Наука. Как она работает.
В пяти (!!!) частях под общим названием «Феномен науки. Как и зачем» я рассказал про науку все, что хотел. Наверное, слишком много и слишком утомительно для блога. Но по прошествии времени и после повторных прочтений материала возникло не только недовольство качеством изложения и острое желание поправить – это всегда неизбежно. И всегда поздно. Возникло также понимание неполноты изложенного.
То есть, я, как сумел, рассказал про науку – как «эта машинка» устроена и зачем она нам нужна. Но самое главное я не рассказал – я не рассказал, как «эта машинка» работает. Потому я решил еще раз испытать терпение читателей и сотрудников «Однако». И написать еще одну заметку.
Читающих прошу учесть, что данная заметка является не только самостоятельным материалом, но и иллюстрацией к тем механизмам, формам и способам планирования, финансирования и реализации научных исследований, которые были описаны в «Феномене науки». Засим приступим.
Присказка
Начало пятидесятых. Ленинград. Мальчик ходит в школу, в спортивные секции, в кино, читает книжки. Впитывает в себя стереотипы эпохи, ее идеалы и цели. И хочет стать. Кем, пока не знает, но уже догадывается.
Шестой класс. Отец говорит – будешь инженером, будешь делать нужное всем. Мальчик отвечает – нет, я хочу делать то, что всем нужно, но еще никто не умеет. Я хочу узнавать новое… И делать то, что ни у кого не получается. Все, как и у многих тогдашних мальчишек.
Восьмой класс. Кино про физиков. Мальчик пытается учить матанализ. Получается плохо. Чтобы сгладить непонимание, мальчик пишет ужасно красивые конспекты, выводя совершенно неотразимые фигуры интегралов и формулы производных. Понимания еще нет, но уже есть повод задирать нос – приятели и девочки погладывают с интересом.
1964 год. Десятый класс. С анализом покончено. Мальчик, нет, уже юноша вцепился в высшую алгебру и теорию аналитических функций… И отцепился. Непонятно, зачем все эти мудрости. Занялся физикой и химией сверх программы. Стало чуть понятнее. Попалась книжка про Никола Тесла. И все – мальчик кончился. В том смысле, что дальше судьба была уже определена. Башня Тесла. Тунгусский метеорит. Глобальное распределение энергии по земному шару. Электромобиль Тесла с подпространственным энергоприводом. Телепортация военного корабля… Понятно, что делать, понятно, зачем делать.
Ну и что, чем мы хуже?! За два месяца юноша сварганил совершенно потрясающую теорию распределения энергии во времени, в которой метрика пространства продавливается неким воздействием, как палец продавливает резиновую мембрану. Красиво оформил, переплел и отослал… И стал ждать вызова. В Академию Наук. Или куда похлеще. Вызова не было. Между делом поступил в Политехнический институт. А вызова все не было.
Юноша стал упорно доставать рассказами про свою теорию всех, кто был в пределах досягаемости, прежде всего, родню. Родня, как самая беззащитная аудитория, испугалась. Позвонила знакомым в Москву. Те поняли критичность ситуации. Юноша получил приглашение в Институт Физических проблем. Приехал. Дал тетрадку молодому доктору наук. Тот посмотрел. Сказал:
– Пустая болтовня и никому не нужно. Ты хоть понимаешь, что такое метрика пространства?
Юноша начал что-то блеять. Его прервали.
– Не понимаешь. Метрика – это законы сохранения. Хочешь их нарушать?
– Хочу!
–??? Ну иди… Нарушай. Вот тебе телефон в Ленинграде. Сдавай там теорминимум по курсу Ландау. Сдашь – звони.
Сказка
1978 год. Прошло несколько лет. Юноша, нет, уже молодой специалист, окончил Политех, поступил работать в НПО с радиотехническим профилем. С теорминимумом не заладилось. Сдал-таки два курса, механику и электродинамику. А дальше опять стало неясно – зачем. Ясно, что инструмент. Но к чему его прилагать?
Вопрос «зачем» провисел в воздухе не один год. Уже не касательно теорфизики, а вообще – зачем наука? Нужен был ответ. Свой, простой, внятный и четкий. И чтоб без красивостей.
Работа шла своим чередом – расчеты, прогоны, испытания, техника безопасности, профсоюзные собрания… Между этими делами стал прорезаться ответ на вопрос про науку – «зачем». Простой и до стыда очевидный. «Чтобы было, куда жить». Всем. И сейчас, и через год, и через сто лет.
