Переход на метафизический уровень и постановка дополнительных вопросов для многих кажется ненужной игрой, иэта точка зрения вполне допустима, а со многих точек зрения имеет огромные преимущества. То, что я пытался сказать во второй части своей статьи, было сформулировано весьма осторожно: если мы по тем или иным причинам (в конце концов, просто из любопытства или в качестве интеллектуальной игры) перейдем на метафизический уровень и позволим себе задавать «нефизические» вопросы, то одним из них будет вопрос о механизме выбора альтернативы, а одним из решений этого вопроса (на мой взгляд, – красивым) является отождествление сознания и селекции.
Конечно, такое решение проблемы селекции является чисто словесным и потому с точки зрения физика может вообще не представлять ценности. Однако для метафизики характерны именно словесные решения. В данном же случае решение представляется красивым, потому что оно решает (сближает между собой) две трудные концептуальные проблемы из совершенно разных областей науки: 1) что означает понятие селекции в квантовой физике и 2) что означает понятие или явление осознания в психологии. Мы получаем объяснение (или описание) трудного понятия из области психологии в терминах, характерных для физики, и наоборот.
Кроме всего прочего, такая постановка вопроса делает очень естественной гипотезу о существовании активного сознания, способного изменить для данного наблюдателя вероятности различных альтернатив. Заметим только, что она корректна лишь в случае, если число эвереттовских миров бесконечно.
Бор Н. Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике/Нильс Бор. Атомная физика и человеческое познание. М. , 1961
Дойч Д. Структура реальности/Пер. с англ. М. ; Ижевск, 2001
Марков М. А. О трех интерпретациях квантовой механики: об образовании понятия объективной реальности в человеческой практике. М. , 1991
Менский М. Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов//Успехи физических наук. 2000. Т. 170. № 6
Менский М. Б. Квантовое измерение: декогеренция и сознание//Успехи физических наук. 2001. 171. № 4
Менский М. Б. Квантовые измерения и декогеренция. Модели и феноменология/Пер. с англ. М. , 2001
Пенроуз Р. Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики/Пер. с англ. М. , 2003
Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. Ижевск, 1999
Everett H. Relative state formulation of quantum mechanics//Rev. Mod. Phys. 1957. V. 29; Reprinted in: Quantum Theory and Measurement/Ed. by J. A. Wheeler, W. H. Zurek. Princeton, 1983
Squires E. The Mystery of the Quantum World. Bristol; Philadelphia, 1994
The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics/Ed. by B. S. DeWitt, N.Graham. Princeton, 1973
Vaidman L. The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanic//The Stanford Encyclopedia of Philosophy/Ed. by Edward N. Zalta. Http://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/
Whitaker A. Many minds and single mind interpretations of quantum theory//Decoherence: Theoretical, Experimental, and Conceptual Problems/Ed. by Ph.Blanchard, D.Giulini, E.Joos, C.Kiefer, I.-O.Stamatescu. Berlin, 2000
Wigner E. P. Remarks on the mind-body question//The Scientist Speculates/Ed. by L. G. Good. London, 1961; Reprinted in: Quantum Theory and Measurement/Ed. by J. A. Wheeler, W. H. Zurek. Princeton, 1983
Тема№ 306(94)
Эфир 15.10.03
Хронометраж 49:40
Пульсирующие ледники
Котляков Владимир Михайлович – академик РАН
Десинов Лев Васильевич – кандидат географических наук
Александр Гордон: …когда это произошло, и кто впервые сделал такое наблюдение?
Лев Десинов: В какой-то момент надо будет выйти на космический мониторинг, потому что ледники пульсирующие в значительной степени мы сейчас изучаем дистанционно, у нас нет возможности изучать их по-другому, и мы сейчас все больше и больше информацию получаем уже оттуда.
А.Г. Поскольку мы уже в эфире, давайте начнем. Пожалуйста.
Владимир Котляков: Ледники – это феномен удивительный, это вроде хрупкое тело, когда он лежит, но на самом деле лед ведь течет. Стоит ему набрать определенную массу, как он начинает течь. Ледники, собственно, это большие ледяные тела, которые движутся, текут и движутся совершенно закономерно. Где-то наверху идет накопление льда, снег падает, и образуется масса льда, и лед начинает по рельефу течь вниз. Так, собственно, о ледниках думали много-много лет, может быть, даже веков.
