Загадки для знатоков: История открытия и исследования пульсаров. - Павел Амнуэль

Психологическая инерция, преодолевать которую мы пока не научились, не позволяет сознанию безумствовать всегда, вводит его в рамки здравого смысла. Из-за этого сознанию бывает очень трудно нащупать решение — оно часто выглядит безумным. Похоже, что у подсознания такого тормоза нет. Далекие ассоциации, невероятные аллегории и аналогии — в эту невидимую игру подсознания и вклинивается вдруг ассоциация, аналогия, несущая решение. Потому часты озарения «во сне» или «на прогулке». Алогичность снов не имеет ничего общего с логикой науки. Этим же отличается гениальная идея от обычной. Уже потом, найдя правильное решение, выплывшее будто бы из «ниоткуда», можно навести мосты логики, построить дорогу от старой идеи к новой. Подсознание проводит пробы, а интуиция выбирает из них верную. Роль интуиции — в выборе, но для того чтобы выбрать, нужно иметь из чего выбирать!.. Поэтому, говоря об Эйнштейне, мы вовсе не опровергаем метод проб и ошибок. Дело в неисследованной пока роли подсознания.

Неизвестно, как работает наше подсознание, но то, что оно перебирает различные идеи — это гипотеза, которая выглядит вполне правдоподобно. То, что решение как бы «всплывает» из подсознания, доказано психологами, да и сами ученые подтверждают. Сократ говорил, что у него есть личный демон, который подсказывает ему мысли. Многие ученые говорят о «внутреннем голосе». Г. Селье писал: «Построение гипотез гораздо меньше зависит от логического мышления, чем думает большинство людей. Ни одна гипотеза не может быть создана, путем только логического рассуждения, потому что она… основывается на недостаточном количестве данных…»

Работа подсознания скрыта от взгляда, и нередко самому ученому кажется, что он просто отгадал верный закон. И сам метод предсказания законов сводится именно к правильному угадыванию. Известный американский физик Р. Фейнман пишет: «Угадывание уравнений по-видимому очень хороший способ открывать новые законы». И дальше поясняет свою мысль; «Вообще говоря, поиск нового закона ведется следующим образом. Прежде всего о нем догадываются… Для того чтобы угадать, что сохранить и что отбросить, требуется немалое мастерство. По правде говоря, я вполне допускаю, что дело здесь только в удаче, но выглядит все именно так, как если бы для этого требовалось большое мастерство».

Довольно странное утверждение! Сказать, что новые законы нужно угадывать — это сказать, что все решает лотерея. Ты не угадал, угадает другой. Ты попробовал и ошибся, другой попробует и попадет в точку. Почему же гений чаще попадает в точку?

Нужно попытаться нащупать систему. Морфологический анализ — первый шаг к системе. Он позволяет сознательно делать то, что обычно выпадает на долю подсознания. Но ведь должен еще существовать какой-то метод выбора! Из подсознания обычно «всплывают» наиболее интересные и перспективные идеи. Часто — верные. Как из морфологического ящика сознательно выбирать такие идеи? Вот о чем нужно подумать…

Глава четвертая

Патруль сверхновых. Загадки Крабовидной туманности. Мозговой штурм. Синектика

Чтобы узнать истину, нужно вообразить миллион неправильностей.

Цвикки оказался настоящим ученым — он не отступил. В течение почти тридцати лет он да еще В. Бааде и Р. Минковский были, пожалуй, единственными астрономами, твердо убежденными в том, что нейтронные звезды существуют.

Чтобы найти нейтронную звезду, предсказанную методом направленной интуиции, Цвикки полностью посвятил себя исследованию сверхплотных звезд.

Но как увидеть вспышку сверхновой?

В нашей Галактике последняя такая вспышка, видимая с Земли, произошла в 1604 году. Значит, вся надежда на счастливый случай и на вспышки в других галактиках. Но уже в тридцатых годах число известных галактик — звездных островов во Вселенной — достигало десятков тысяч. В какой из них ждать вспышку? Для того чтобы наверняка «поймать» момент вспышки сверхновой в другой галактике, нужно наблюдать сразу много галактик. В 1933 году в обсерватории Маунт Вилсон был организован патруль сверхновых. На небе были выбраны 175 площадок, в которых наблюдались около трех тысяч довольно близких галактик. Эти площадки регулярно фотографировали, и снимки сравнивали между собой. Из ночи в ночь. Недели и месяцы. За три года было сделано 1625 снимков, на которых удалось обнаружить 12 сверхновых. Конечно, каждую вспышку сразу же исследовали — этим занимались Бааде, Минковский и М. Хьюмасон. Главными задачами были — получить спектры вспышек и построить для каждой вспышки кривую блеска, то есть описать, как меняется со временем блеск сверхновой.

