Б.Д.: То есть и нефтяникам важно знать, какова ситуация.
В.З.: Им-то как раз важнее всех. И вот 1 января 1995 г. там была зафиксирована вот такая огромная волна (Владимир Евгеньевич показывает пальцем снизу вверх предельно высоко).
Полная амплитуда волны от дна до верха составила 26 м, она достигла почти верхушки мачты. Поскольку это случилось 1 января, ее назвали «новогодняя волна». В 1999 г. в Геленджике — там у нас есть станция — тоже наблюдалась такая волна, но она была сильно поменьше — всего 8 м. С тех пор стало ясно, что эти волны — реальность, а не выдумка. И возникла проблема, как объяснить это явление.
Б.Д.: Как сделать противоестественное естественным?
В.З.: Как построить теорию этого явления? Понимаете, это, несомненно, связано с тем, что волна достаточно узкая по спектру, т.е. близкая к монохроматической синусоиде. Она неустойчива, это известный факт. Вопрос в том, что в результате развития этой неустойчивости возникает такая волна. Что это такое? Представьте себе маятник, который стоит вертикально вверх. Строго говоря, это состояние покоя, он может так находиться бесконечно долго. Но ясно, что — неустойчиво, чуть отклонится — и начнёт падать. И есть такая траектория, что когда он совершит полный оборот, то обратно вернётся в то же самое состояние. Это так называемая гомоклиническая траектория. По-видимому, в этих волнах осуществляется нечто подобное, т.е. возникает такой столб подъёма — и обратно возвращается в исходное состояние.
Д.И.: Я не понял: волна находилась внизу?
В.З.: То есть была такая вот волна. Мы сделали прекрасный численный эксперимент на компьютере, просто решали точное уравнение Эйлера, описывающее гидродинамику, — и прямо видели, как возникает волна. Сначала была волна сто периодов в боксе с периодическим граничным условием, слегка модулированная. И на ней модуляция медленно развивается, по ней начинают ходить холмы, и потом вдруг — раз!
Б.Д.: Резкий скачок.
В.З.: Да, и причём это очень быстро происходит.
Д.И.: За короткое время.
В.З.: За чрезвычайно короткое, за несколько периодов.
Д.И.: И кончается быстро?
В.З.: Да, дальше она либо обрушивается, либо возвращается обратно — в зависимости от амплитуды. Аналитическую теорию этого явления пока построить не удалось. Есть сильное подозрение, что это новый класс интегрируемых систем. Но совсем другой, очень сильно отличающийся от всех, которые мы знали до сих пор. Установление этого факта было бы большим прорывом, число математическим. Я просто хочу вам показать, насколько тесно сегодня связаны физика и математика.
Д.И.: Нет, Вы показываете нечто другое. То, что физика и математика связаны, — это ладно. Может быть, обывателю это и не важно знать. Но насколько, оказывается, высокая математическая наука, высокая теоретическая физика связаны с вещами наблюдаемыми и обыденными.
В.З.: Да, связаны. Вот сейчас мы послали статью, где приведены вероятности возникновения этих безумных волн.
Б.Д.: А от каких внешних факторов?
В.З.: От того, какое начальное условие там задано, какой спектр, который можно измерить. Мы просто посчитали вероятность их возникновения. То есть, практически это уже указание: можно померить этот спектр с корабля при помощи лазера, который будет мерить эти волны.
А.К.: И предскажет появление этой волны-убийцы?
В.З.: Да.
Д.И.: А спровоцировать эту волну можно?
В.З.: Нет, этот процесс мы не можем спровоцировать.
Д.И.:: А почему это чаще происходит в регионе, о котором мы говорили?
В.З.: Это очень интересно. Там имеется очень сильное течение, так называемое Agulhas Current, и это течение — оно не однородное, у него распределение скорости от расстояния до берега меняется. А в Антарктике, которая расположена к югу, на 40-х широтах, всё время штормы, которые порождают зыбь. Она довольно слабенькая, эта зыбь, распространяется. Когда она попадает в это течение, то отдельные лучи преломляются и начинают фокусироваться, возникают такие случайные линзы. Когда вы в чай фонариком светите, вы там можете видеть светлые полоски -это каустики, зоны, где происходит концентрация энергии.
Д.И.: Прямо в чае — концентрация энергии?