А.Г. Как о ледяных реках.
В.К. Да, ледяные реки, так их называли, и текут они вниз по долине. Но уже в наше время, конкретно на моей памяти, в 60-х годах прошлого столетия, то есть всего-навсего меньше 50-ти лет назад, однажды, в 63-ем году, на Памире ледник Медвежий, так его называют, вдруг внезапно начал продвигаться вниз – большой ледник, километров 11 длиной вдруг начал продвигаться вниз. Подпрудил озеро, огромное озеро за ним образовалось, и это озеро, естественно, прорвало плотину, поскольку это была ледяная плотина, а не каменная, снесло поселок – в общем, все было, как в таких случаях происходит. И тогда мы впервые обратили внимание на эти ледники, и наш институт – Институт географии Академии Наук Советского Союза, послал туда экспедицию…
А.Г. То есть он вел себя не так, как положено леднику?
В.К. Да. Тогда, собственно, и возникло это название – «пульсирующие ледники». По-английски немножко по-другому они называются – «сердж», резкий всплеск. Тогда мы их начали изучать.
Прошло всего 6 лет, и случились новые события на Кавказе. Около города Орджоникидзе маленький трехкилометровый ледник также вдруг начал продвигаться вперед и прошел 4 километра, в то время как длина его была всего 3 до этого. То есть удлинил себя в два раза. Это я видел собственными глазами, потому что была образована правительственная комиссия на уровне Российской Федерации, и меня включили в эту комиссию.
Л.Д. Произошло это с начала октября по 10 января.
А.Г. То есть за три месяца он проделал…
В.К. Да, за три месяца он прошел примерно 4 километра. И все очень боялись, что с него пойдет сель. Но, слава Богу, этого не случилось тогда. По-видимому, потому что это была зима, было мало воды, и он, продвинувшись, остановился.
Л.Д. Владимир Михайлович, но боялись-то потому, что в 1902 году он продвинулся по-настоящему, с селем, унес 30 человеческих жизней. То есть это все была очень серьезная история.
В.К. Интересно, что когда мы начали понимать, что это за ледники, выяснилось, что их не так уж и мало. В Тирольском музее нашлись картины, написанные в ХУП или в начале ХУШ века, где эти ледники были изображены, потому что в Альпах такие ледники тоже есть. Выяснилось, что это ледники можно найти по всему миру, не в каждых горах, но в большинстве. Они очень резко отличаются от обычных ледников.
Тут возникает первый и главный вопрос: а можно ли их различить? Мы нашли разные признаки. Лев Васильевич, может, даже об этом расскажет, их очень много, признаков внешних. Мы в 80-ом году имели программу наблюдения их с орбитальной станции «Салют-6», Лев Васильевич был главным организатором этих работ. Космонавты, летавшие там, наблюдали ледники из космоса, тогда уже мы знали визуальные признаки этих ледников.
Л.Д. Дело в том, что космический полет позволяет видеть много ледников сразу. И не обязательно даже на территории Советского Союза – в то время или сейчас Российской Федерации, но и на сопредельных территориях, и сравнивать разные признаки. А для того чтобы понять, какие же признаки отличают ледник пульсирующий от обычного, как раз и важно видеть много объектов.
В те годы, 70-80-е годы, было установлено, что у пульсирующего ледника нижняя часть – ледниковый язык – имеет некую выпуклую форму, а у ледника обычного, как правило, – вогнутый профиль поперечного сечения. И когда ледник активизируется, мы видим, как сверху лед подтекает в нижнюю зону, как ледник постепенно становится все более и более выпуклым. Сверху идут так называемые волны активизации. Это такие дугообразные волны вспучивания, скажем так, которые своей выпуклостью обращены вниз по долине, они медленно продвигаются, одна волна настигает другую волну, они порой сближаются. Существует масса и других признаков. Поэтому как раз орбитальный обзор позволял на огромных территориях, скажем, Памира и Каракорума сразу, выявлять несколько пульсирующих ледников. Но, конечно, все-таки основное – это приход наземной группы исследователей, и конкретный ледник уже изучался детально на Земле.