Надо было заниматься не просто исследованием нового и ранее неизвестного, а устранением тупиков, проблем, кризисов и коллапсов, в которые попадает инженер, отрасль, нация, цивилизация в процессе своего развития. Необходимо было не только находить новые возможности для решения старых проблем, но создавать перспективу для дальнейшего непротиворечивого развития.
Но это вообще. А конкретно мне и здесь что делать? Проанализировал, как сумел. Получилось, что главные тупики и кризисы рождаются и будут углубляться из-за ограниченности возможностей коммуникаций. Всяких – информационных, энергетических, вещественных (материальных). Ну а самый главный, глобальный тупик – ограниченность пространственной экспансии размерами Земли. Этим и надо заниматься – поиском принципиально новых способов передачи информации, энергии, вещества. Примерил к кумиру – Тесла. Получилось, что он именно этим и занимался – снимал застарелые проблемы коммуникаций, открывал новые возможности. Так определилась цель работы и жизни, неотделимая от науки.
Из инженерной записки в Правительство (2008г.):
«Целью научно-исследовательских работ, проводимых мною в течение 30 лет, является изучение механизмов и разработка устройств для энергетических, информационных и материальных коммуникаций, инвариантных по отношению к метрике и материальной структуре пространства. Практически такое устройство (для него принято название Т-гейт) должно осуществлять полную (без потерь) адресную передачу энергии, информации и, в перспективе, вещества независимо от расстояния и материальных препятствий между источником и приемником. Создание рентабельных Т-гейтов различного типа снимает проблемы энергетических, информационных и материальных коммуникаций. Практическая реализация Т-гейта вызовет цивилизационный скачок, аналогичный тому, какой имел место при освоении электрических процессов в области генерации и распределения энергии, связи и информатике».
Но исследованиями заняты сотни тысяч. А реально новые возможности появляются все реже, а проблем и тупиков становится все больше. Почему? Наука занята в основном ситуациями и пространствами, в которых все мягко и ровно – линейно или конформно (это когда углы сохраняются). Там, в этих пространствах и в этих ситуациях, все понятно, стройно, логично и предсказуемо.
И близко к исчерпанности. Потому и возможностей улучшения все меньше, а тупиков все больше.
Раз современная научная парадигма ученых и инженеров линейна и конформна, то шанс для получения новых возможностей надо искать, работая с областями пространства, в которых все принципиально нелинейно и сингулярно.
Что это за области пространства? На первых курсах студентам рассказывали про плоскость Кулона – это плоскость, в которой отталкиваются одноименные полюса магнитов и одноименные заряды. Там резко меняются градиенты поля. Свойства этих участков пространства были какими-то странными, это отметил и упомянул в своем седьмом мемуаре еще двести с лишним лет назад (в 1780 году) французский военный инженер Шарль Кулон. Именно в плоскости Кулона может быть технически просто и контролируемо создана некая сингулярность пространства. Необходимо инструментально создавать плоскость Кулона и исследовать свойства этого участка пространства. Так определился предмет исследования.
Из инженерной записки в Правительство (2008 г.):
«Возможны различные подходы к созданию Т-гейта (квантово-механический, электродинамический, гравитационный (коллайдер) и др.). Мною (вслед за Н.Тесла) прорабатывается электродинамический подход, в соответствии с которым необходимо устройство, создающее и непрерывно поддерживающее устойчивую динамическую плоскость Кулона – область пространства с принципиально сингулярными свойствами. Такой подход имеет существенные преимущества перед альтернативными вариантами построения Т-гейта. Как по уровню энергетических процессов (квантовомеханические – слишком малы, гравитационные – слишком велики), так и по степени управляемости.
Аналогичные работы ведутся в мире. Недавно проскользнула информация о том, что израильские ученые сумели осуществить адресную телепортация (мгновенную передачу) электрона (передача энергии) и атома бериллия (передача вещества). Недавно также появилась информация о создании дистанционных устройств питания для сотовых телефонов и компьютеров. Анализ доступных материалов позволяет сделать вывод, что это устройство основано на использовании свойств острорезонансной динамической плоскости Кулона».
1983 г. Как создавать плоскость Кулона? В каких режимах исследовать? Теории коммуникационных процессов в нелинейных средах фактически не было. Молодой специалист, нет, уже инженер стал работать в этом направлении, благо, подготовка позволяла. Вывел Уравнение баланса производных (УБП), которым ужасно гордился (и до сих пор гордится). Работа над выводом и приложением УБП дала практический результат – удалось создать алгоритм анализа сложных нелинейных цепей в частотной области, полностью удовлетворивший начальство и позволивший защитить кандидатскую диссертацию. Наметился некоторый карьерный рост.
