книги из ГПНТБ / Драбкин, А. С. ЭВМ и живой организм

Трудно сказать, чего больше в этой легенде — прав­ ды или вымысла. Но одно очевидно: на рубеже XV и XVI столетий люди заколебались в существовавшем убеждении, что причина земного магнетизма таится в притяжении Полярной звезды.

Вслед за магнитным склонением в 1576 году англий­ ский инструментальный мастер Норман открыл магнит­ ное наклонение — изменение положения стрелки компа­ са относительно горизонтальной плоскости в разных местах земного шара. Он же впервые высказал мысль, что причина магнетизма не есть влияние небесных тел, а имеет свои истоки в строении Земли. Вывод: величина магнитной силы зависит от географических факторов.

Однако вывод этот был далеко не исчерпывающим. В джунглях Сиама священник Гюи Ташар наблюдал любопытнейшее явление. В устроенной им примитивной обсерватории большая магнитная стрелка, подвешенная на прочной нити, непрерывно колебалась в течение су­ ток. Так было открыто явление, позднее получившее

название суточных вариаций магнитного поля Земли. Следовательно, магнитные явления зависят и от фак­

торов географических и от каких-то иных причин, свя­ занных с внеземными процессами.

На первый взгляд это взаимоисключалось. Действи­ тельно, если источник магнитного притяжения лежит вне Земли, если на магнитную силу оказывают влияние планеты и Солнце, то как объяснить значительные изме­ нения склонения и наклонения в разных точках земного шара? (Забегая вперед, скажем, что позднее ученые обнаружили резкие колебания магнитной силы в точках Земли, лежащих по космическим масштабам буквально рядом — на расстоянии 200—300 километров друг от друга). Можно было бы допустить, что источник магне­ тизма находится внутри нашей планеты. Это объяснит влияние географических факторов на магнитную силу: ведь Земля неоднородна, по образному выражению

90

М. В. Ломоносова, она состоит из частиц «различной доброты», имеющих разные магнитные свойства. Но тогда чем объяснить суточные вариации, открытые Гюи Ташаром (и открытые позже годичные и вековые изме­ нения магнитного поля), цикличность которых может быть объяснена только причинами космическими?

Эта дилемма возникла около 400 лет назад и суще­ ствует до сих пор.

Из крупиц опыта, накопленного разными исследова­ телями, складывалась все более полная картина дейст­ вия земного магнетизма. На основе формул, выведенных великим немецким математиком Карлом Фридрихом Гауссом, появилась возможность определять величину и направление магнитной силы в любой точке земного шара. Были составлены точные карты магнитных скло­ нений, без которых немыслима навигация — будь то морская, воздушная или космическая.

И все-таки магнетизм остался величайшей научной загадкой, не разгаданной, несмотря на многолетние уси­ лия десятков ученых, не разгаданной, несмотря на то, что сами изменения магнитной силы точнейшим обра­ зом рассчитаны для разных районов земного шара.

Современные ученые выдвигают несколько предпо­ ложений, объясняющих природу земного магнетизма. Очевидно, считают многие геофизики, внутри зем­ ного шара есть токопроводящее ядро, которое, враща­ ясь в первичном магнитном поле, усиливает это поле. Так возникает сила земного магнетизма. Теория эта по­ лучила название гидромагнитного динамо. У нее есть горячие сторонники и не менее горячие противники. Но как бы там ни было, а именно эта теория позволила объяснить целый ряд странных магнитных явлений.

Вот хотя бы мировые аномалии. Существуют облас­ ти земной поверхности, где стальная стрелка ведет себя странно,— магнитное поле Земли в этих районах явно

91

нарушено. Когда дело касается сравнительно неболь­ ших областей, здесь решающими оказываются состав и свойства залегающих пород, как, например, у нас на Курской магнитной аномалии. Ну, а если аномалии со­ поставимы с размерами целого материка? В чем их причина?

Ученые давно заметили, что в сейсмических районах во время землетрясений увеличиваются изменения маг­ нитного поля Земли. Японские сейсмологи даже кон­ струируют прибор, который на основе анализа геомаг­

перемещения гигантских масс внутри Земли? Нет, отве­ чают ученые. И здесь мы подходим к «космическому действию солнечных лучей», о котором говорил, в част­ ности, профессор А. Л. Чижевский.

Установлено, что изменения солнечной активности приводят к изменениям в токопроводящих слоях атмо­ сферы (в ионосфере). Ионосфера будто металлическим шаром (если иметь в виду ее электрические свойства) охватывает нашу планету. Токи, циркулирующие в ней, меняют свои величины под действием электромагнитных изменений на Солнце. Такие колебания отражались на стрелке Гюи Ташара, их улавливают все компасы и ра­ диоприборы.

Однако тут лишь одна сторона проблемы. Как пока­ зали измерения, сама Земля небезразлична к «косми­ ческому действию солнечных лучей».