В.К. Мы оказались пионерами в этой проблеме, но спустя буквально несколько лет весь научный мир заинтересовался ими, потому что таких ледников довольно много, скажем, и на Аляске. Я однажды летел на Аляске на маленьком самолетике со своим приятелем, американцем-ученым, и мы с ним открыли новый подобный ледник. Действительно, все его признаки были налицо… А это был ледник километров 30 длиной, большущий ледник, там громадные ледники. На Аляске, на Шпицбергене, на Памире, в Каракоруме, это наиболее яркие горные системы…
Л.Д. Очень интересны ледники пульсирующие в Исландии, потому что там вулканизм, и это все проявляется на базе вулканизма.
В.К. Дальше возникает вопрос, почему один ледник пульсирующий, а другой не пульсирующий? Современные представления таковы, что пульсирующий ледник имеет какие-то препятствия для своего движения, разного рода препятствия. То есть он накапливает массу и отдать ее не может. Нормальный ледник накапливает и отдает, накапливает и отдает, у него как бы баланс сохраняется, иногда немножко больше, тогда ледник растет, иногда немножко меньше, тогда он отступает. Сейчас большинство ледников отступает, потому что климат в эти более теплый. Но пульсирующие ледники набирают массу, и когда какой-то предел наступает, что-то внутри меняется, меняется механизм движения.
А.Г. Есть какой-то спусковой механизм.
В.К. Да, меняется механизм движения, и он резко выбрасывает массу вниз по рельефу. В этот момент меняются какие-то свойства материи, меняется то, что научным языком называется реологические свойства. То есть он получает возможность быстро течь, разламывается, в нем появляется вода, смазка какая-то, и он выбрасывает массу. Выбросив ее, он становится меньше, и тогда замирает, как бы утихает, начинается период нового накопления массы. Но это в идеале, а на самом деле…
И это происходит регулярно. Мы заметили, что пульсации ледника Медвежий на Памире, который я упомянул, происходили – в те годы – примерно через 10-13 лет. Одну мы сумели предсказать – в 73-м году. Мы тогда вели там регулярные наблюдения и сказали, что в 73-ем году он достиг такого состояния, что в ближайшие месяцы должна случиться следующая подвижка. И она случилась примерно в то время, о котором мы говорили. Это помогло местным властям, это Ванчская долина, не очень населенная, но все-таки там люди живут, наше предсказание позволило по крайней мере избежать жертв, это уже точно.
Л.Д. И в 87-ом году мы ведь тоже сказали, что через один-два года ледник снова придет в движение. И за два года до подвижки 89-го года тоже было ясно, что ледник Медвежий активизируется. Последняя пульсация, которая завершилась в том году, тоже была обнаружена. То есть на этом объекте есть достаточно признаков, которые позволяют прогнозировать его поведение.
А.Г. Такая периодичность говорит не в пользу, если я правильно понял, первой гипотезы, которая была высказана, а именно, сейсмической гипотезы объяснения поведения таких ледников.
В.К. Один из районов, которые я упомянул, Аляска – это очень сейсмический район, там действительно бывают сильные и большие землетрясения. Так вот, нет прямой связи между землетрясениями и подвижками ледников. Пусть случается землетрясение, но ледник живет своей жизнью, и если он не готов еще, то ничего не произойдет. Землетрясение может быть пусковым механизмом, наверное, но ледник должен быть уже готов, он должен достигнуть такой стадии, когда он может двинуться. Если время будет, мы к этому вернемся уже на материале сегодняшних событий. Но пока я говорю о том, что бывает в принципе.
Эта периодичность, очевидно, довольно всеобщая, хотя само явление принимает разный характер. Лев Васильевич говорил, что во льду появляются волны, он постепенно начинает двигаться, сначала понемножку, потом резко, весь разбивается на блоки, целое месиво льда движется вперед. Но бывали и другие случаи. На том же Памире и на Кавказе бывает так, что появляется сель, то есть появляется много воды, и возникает, как мы говорим, водно-ледовый каменный сель, когда ледник, по существу, разламывается и уносится с водой. Такое случилось на Колке в 1902-ом году, и схожий случай был буквально в наши дни, совсем недавно.