В.З.: Да, и когда произвели расчёты траектории этих лучей и выяснили, где расположены эти зоны, такие пятнышки, развёрнутые на сто километров, оказалось, что они точно коррелируют с местами, где гибли суда.
Вообще, конечно, это страшное дело, такая волна. Во время Второй мировой войны, когда американцы решили всё-таки вмешаться и открыть второй фронт, они оборудовали лайнер «Queen Mary», который до этого был роскошным круизным лайнером, под военно-транспортное судно, посадили на него целую дивизию солдат и повезли через океан. Это судно чудом избежало встречи с такой волной-убийцей, которая могла бы его погубить.
Д.И.: Такая волна может практически любое судно потопить?
В.З.: Да.
А.К.: На Гавайях, как мне рассказывали мои приятели-сёрферы, есть легенда, что туда приходит время от времени Джонс — волна 30-метровая. Они же там годами сидят и ждут её.
Д.И.: Покататься?
А.К.: Да.
Б.Д.: Судя по размеру, это она и есть, наверное.
Д.И.: А на ней можно покататься?
В.З.: Вот этого я не знаю.
А.К.: Но они мечтают об этом. Я, пользуясь случаем, хочу обратиться к сёрферам: такая волна есть. Друзья, ждите!
Владимир Евгеньевич Захаров был гостем программы «Наука 2.0». Спасибо Вам большое, Владимир Евгеньевич! Много интересного и, как выяснилось, полезного узнали благодаря беседе с Вами.
Примечания:
1. Американский физик-теоретик Robert Kraichnan (1928–2008), см. http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kraichnan
2. Нелинейная теория волн — теория, объясняющая, как ведут себя волны с большой амплитудой колебаний.
3. Солитон — это уединённая волна в средах различной физической природы, сохраняющая неизменными и свою форму, и скорость при распространении.
4. Теория чисел — раздел математики, занимающийся изучением целых чисел и соотношения между ними. Современная теория чисел в качестве аналога целых чисел рассматривает существенно более сложные алгебраические объекты.
5. Интегрируемые системы — системы с конечным числом степеней свободы, обладающие большим числом сохраняющихся величин.
6. Чёрные дыры — области в пространстве и времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. Для описания закономерности их существования используют достаточно сложный математический аппарат.
Программу «Наука 2.0» — совместный проект «Полит.ру» и радиостанции «Вести ФМ» — вы можете услышать по субботам, после 23.00, на волне 97,6 FM. Полный текст расшифровок см. на сайте www.polit.ru
Страшнейшая из амортизаций
Анастасия Казанцева
Научный журналист не может быть интеллигентным человеком.
Во-первых, он журналист, т.е. вынужден быть настойчивым. Он мешает приличным людям заниматься делом, требуя от них каких-то дурацких интервью, — к сожалению, часто это воспринимается именно так, необходимость существования прессы все признают теоретически, но на практике никому не хочется менять свои планы ради какого-то там информирования общества.
Во-вторых, он научный. На практике это означает нетолерантность к невежеству и его носителям. Отличный стимул для работы, один из наиболее действенных. Нормальным людям популяризация не нужна, они прочитают первоисточник. Популяризация нужна тем, кто пишет у себя в блоге: «мы немного подправили назначение врача и вместо иммунно-бактериальной бяки ввели общеукрепляющую и противовосполительную гомеопатию» (орфография тоже авторская). Интеллигентный человек посчитал бы, что это не его дело. Научный журналист негодует, что приводит к появлению неплохого разоблачительного сюжета: константа Авогадро, эффект плацебо, память воды о динозаврах.
К моему большому сожалению, пропадает эффективный стимул: только небольшая часть научно-популярных тем попадает в зону военных действий против реально существующих носителей невежества (энциклопедия интернет-мемов lurkmore.ru называет такую борьбу словом «холивар»; особенно прекрасно, что во всех примерах околонаучных холиваров, будь то ГМО, прививки или гомеопатия, авторы этого портала выступают за наших и против мирового невежества).
У большинства предметов обсуждения внешнего врага нет. Никто не будет проводить часы на форумах, разгневанно доказывая, что ученые никогда не секвенировали геном арабидопсиса, нефть невозможно разделить на фракции, а ультрафиолетовые волны длиннее инфракрасных. Потенциальной аудитории в общем-то это не очень важно. Секвенировали — хорошо, нет — ну и ладно.