Спектры сверхновых, как следовало из наблюдений, совершенно непохожи на спектры обычных новых звезд, вспыхивающих в Галактике. В чем же разница? В спектре новой звезды видны яркие линии излучения, а вскоре после максимума блеска появляются и многочисленные линии поглощения, хотя и довольно размытые, но все же достаточно четкие, чтобы можно было сказать, какому элементу они принадлежат. В спектрах новых звезд были обнаружены линии гелия, водорода, натрия, углерода, кислорода, других элементов. Линии были смещены в голубую сторону — оболочка новой приближалась к наблюдателю со скоростью до 2 тысяч км/с.

В спектрах сверхновых, полученных Хьюмасоном, линий не было. Вместо них в совершенно неожиданных местах были обнаружены очень широкие полосы излучения. Только две полосы удалось довольно быстро отождествить — это оказались очень сильно расширенные линии кислорода, такие, какие наблюдаются в спектрах полярных сияний.

Чтобы отождествить остальные полосы, понадобилось почти тридцать лет. Сделать это удалось лишь в 1963 году Д. Мак-Лафлину. Он сказал: а что если все наоборот? Что если на самом деле мы видим не полосы излучения на темном фоне, а полосы поглощения на ярком? И Д. Мак-Лафлин доказал, что в действительности в спектрах наблюдаются темные полосы углерода, кислорода (что бросилось в глаза — водорода не было!), но размытые до неузнаваемости, и при этом смещенные в голубую сторону спектра на величину, соответствующую огромной скорости движения до 10–20 тысяч км/с!

Спектры исследованных 12 сверхновых были очень похожи друг на друга. Похожи были и кривые блеска. Вывод напрашивался: сверхновые являются однородной группой объектов.

Но… вывод был слишком поспешным. В 1940 году Р. Минковский получил спектр очередной сверхновой и не узнал его. Спектр был не похож на все предыдущие. И Минковский был вынужден объявить: вспышки сверхновых бывают по крайней мере двух типов. Сверхновые I типа имеют яркие полосы в спектре (дело было задолго до работ Д. Мак-Лафлика), а сверхновые II типа не имеют. Более того, оказалось, что сверхновые II, типа вспыхивают не реже, чем сверхновые I типа. И то, что за несколько лет патрулирования удалось открыть 12 вспышек I типа и лишь одну II типа, было следствием слепой игры случая. Того самого случая, который путает даже самые правильные рассуждения…

Выяснилось, что спектры и кривые блеска всех сверхновых I типа похожи друг на друга, как близкие родственники, а характеристики сверхновых II типа могут меняться в очень широких пределах, которые до сих пор еще четко не установлены.

В начале сороковых годов были добыты новые сведения и о галактических сверхновых. Точнее, об одной сверхновой — вспышке 1054 года. Крабовидная туманность считалась в то время единственным известным остатком вспышки сверхновой. Положения на небе остальных исторических вспышек были так неопределенны («на полциновки от Близнецов»…), что поставить в соответствие оптической вспышке какую-нибудь газовую туманность или звезду было невозможно. Естественно, что интерес «ловцов сверхновых» сосредоточился на Крабовидной туманности.

Морфологический анализ позволил в конце тридцатых годов сделать еще несколько «научных пророчеств», оправдавшихся впоследствии. Ф. Цвикки утверждал, например, что большая часть энергии вспышки сверхновой должна излучаться не в видимой области длин волн, а в области невидимых ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучей, а также в радиодиапазоне. Все эти виды излучений были затем (через два-три десятилетия!) обнаружены у Крабовидной туманности.

Предсказание прямо следовало из предположения, что при вспышке сверхновой рождается нейтронная звезда. Гравитационная энергия нейтронной звезды около 1053 эрг, а гравитационная энергия Солнца около 1048 эрг. Если сжать Солнце до размеров нейтронной звезды, разница между этими энергиями должна быть потеряна в пространство. Потеряна в виде излучения, кинетической энергии оболочки или иным способом. Сверхновая при вспышке излучает в оптическом диапазоне «всего» 1050—1051 эрг — в сотни раз меньше. Где остальная энергия? Естественно предположить, что она выделяется в такой форме, которую мы пока наблюдать не можем. В виде рентгеновских, гамма-, радиолучей, то есть всех излучений, наблюдать которые в тридцатые годы не умели.