные и тау. Примерно двадцать лет тому назад было предсказано, и к этому приложили руку и наши физики Смирнов и Михеев, что если нейтрино имеет не нулевую массу, то при прохождении ими вещества (неважно какого – сейфа или Земли) происходит их переход из одного типа в другой. То есть, например, электронные нейтрино могут переходить в мюонные или в тау и обратно.

Эта идея очень широко обсуждается уже лет десять, и от нее ждут столько же; сколько от прорывов в решении проблемы термоядерного синтеза или происхождения Вселенной. Почему? Потому что, если существование этого эффекта будет доказано, то это может решить кучу проблем в астрофизике, физике Солнца и помочь в развитии теории физики слабых взаимодействий.

Но эффект может быть использован и на благо геофизики. Причем он позволит ничего специально для геофизиков не строить – необходимо лишь повысить точность измерений.

Поток естественных нейтрино приходит к Земле в результате взрывов сверхновых звезд (последний был зафиксирован в 1987 году) и от некоторых ядерных реакций на Солнце, однако из их трех видов мы пока можем улавливать только один – электронный. Поток нейтрино постоянен на подходе к Земле и региструется детекторами, поэтому ночью – если эффект перехода нейтрино из одного типа в другой существует- мы сможем улавливать этими же детекторами нейтрино, которые прошили насквозь всю Землю и пришли к нам с ее обратной стороны, с той, где светит Солнце. И имея, например, «на входе» два нейтрино, на «выходе» можем получить три, потому что один из неулавливаемых нами типов перешел в электронный.

Трудность – помимо доказательств этого эффекта – заключается в чувствительности детекторов. Если бы мы «ловили» три-четыре нейтрино в час, проблем бы не было. Пока же детекторы фиксируют только одно нейтрино в месяц, и, следовательно, набирая статистику за год, получаем слишком большую погрешность.

Однако в ближайшие годы в этой области ожидается качественный скачок, и тогда можно будет просвечивать большие планеты. Мало того – можно «просветить» Луну, не сходя с Земли, выждав момент солнечного затмения или поместив детекторы на обратной стороны Луны.

Чем качественно нейтринная томография будет отличаться от сейсмической? Ну, во-первых, тем, что с помощью нейтрино можно будет получить более определенные и объективные данные о веществе Земли, при этом не надо проводить лабораторные эксперименты, которые сильно снижают точность данных. Грубо говоря, они отличаются так же, как если бы просвечивать сейф рентгеном или простукивать. Нейтрино движется с постоянной световой скоростью и зависит только от пройденного пути, в отличие от сейсмических волн, которые от разных слоев внутри Земли отражаются в многочисленных направлениях.

ГАРОЛЬД Е.ЭДГЕРТОН

Беря же в расчет результаты прохода нейтрино через Землю под разными углами, мы можем получить разницу в количестве электронных нейтрино при разном пройденном пути. И сейчас намечается построить детектор нейтрино на экваторе, потому что на экваторе он будет работать максимально эффективно.

По сути дела, мыс помощью нейтрино можем рассчитать, а значит, максимально точно определить вещественный состав различных слоев и структур внутри Земли. Электронное нейтрино, взаимодействуя с электроными оболочками атомов, может, например, распознать, состоит ли ядро Земли из железа и кислорода или из железа и серы.

Но для того чтобы получать такие данные, во-первых, нужно надежное доказательство перехода одного вида нейтрино в другой, во-вторых, на два порядка увеличить чувствительность детекторов.

По-видимому, это удастся сделать через небольшое время. Нейтринная томография, которая, как ожидается, будет на порядок точнее всех остальных методов, существенно дополнит сейсмическую и гравитационную и позволит нам говорить о вещественном строении Земли на другом качественном уровне.