Анализ процессов с помощью разработанного теоретического аппарата показал, что для эффективного функционирования Т-гейта плоскость Кулона должна образовываться не постоянными зарядами и токами, а переменными, высокочастотными. То есть, необходимо было создавать динамическую плоскость Кулона.
После многократно проведенных расчетов выяснилось, что требуемые технические характеристики энергоблоков, генерирующих высокочастотную энергию, и инжекторов, создающих плоскость Кулона, просто недостижимы для существующего уровня мощного радиостроения. Буквально все технические показатели необходимо было улучшать и повышать в десятки раз. И во столько же раз уменьшать габариты, трудоемкость изготовления и стоимость изделий. Тупик, маниловщина, как вполне обоснованно утверждали коллеги. Существующие конструкции отрабатывались десятилетиями и были настолько совершенны, что даже десятипроцентное улучшение характеристик было сенсацией и тянуло на Госпремию. А тут в разы, в десятки раз. Так не бывает.
1995 год. На доказательство того, что так бывает, у кандидата наук ушло больше десяти лет. К середине девяностых годов была полностью разработана принципиально новая концепция построения сверхширокополосных усилителей, способных генерировать с неограниченно большие высокочастотные мощности – концепция каскадного суммирования мощностей – КС. Практическим выходом этих работ были сверхмощные высоковольтные КС-транзисторы и КС усилители, трудоемкость, себестоимость изготовления и массогабаритные характеристики которых были на порядок меньше, чем у аналогов. Задача создания энергоблоков для Т-гейтов была принципиально решена.
Из инженерной записки (2008 г.):
«К практическому применению (проектирование и промышленный выпуск) на данной стадии исследований готовы следующие промежуточные разработки, имеющие фундаментальный характер в своих областях:
Первое препятствие на пути создания Т-гейтов было устранено. Мощности можно было получать. За монографию, описывающие КС-усилители, кандидат получил ученую степень доктора философии (PhD). Стали появляться какие-то элементы признания.
Но полученные мощности существовали только в форме электрической энергии. Для того чтобы воздействовать на пространство, их нужно было инжектировать в пространство, нужны были мощные широкополосные инжекторы (антенны, проще говоря), способные формировать динамическую плоскость Кулона в пространстве. Существующие технические решения (типа двух встречно включенных катушек индуктивности) способны были работать только на одной резонансной частоте с очень узкой полосой пропускания. С их помощью вероятно можно было бы передать энергию (типа источника постоянного напряжения). Но передавать информацию в принципе было нельзя. Да и передача энергии оказывалась весьма малоэффективной (в пределах долей ватта) и работала на небольших расстояниях (в пределах десятка метров).
Фактически опять возникла противоречивая задача. Необходимы были излучающие системы, работающие в острорезонансном режиме (в узкополосном режиме высокой добротности, как говорят специалисты), но при этом этот узкополосный режим должен был быть не просто широкополосным, но сверхширокополосным. Коллеги при обсуждении вполне здраво утверждали, что природу не обманешь. И режим может быть или резонансный (узкополосным) или широкополосный. Опять – так не бывает.
2005 год. Природу конечно нельзя обмануть. Но ее можно понять. На то, что бы понять и доказать в очередной раз, что «так бывает», понадобилось еще примерно десять лет. В результате настойчивых попыток такого понимания появились на свет так называемые сингулярные неоднородные линии - электродинамические конфигурации сложной пространственной формы, в которых теоретически удалось получить этот самый пресловутый «сверхширокополосный резонанс». Практическим выходом этой серии работ были конструкции малоразмерных широкополосных передающих антенн (носимых, бортовых, стационарных) для систем радиосвязи СВ-КВ-УКВ диапазонов.
Из инженерной записки (2008 г.):
«К практическому применению (проектирование и промышленный выпуск) на данной стадии исследований готовы следующие промежуточные разработки, имеющие фундаментальный характер в своих областях:
...Итак, подготовительный этап длиной почти 30 лет, закончен. Необходимые для создания Т-гейта устройства разработаны и могут быть изготовлены. Пришла пора изготовления макета Т-гейта и экспериментальной работы с динамической плоскостью Кулона. Пришла пора не рассказывать, а показывать.
На этом сказка закончилась. В следующей части поговорим о реальности.
Комментарии