Тут могут быть разные причины и разные обстоятельства. Главное, как я это понимаю, – это вода, без воды это невозможно. То есть подвижка возможна, но для резкого выброса льда все-таки нужна вода, потому что вода меняет условия, меняет физику, меняет механику.
Конечно, опасность возникает, как на Медвежьем, и от подпруживания. Понимаете, ледник идет вниз по долине, справа приток реки. Ледник перегородил долину. А что такое ледник? Ледник – это лед толщиной в несколько сотен метров. Получается плотина…
А.Г. Вода начинает подниматься…
В.К. Плотина запирает долину, моментально появляется озеро, потому что воде некуда деваться. Но лед-то легче воды, и ледяная плотина не может быть прочной. Вода, конечно, дырочку найдет. И постепенно-постепенно вода до какого-то уровня доходит, потом прорывается. А если идет прорыв, то возникает совершенно колоссальный объем воды, иногда просто миллионы кубометров воды.
А.Г. Я читал, что чуть ли не тот же Медвежий создал озеро глубиной 80 метров.
В.К. Совершенно верно. Уровень озера поднялся на несколько десятков метров, затем оно дважды в одно лето прорывалось, давая сель, там и поселок геологов был снесен, в первом случае.
Л.Д. А вот представьте, какое событие в том году могло бы быть. Если говорить о том же Медвежьем, то его подвижка, шедшая около года и завершившаяся в прошлом году, была страшна вот чем. Дело в том, что если бы такое озеро было образовано в эти годы, то оно угрожало бы не только долине реки Ванч, о которой Владимир Михайлович говорит. Вспомним, что река Ванч попадает в Пяндж, а Пяндж – река пограничная, и два года назад, когда подвижка ледника началась, еще не завершились события в Афганистане. В долине реки Пяндж, на островах, сидели тысячи людей. То есть армия Дустума цеплялась за последние метры берега, а женщины, дети, старики, скарб – все это было на островах в Пяндже. Если бы такое озеро прорвалось, все было бы сметено. И второе, что нас волновало не меньше: вспомним, что, в конце концов, границу охраняют российские пограничные войска. Но, слава Богу, ледник не перекрыл долину, впервые ледник Медвежий не запер долину. Правда, тогда мы находились в тесной связи с нашими пограничными войсками, мы регулярно сообщали им о том, есть угроза или нет. То есть это на самом деле серьезные практические задачи.
В.К. Но опять возникает научный вопрос: а связаны ли эти подвижки с климатом?
Л.Д. Да, вода-то откуда-то должна появляться.
В.К. Как это связано с климатом? По нашим представлениям, прямой связи с климатом здесь, конечно, никакой нет, тут главное значение имеют события в самом леднике.
А.Г. То есть, жаркое лето или не жаркое.
В.К. Допустим, климат меняется, как сейчас, идет потепление, значит, ледники уменьшаются в размерах, отступают. И меняя свою конфигурацию, они действительно могут стать менее опасными. Вот очень известный случай – в середине Х1Х века русские пришли на Кавказ и начали строить Военно-грузинскую дорогу. В первые годы, когда ее уже построили, она для колесного транспорта уже годилась, она несколько раз перекрывалась ледником. Ледник Девдорак несколько раз вылезал на Военно-грузинскую дорогу и устраивал всякие неприятности. А в начале ХХ века все кончилось, и ледник Девдорак, собственно, сейчас перестал быть в этом смысле опасным. Это, как мне представляется, связано с каким-то общим процессом, он уменьшился в размерах, и условия его уже изменились.
А.Г. То есть он перестал быть пульсирующим ледником?
В.К. Перестал быть опасно пульсирующим. То есть какие-то периодические процессы в нем происходят, но это не вызывает катастрофических изменений.
А.Г. А известны случаи, когда ледник, классифицированный как обычный ледник, вдруг становился пульсирующим?
Л.Д. Здесь немножко все интереснее. Хоть мы и ведем наблюдения 30 лет, у нас нет хорошей статистики по всем ледникам мира, и даже по ледникам Советского Союза или, скажем, ледникам Кавказа. Поэтому мы периодически переводим отдельные нормальные ледники в разряд пульсирующих, когда видим активизацию ледника, когда видим набор неких признаков. И, вообще говоря, когда делаются карты ледниковых пульсаций, то мы привыкли считать, что ледник пульсирующий тогда, когда мы имеем, по крайней мере, два сообщения о том, что событие было…
А.Г. От достоверного свидетеля.