На радость всем опаздывающим и спешащим, сутки непрерывно увеличиваются. Правда, увеличение это не столь велико, чтобы существенно повлиять на дела житейские: измеряется оно тысячными долями секунды за столетие. Но тем не менее факт остается фактом: наша старушка Земля вертится вокруг своей оси все медленнее и медленнее. Ученые даже прикинули при­

92

мерно, через сколько миллиардов лет она остановится совсем.

И вдруг в последнее время выяснилось: сутки, вмес­

ту же величину за год. Потом замедление резко умень­ шилось. Затем снова увеличилось.

Астрономы терялись в догадках. Раньше как будто все было ясно: замедление вращения Земли вызвано дей­ ствием приливных волн в морях и океанах, а также в твердом теле планеты. Влияют на этот процесс и метео­ рологические явления — снегопады, ветры, бури. Одна­ ко перечисленные причины существовали испокон веков. Откуда же появились нерегулярные «таинственные» из­ менения скорости вращения Земли? Создавалось впечат­ ление, будто что-то находящееся вне Земли заставляет нашу планету вращаться с неравномерным замедлением.

В Институте земного магнетизма, ионосферы и рас­ пространения радиоволн родилась смелая гипотеза: из­ менение скорости вращения нашей планеты связано с активностью Солнца.

Первые расчеты как будто опровергли это предполо­ жение. Они показали, что поток солнечного излучения даже во время сильнейших взрывов обладает крайне малой энергией. Энергии этой недостаточно, чтобы ус­ троить сколько-нибудь значительную магнитную бурю в атмосфере Земли, уж не говоря о том, чтобы повлиять на скорость вращения этого весьма массивного тела. Но в опровержении таилась и будущая разгадка непо­ нятного явления. Ведь если энергия солнечного потока недостаточна даже для вызова магнитной бури, а маг­ нитные бури существуют, следовательно, мы неправиль­ но представляли себе структуру и мощь потока. Значит, поток этот не могучая однородная спокойная река, лью­ щаяся из Солнца, а цепь гигантских облаков плазмы, плазмоидов. Плазмоиды, как огромные бусины, выры­

93

ваются один за другим из бурлящих недр Солнца и устремляются в мировое пространство. Часть из них движется к Земле.

Каждое такое облако обладает собственным мощным магнитным полем. Взаимодействуя с магнитосферой Земли (а относительные размеры участников этого взаи­ модействия можно представить так: Земля — горошина, плазмоид — небоскреб), оно и вызывает магнитные бури.

Ну, а теперь отвлечемся от космоса и представим се­ бе школьный опыт. На тонкой нити висит металличе­ ский шар. Мимо него в горизонтальной плоскости дви­ жется магнит. По мере перемещения магнита шар на­ чинает вращаться. Причем направление вращения шара будет зависеть от того, с какой стороны от него пройдет магнит.

Если теперь представить себе, что описанный нами шар — Земля, а магнит — плазмоид, механизм измене­ ния скорости вращения планеты станет ясен. Если плаз- моид-магнит пересекает орбиту движения Земли вокруг Солнца в том месте, откуда Земля недавно только ушла, скорость вращения возрастает, во втором случае плаз­ моид и Земля как бы движутся навстречу друг другу, и вращение замедляется.

Так сотрудниками Института земного магнетизма бы­ ла установлена космическая причина изменения скоро­ сти вращения Земли. Величины, которыми в этом слу­ чае оперируют астрономы, не превышают тысячных до­ лей секунды. Но, незаметные для нас, эти доли чрезвы­ чайно важны для науки, ибо с их помощью математиче­ ски точно рассчитаны величины взаимодействия Земли с потоками солнечной плазмы.

Но только ли в изменении скорости Земли проявля­ ется действие космического «магнитного союза»? Нет.

Работники Института геофизики АН Груз. ССР уста­ новили, что колебания так называемого «постоянного магнитного поля» связаны с 22-летним циклом солнеч­

94

ЧЕЛОВЕК «ДОСТРАИВАЕТ» СЕБЯ

Поступай с другими так, как хочешь, чтобы посту­ пили с тобой...

Одно и то же изменение внутренней энергии может быть достигнуто как путем совершения механической работы, так и путем сообщения тепла системе...

Этика и термодинамика, весьма несходные потоки информации, как может человек объединить их?

Что если для такого синтеза ему необходим какойто специальный аппарат? Ведь человека можно уподо­ бить радиоприемнику, воспринимающему лишь сигналы определенной частоты. А чтобы за эти рамки диапазо­ на выйти, очевидно, нужно новое, иное устройство, рас­ считанное на восприятие и переработку иной инфор­

мации.

Объединение термодинамики и этики (разумеется, оно выбрано исключительно для примера и имеет ха­ рактер символический) становится насущно необходи­ мым, если человечество хочет выжить: ведь точные науки (и среди них — выбранная для примера термоди­ намика) позволяют сказочно увеличить могущество че­ ловека, создать невиданные потенции для созидания и для разрушения. Если же эти потенции не будут соот­ носиться с этикой, они могут быть реализованы во вред человеку, во вред человечеству.

