Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

В момент, когда пишутся эти строки, в Гарме еще нет регулярного прогноза землетрясений по комплексу предвестников. Возможно, основой такого прогноза будут ежемесячные карты и кривые Виталия и Юрия. Подозрительные "затишья" в сейсмической активности как во времени, так и в пространстве будут проверяться всеми разработанными к тому времени способами. И если предварительный прогноз подтвердится, скажем, данными о смене типов подвижек в очагах землетрясений или понижением отношения скоростей продольных и поперечных сейсмических волн, можно будет объявлять тревогу.

Почему происходят затишья перед сейсмической бурей? Что здесь причина, что — следствие? То ли сильный толчок происходит из-за того, что сейсмическая энергия, долго не расходуясь, накапливается, то ли наоборот, среда, "предчувствуя", что землетрясения не миновать, начинает заранее скапливать силы для решающего удара. Как ни странно, больше похоже на правду второе предположение. Лабораторные эксперименты показали: если сдавливать в тисках кусок любого твердого материала, он потрескивает все время с настойчивой регулярностью. Но за некоторое время до полного разрушения трески всегда внезапно прекращаются. Самые общие рассуждения (например, приведенные выше — об изменении самого пространства-времени в перенасыщенном потенциальной энергией объеме), по-новому и интересно описывая события, недостаточно наглядны. Можно, конечно, вспомнить о законе сохранения энергии (сумма потенциальной и кинетической энергий есть величина постоянная, а значит, после затишья неизбежно землетрясение), но и эта элементарная формула, описывая явление, не объясняет его.

Между тем, как мы уже видели, в окружающем нас мире происходит немало вещей, непонятных с точки зрения обычного, механического понимания причинно-следственных связей. То в одной, то в другой научной дисциплине начинают раздаваться голоса: мы видим нечто объяснимое, только если предположить, что у процесса существует какая-то намеченность, цель! Но ведь цель может быть только у разумного существа... Как же выйти из этого философского парадокса? Что за "цели" могут быть у природы?

...Я люблю бывать в Ленинграде. Ленинградская наука отличается, на мой взгляд, каким-то более задумчивым, менее торопливым отношением к исследованию. Отсюда, наверное, это повышенное внимание ленинградцев к структуре, скрытым связям, к философии природы.

Однажды в среде геологов и биологов зашел разговор о явно чужой проблеме — о "тепловой смерти Вселенной". Все процессы во Вселенной могут идти, только пока есть перепады энергий, как гидроэлектростанция может работать лишь при условии, что уровень воды за плотиной будет ниже, чем перед ней. А паровой двигатель будет работать только в том случае, если температура в топке намного выше, чем в окружающей среде. В Восточном Памире, на высоте 4 тысяч метров, встречаются плоские и слабохолмистые степные ландшафты, совершенно нетронутые "пропиливающей" деятельностью воды. Не потому, что там вовсе нет воды, а потому, что далеки от этих мест склоны и спуски, где немалая потенциальная энергия вознесенной на такую высоту воды могла бы себя показать, стать кинетической энергией работы.

Физики видят и знают процессы перекачки энергии с высоких уровней на низкие, но обратный путь — вознесения энергии на высший уровень — возможен как будто только как частность, боковое ответвление главной тенденции. Воду в горы приносит метеорологическая машина Земли, безвозвратно затрачивая на это солнечную энергию.

Различие между настоящим и будущим многие физики связывают с необратимостью тепловых явлений. Этот результат, содержащийся в трудах Максвелла, Больцмана, Гиббса и Эйнштейна, является "одним из величайших достижений науки вообще" (М. Борн). Именно отсюда пошли закон минимизации потенциальной энергии — основа всей инженерии и закон возрастания энтропии — главный закон Вселенной...

А поскольку, как сейчас считают, Вселенная (во всяком случае та Вселенная, которую мы в состоянии наблюдать) имела когда-то начало в виде взрыва некоей первоначальной ядерной капли (максимум потенциальной энергии), то будущее ее тоже ясно: энтропия стремится достичь максимума. Вблизи максимума все тела Вселенной должны оказаться на почти ровной "энергетической плоскости". Ничто никуда не сможет перетекать. Все процессы замедлятся, почти остановятся...

В той ленинградской гостиной чувствовалась грусть по поводу столь безнадежного будущего (пусть даже и отдаленного от нас невообразимыми сотнями миллиардов лет).

Во всем видимом мире все как будто стремится прочь от всего, и процессы развала, разлета, взрыва сейчас преобладают над силами кропотливого собирания. Вспомнили "демона Максвелла", который должен аккуратно раскладывать атомы: высокоэнергичные — в одну кучку, а "выдохшиеся" — в другую, чтобы постоянно поддерживать высокий средний уровень потенциальной энергии во Вселенной. А демона все нет, не нашли его астрофизики. Вялая попытка одного из участников разговора спасти Вселенную тем, что разлетающиеся миры должны когда-нибудь остановиться в своем разлете и полететь обратно для нового взрыва, а значит, и для нового подскока на высокий энергетический уровень, была жестоко подавлена. Уже подсчитал какой-то физик, что плотность материи во Вселенной меньше той, которая необходима для такого поворота. Правда, некоторые другие физики и астрономы считают, что во Вселенной есть некие скрытые массы, которые еще могут изменить дело. Но модель пульсирующей Вселенной может не столько убавить; сколько прибавить работы философам.

А обратившись к Земле, биологи и геологи с облегчением констатировали, что у них, к счастью, все не так, все иначе. Нет, на Земле не видно следов возрастающего развала, затухания процессов. И геологическая, и биологическая формы существования материи прогрессируют, изощряясь и как бы конкурируя в сложности, интенсивности процессов, в причудливости форм. И в геологии, и в биологии в отличие от астрофизики ученые имеют дело с законом возрастания сложности и, может быть, с возрастанием размаха процессов.

И тогда один из присутствующих, молодой геолог, произнес: структурная энтропия. Потом, я слышал, эта идея была им развита и даже опубликована. Но тогда это было неожиданно, а потому особенно интересно.

...А что, если существует параллельно с энтропией энергии энтропия структуры, направленная во времени в противоположном первой направлении? В теории информации тоже есть понятие энтропии. Она описывается теми же формулами, что и энергетическая, и это не случайно. Понятие информационной энтропии во Вселенной как бы противоположно по знаку энергетической и в этом смысле совпадает со структурной. Вначале в ядерной безликой капле структурная энтропия была равна бесконечности — полное отсутствие структуры и формы. Но со временем параллельно возрастанию энергетической энтропии структурная стала убывать. Появились новые тела-планеты. На планетах зародилась кора, горы, тронулись циклы внутрипланетных процессов. Рассеянные в огромной массе редкие атомы стали наперекор закону диффузии, рассеяния собираться в мощные скопления — месторождения полезных ископаемых. Жизнь явилась венцом геологической эволюции, она сохранила и умножила способность планетной формы движения материи к накоплению информации, сложности.