Л.Д. Да, когда это надежное свидетельство. Но если мы видим, что ледник только один раз проявил себя в таком направлении, мы на карте его обозначаем как условно пульсирующий. А когда видим только признаки отдельных пульсаций, то задумываемся. Поэтому если бы мы имели тысячелетнее наблюдение над ледниками, то могли бы перевести ледник в нормальный или пульсирующий. Хотя информации много, но недостаточно, чтобы так рассуждать.
Хотя, конечно, бывают случаи очевидные, когда ледник, казавшийся нормальным, вдруг становился пульсирующим. Простой пример. На Памире есть известнейший ледник Фортамбек, там сотни альпинистов ежегодно совершают восхождение на гору Пик коммунизма. Там стоит лагерь, где действительно высаживаются сотни людей каждый год, и этот ледник очень хорошо изучен. И вдруг в 89-ом году этот ледник наступил на много сотен метров, чего никто никогда не предполагал. Хотя, конечно, когда смотришь следы в долине, все те следы, что он оставляет от своей жизнедеятельности, видно, что и раньше такие события были. Поэтому, определяя – пульсирующий ледник или нет, нужно не просто смотреть на ледник, а нужно смотреть еще и на те следы, которые он оставляет в долине. Реконструируя по этим следам события прошлого, тоже можно многие ледники условно отнести к разряду пульсирующих. То есть, вообще говоря, очень много признаков существует не только на самом леднике.
И еще я хотел бы в отношении главного признака ледника пульсирующего. У ледника пульсирующего, кроме того что осложнен отток, все-таки в балансе массы приходная часть всегда превышает расходную. В этой бухгалтерии ежегодный приход вещества стабильно превышает расход.
А.Г. То есть, происходит накопление.
Л.Д. Конечно. И если год за годом это происходит, то накапливается избыточная, критическая порция льда, и она за счет одной только силы тяжести обязана сместиться вниз. Тут уже надо смотреть на то, о чем Владимир Михайлович говорил: есть возможность простого оттока или нет возможности простого оттока.
А.Г. То есть, равномерно это смещение или нет.
Л.Д. Конечно. Причем эти препятствия для оттока бывают разными. Ледник Медвежий все-таки залегает в прямой долине, там оттоку препятствует фактически его собственный язык и некая особенность ложа. А вот у Колки, у нее все совсем плохо. Здесь оттоку препятствует резкий поворот на 60 градусов. Леднику трудно вообще преодолеть этот поворот. И еще ледник входит в очень тесную буквально щель, в V-образный каньон, там ему тоже трудно протиснуться. У каждого ледника своя причина затруднения оттока. Но это один из двух главных признаков – плюс все-таки превышение приходной части над расходной в бухгалтерии.
А.Г. Давайте вернемся к воде. Откуда вода берется для того, чтобы сделать возможной эту резкую подвижку?
В.К. Вода в леднике есть всегда. У нас есть такое понятие – теплый ледник и холодный ледник. Теплый – когда его температура равна примерно нулю градусов по всей массе, таких ледников довольно много. А холодный – когда у него температура отрицательная. Но даже в холодном леднике всегда присутствует жидкая вода, даже зимой. Откуда она берется? Источников много, и самый простой – из атмосферы, идут дожди, тает снег, и он насыщает лед. Ледник – это не сплошное тело льда, он всегда с кавернами, с трещинами, с какими-то пустыми полостями, которые заполняются водой. Я однажды был внутри ледника, в такой полости, я просто туда зашел…
Л.Д. А я падал в трещину, пряма вниз в озеро.
В.К. Вода попадает туда летом или осенью, и остается там и зимой, не замерзает, там не хватает холода, чтобы ее заморозить. С другой стороны, ледник движется, идет все время его трение о борта долины, трение слоев – слой более плотного льда, слой менее плотного. Это трение всегда идет с выделением тепла и набирается вода.