96

Следовательно, человеку нужно расширить свои воз­ можности воспринимать и синтезировать весьма различ­ ную информацию.

Может показаться, что такая постановка вопроса — нечто новое. Действительно, она несет на себе отпечаток нашего времени: никогда еще вопрос об этических ограничениях разрушительных возможностей человече­ ского разума не стоял столь остро. Однако эта новиз­ н а— лишь внешняя. Человек в своей истории неодно­ кратно сталкивался с подобными вопросами, хотя они

ине имели глобального значения.

Впроцессе эволюции живого создавалось равновесие между возможностями и потребностями того или иного организма. Человек это равновесие нарушил: будучи биологически приспособленным к жизни в доисториче­

ских лесах, имея в своем распоряжении весьма скром­ ный (по сравнению с многими видами животных) по­ тенциал физических возможностей, человек «достроил» себя, научившись использовать различные орудия.

Известно, что коршун видит добычу с огромной вы­ соты. А крот не видит ничего прямо перед собой.

Представим себе, что коршун и крот поменялись органами зрения. Совершенно очевидно, что коршун очень скоро погибнет, потому что не сможет распознать добычу, не сможет охотиться. Погибнет и крот, по­ скольку ненужное ему под землей зрение коршуна будет сообщать слишком много побочной информации, беспо­ лезной, а зачастую и мешающей, и потому вредной для его повседневных кротовых дел.

Так выглядит то самое равновесие между потребно­ стями и возможностями организма, которое сложилось в результате эволюции живого: гипотетические судьбы крота и коршуна, поменявшихся органами зрения, на­ глядно подтверждают равную губительность недостатка и избытка информации, несоответствия физиологиче­ ской структуры особенностям среды обитания.

К человеку это имеет самое непосредственное отно­ шение. Он, собственно, и стал человеком, когда взял в руку палку и привязал к ней камень, создал простей­ шие орудия труда — молоток, топор, рычаг....

С этого времени ранее ненужная избыточная ин­ формация, например, о расположении камней, завалив­ ших вход в пещеру (безоружный человек ничего с ними не мог поделать) стала насущно необходимой, посколь­ ку при помощи рычага оказалось возможным камни передвинуть в целесообразном направлении.

Создание первобытным человеком простейших ору­ дий было первым актом «достройки» организма, сооб­ щения ему возможностей, не предусмотренных биоло­ гической эволюцией.

Стех пор человек далеко ушел по этому пути.

Праща, рычаг, подъемный кран, баллистическая раке­ та фантастически расширили возможности его весьма скромных мышц, на которые только и мог полагаться наш далекий предок в борьбе с противником.

Очки и телескоп, микроскоп и бинокль дополнили ограниченные возможности человеческого зрения.

Радиосвязь усилила его голос, и человеческая речь огласила далекие космические миры.

Когда человеку понадобилось быстро перемещаться, он изобрел колесо, форма которого весьма далека от формы ноги: так изчезли аналогии в структуре челове­ ческого тела и в структуре «достроенных» систем.

Однако исчезновение конструктивных аналогий от­ нюдь не означало отмену принципа «достраивания». Герберт Уэллс даже утверждал, что все несчастья че­ ловека объясняются очень просто: несоответствием его физиологической структуры сложнейшим структурам технического и социального миров, им созданных.

Автор не предполагает полемизировать с выдающим­ ся английским фантастом (и ученым) по существу его взглядов. Отметим лишь, что с течением времени

98

нагрузки человека, который должен перерабатывать огромные потоки информации, стали, действительно, чрезвычайно велики. Эти нагрузки потребовали «до­ стройки» и естественной системы управления — челове­ ческого мозга.

Неизбежным стало создание искусственного «мира машин», дополняющих человеческий мозг.

Этот мир вскоре обрел свои законы, о них мы пого­ ворим немного позже. А сейчас попробуем разобраться в тех сложностях, которые встали перед людьми, когда им понадобилось «достроить» мозг, дополнить его дея­ тельность работой машин.

В мире все взаимосвязано. Изучая самого себя, рав­ но как и окружающий мир, человек разделил объекты и методы изучения — так появились отдельные отрасли знания: физика, химия, математика, биология и мно­ жество других. Такое разделение помогло сосредоточить исследования в определенных информационных каналах, позволило специализировать науку и тем самым повы­ сить ее эффективность. Но в природе нет отдельно су­ ществующих географии и геологии, физики и биологии. Познать человека (и, в частности, законы работы его мозга) невозможно без синтеза физики и истории, био­ логии и психологии, математики и химии.

Вспомним Гёте:

Чтоб жизни суть постичь и описать точь-в-точь,

Он, тело расчленив, а душу выгнав прочь, Глядит на части. Но . . .

духовная их связь Исчезла, безвозвратно унеслась!

Дабы не уподобиться такому исследователю, «до­ страивая» мозг, предстояло с максимальной полнотой