Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

Рис. 11. 'Выход' сейсмической энергии в районах сильнейших землетрясений (по В. И. Кейлис-Бороку): а — перед Хаитским землетрясением 10 июля 1949 года и после него. Область подготовки землетрясения — весь Памир, Гиндукуш, Тянь-Шань; б — перед землетрясением в Эгейском море 26 июня 1926 года и после него. Область подготовки землетрясения — Восточное Средиземноморье; в — перед Ассамским землетрясением 15 августа 1950 года. Область подготовки — Гималаи. Стрелка с цифрой — момент землетрясения с магниту-дой главного толчка. Во всех трех случаях перед сильнейшими землетрясениями предупреждение (за 5-15 лет) в виде волны повышенного выхода энергии через землетрясения, на три порядка менее сильные, чем прогнозируемый толчок. Во всех трех случаях после такого всплеска следует быстрое падение, затишье, непосредственно предваряющее толчок

Такая волнообразная структура процесса пробуждает надежды на возможность заблаговременного (за годы!) предсказания сильного землетрясения. И это не будет ни мистическим пророчеством, ни механистической, детерминистской, вопреки принципу неопределенности, дерзкой вылазкой на другой конец цепочки причин-следствий. Просто процесс, с которым мы имеем дело, столь велик и медлен по сравнению с нашими мерками, что у нас есть время распознать его начало. Землетрясение как процесс начинается за годы до катастрофы!

Но долгосрочный прогноз — это всегда оценка вероятности близящейся катастрофы. Дальше нужен краткосрочный прогноз. И он-то должен быть абсолютным, жесткодетерминированным прогнозом.

Краткосрочный абсолютный прогноз не миф... Это достойная цель. Все ближе к этому идеалу прогноз цунами — огромных волн в океане, порождаемых землетрясениями на морском дне. В принципе возможен стопроцентной точности краткосрочный (за десятки минут, часы) прогноз цунами. Казалось бы, абсолютная точность предвидения исключена эффектом неопределенности, вносящим свои поправки в причинно-следственную цепочку событий. Но тут особый случай. Когда вы видите вырвавшееся из дула пушки плотное облако, вы со стопроцентной вероятностью успеете предсказать, что скоро ваши барабанные перепонки подвергнутся неприятному испытанию. Современная физика связывает принцип причинности со скоростью передачи сигнала. Здесь же два сигнала, идущие с разной скоростью.

Такая же лазейка из тисков между причинностью и неопределенностью есть и в случае с цунами. Скорость распространения этих волн 800 километров в час. Скорость сейсмических волн от землетрясений (первопричины цунами) в десятки раз больше. Можно к тому же установить в океане систему заякоренных приборов, которая точно отметит время прохода, направление и энергию волны. А радио (скорость радиосигнала в десятки тысяч раз выше скорости сейсмической волны и в сотни тысяч раз выше скорости волны цунами) заблаговременно принесет весть о неминуемой катастрофе на берега, отмеченные судьбой на этот раз.

Подобная снисходительность природы может простираться и на процесс зарождения, подготовки и реализации сейсмической катастрофы, если изучить фазы процесса и считать их моментами прихода сигналов разной степени оперативности, из которых сам толчок — один из последних и, может быть, не главный сигнал о землетрясении как о большом геотектоническом процессе,.

Принцип же наименьшего действия послужит нам гарантией, что природа не обманет и не будет изощряться в "придумывании" другой, неведомой нам последовательности событий и пойдет прежним, удобнейшим для этой системы путем.

Изгнав в свое время Мефистофеля чистого умозрения и отдавшись практике, опыту, наука поступила правильно: свидетельство тому — ее взлет в XIX и XX веках. Значит ли это, что так пойдет и дальше? Что наше мышление все более будет обусловлено конкретными результатами и любой общефилософский взгляд в будущее (а порой и просто попытку широкого теоретического обобщения) можно отбрасывать, как не имеющий практического значения?

Были и есть в науке деятели, радеющие за простую реальность прибора и полученного результата, против "абстрактности" всяких там полей, сил и прочих теоретизмов. Одного из таких ученых (их называют позитивистами) спародировал Макс Борн в 1953 году. Представьте себе, говорил Борн, пулемет, ведущий огонь. Вот он убивает человека. И тут появляется позитивист и начинает говорить в своем духе: "Пули, мол, никто не видел, а убийство... о, я этого не знаю, достаточно знать феномены выстрела и ранения. Все, что лежит между ними, есть игра теоретической фантазии: летящая пуля есть некая dummy (манекен, муляж, — Л. Г.), которая была изобретена для того, чтобы связать оба явления посредством законов механики".

Что же такое реальность в науке? Реальны ли протоны и электроны, которых никто не видел и которые в принципе можно описать как волну?

"Мы представляем себе, — пишет Борн, — римлян времен Цезаря или китайцев времен Конфуция как реальных, хотя мы не имеем никакой возможности это представление проверить таким же образом, как этого требует Дингль для молекул..."

Эти давние споры мне вспоминались, когда я слышал сейсмологов, требующих не увлекаться теоретизированием, видящих задачу только в получении все лучшего материала. Приходилось слышать (и не только в сейсмологии) слова "теоретик", "гипотеза", употребляемые почти как оскорбление — позиция, удобная тем, что до поры до времени она неуязвима: скептик не брался за прогноз, значит, и не виноват в ошибке. А виноват энтузиаст, взявшийся за прогноз (хотя и знал, что может ошибиться).

Сейсмограф и его параметры — это реальность, а все остальное — фантазия? Тогда для чего сейсмограф? И тут мы оказываемся перед странным обстоятельством. Сколь часто, зная плохо и неточно детали, наука верно схватывала суть явления в теории, в целом. Вегенер плохо знал геологию, а геология тогда плохо знала Землю, да и все почти детали придуманного Вегенером механизма дрейфа материков подверглась экспериментальной переоценке. А идея в целом осталась. Она в каком-то смысле оказалась ближе к реальности, чем факты, которыми Вегенер оперировал для создания и подтверждения теории (например, представления, о расплавленной подкоровой массе).

Леверье, высчитавший орбиту Нептуна, тут же по этим вычислениям обнаруженного, серьезно ошибался в исходных данных для своих вычислений. Но путь обобщения, найденный им, обеспечил успех даже при этих исходных ошибках.

Полной аналогии с разрывом коры при землетрясении, разрывом, происходящим в сплошной среде, подготовленным напряжениями на огромном пространстве, мы в нашей обыденной жизни не найдем. В этом смысле очаг землетрясений для нас всегда окажется "не совсем реальным". Но теории, описывающие очаг, без сомнения, все ближе подходят к реальности и когда-нибудь подойдут ближе, чем самое развитое "вещественное" представление, полученное лабораторным путем.