Если вернуться к самому злободневному, к событиям на Колке, то наше представление заключается в том, что такое грандиозное катастрофическое событие произошло потому, в частности, – и может быть, даже в значительной степени, – потому что там было очень много воды.
Давайте вспомним последние годы на юге России. Все эти наводнения на Кубани, которые были и в прошлом, и в позапрошлом году. Последние три года на юге России были очень снежными, очень мокрыми, то есть осадков выпадало больше, чем в среднем, чем должно было быть в норме. Кроме того, прошлое лето было очень и очень дождливым. Проезжая позавчера буквально по соседней долине в районе Владикавказа, я видел неприятности, которые вызвала не эта катастрофа, а то, что произошло за полтора месяца до этого, в июле. В июле, еще до этой подвижки, по рекам прошли грандиозные сели, которые были вызваны тем, что было очень много воды. Эта вода сыграла очень важную роль в этом грандиозном совершенно событии, катастрофическом.
Мы сейчас подошли к проблеме Колки, и я тут хотел бы специально несколько слов сказать, потому что здесь существует много точек зрения. Такое событие, такое трагическое событие, неизбежно вызывает много попыток понять, как же это могло произойти. Наше представление состоит в том, что Колка – это обычный пульсирующий ледник. И он неизбежно должен давать регулярно такие всплески. Колка их до этого давал редко, но регулярно. Нам известна подвижка 1969-го года – то есть совсем недавно, которую мы уже наблюдали, 8 лет после этого там работала целая экспедиция. До этого известна в литературе подвижка 1902-го года, тоже жуткая… Есть признаки и даже какие-то остатки этого события в памяти людей, что такое было в 1830-х годах. Значит, раз примерно в 60-70 лет. И это происходит потому, что за 60-70 лет этот маленький ледник набирает примерно 100 лишних миллионов кубических метров льда. Эти 100 миллионов дают тот самый толчок, который и является началом такой подвижки.
А.Г. Но из того, что вы рассказали, я понял, что хотя в геологическом времени эти изменения катастрофические, все-таки в реальном времени они происходят довольно долго – 4 километра, скажем, за 5 месяцев – 200 метров в месяц. Здесь же события произошли в считанные секунды.
Л.Д. Во-первых, это бывает по-разному. Ведь что значит подвижка ледника? Ледник порой продвигается всего на несколько метров, а мы говорим, что это подвижка. Бывает, он продвигается на километры. А бывают подвижки, которые завершаются внутри контура, то есть ледник не покидает своих границ, однако же все признаки пульсации есть, масса льда из области оттока сверху перетекает на ледниковый язык, и все на этом успокаивается. То есть дистанции прохождения льда совершенно разные.
Но опасно, я возвращаюсь снова к воде, когда воды очень много, это играет решающую роль. Вообще, в ледниках, как я себе представляю, существует в среднем 4 горизонта воды. Существует два верхних ненапорных горизонтах, это в области аккумуляции, наверху, в трещинах, и две напорные области, одна – внутри тела ледника (может быть, там даже два-три горизонта), и еще одна совсем на дне.
Так вот, на дне слой воды бывает, как правило, всего-навсего один-два миллиметра. Мы говорим, ледник имеет воду на ложе, но это, как правило, один-два миллиметра. Однако же есть условия, и на Колке это было очевидно, которые дают резкое увеличение количества воды, в том числе на ложе и внутри. Какие это условия? Самые простые. Первое. Если давление возрастает, то температура плавления льда понижается. На Колке критическая масса постепенно росла, я готов об этом рассказать подробнее, если потребуется. Но скажу так, что за 6 недель Колка получил дополнительно примерно 15 миллионов тонн вещества в области оттока, давление возросло, и, следовательно, количество воды внутри и на ложе резко увеличилось.
Вторая причина. Такой ледник, как Колка (или исландские ледники) – это ледники, которые находятся на склонах вулканов. То есть соленость воды и льда там повышенные. А известно, что если соленость льда повышается, то температура плавления льда понижается. И, следовательно, из-за того, что мы имеем не просто дистиллированную воду, а несколько соленую, минерализованную (и мы еще не понимаем, насколько она минерализована), там тоже должно было быть количество воды увеличено – вот еще две очень серьезные порции. А вообще, в нормальном, в обычном леднике воды примерно 0,02 процента. Но те причины, о которых я рассказал, могут повысить количество воды в 10 раз.
Конечно, такое решение проблемы селекции является чисто словесным и потому с точки зрения физика может вообще не представлять ценности. Однако для метафизики характерны именно словесные решения. В данном же случае решение представляется красивым, потому что оно решает (сближает между собой) две трудные концептуальные проблемы из совершенно разных областей науки: 1) что означает понятие селекции в квантовой физике и 2) что означает понятие или явление осознания в психологии. Мы получаем объяснение (или описание) трудного понятия из области психологии в терминах, характерных для физики, и наоборот.
Кроме всего прочего, такая постановка вопроса делает очень естественной гипотезу о существовании активного сознания, способного изменить для данного наблюдателя вероятности различных альтернатив. Заметим только, что она корректна лишь в случае, если число эвереттовских миров бесконечно.
Библиография
Бор Н. Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике/Нильс Бор. Атомная физика и человеческое познание. М. , 1961
Дойч Д. Структура реальности/Пер. с англ. М. ; Ижевск, 2001
Марков М. А. О трех интерпретациях квантовой механики: об образовании понятия объективной реальности в человеческой практике. М. , 1991
Менский М. Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов//Успехи физических наук. 2000. Т. 170. № 6
Менский М. Б. Квантовое измерение: декогеренция и сознание//Успехи физических наук. 2001. 171. № 4
Менский М. Б. Квантовые измерения и декогеренция. Модели и феноменология/Пер. с англ. М. , 2001
Пенроуз Р. Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики/Пер. с англ. М. , 2003
Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. Ижевск, 1999
Everett H. Relative state formulation of quantum mechanics//Rev. Mod. Phys. 1957. V. 29; Reprinted in: Quantum Theory and Measurement/Ed. by J. A. Wheeler, W. H. Zurek. Princeton, 1983
Squires E. The Mystery of the Quantum World. Bristol; Philadelphia, 1994
The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics/Ed. by B. S. DeWitt, N.Graham. Princeton, 1973
Vaidman L. The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanic//The Stanford Encyclopedia of Philosophy/Ed. by Edward N. Zalta. Http://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/
Whitaker A. Many minds and single mind interpretations of quantum theory//Decoherence: Theoretical, Experimental, and Conceptual Problems/Ed. by Ph.Blanchard, D.Giulini, E.Joos, C.Kiefer, I.-O.Stamatescu. Berlin, 2000
Wigner E. P. Remarks on the mind-body question//The Scientist Speculates/Ed. by L. G. Good. London, 1961; Reprinted in: Quantum Theory and Measurement/Ed. by J. A. Wheeler, W. H. Zurek. Princeton, 1983
Тема№ 306(94)
Эфир 15.10.03
Хронометраж 49:40
Пульсирующие ледники
16.10.03
(хр. 00:44:44)
Участники:Котляков Владимир Михайлович – академик РАН
Десинов Лев Васильевич – кандидат географических наук
Александр Гордон: …когда это произошло, и кто впервые сделал такое наблюдение?
Лев Десинов: В какой-то момент надо будет выйти на космический мониторинг, потому что ледники пульсирующие в значительной степени мы сейчас изучаем дистанционно, у нас нет возможности изучать их по-другому, и мы сейчас все больше и больше информацию получаем уже оттуда.
А.Г. Поскольку мы уже в эфире, давайте начнем. Пожалуйста.
Владимир Котляков: Ледники – это феномен удивительный, это вроде хрупкое тело, когда он лежит, но на самом деле лед ведь течет. Стоит ему набрать определенную массу, как он начинает течь. Ледники, собственно, это большие ледяные тела, которые движутся, текут и движутся совершенно закономерно. Где-то наверху идет накопление льда, снег падает, и образуется масса льда, и лед начинает по рельефу течь вниз. Так, собственно, о ледниках думали много-много лет, может быть, даже веков.
А.Г. Как о ледяных реках.
В.К. Да, ледяные реки, так их называли, и текут они вниз по долине. Но уже в наше время, конкретно на моей памяти, в 60-х годах прошлого столетия, то есть всего-навсего меньше 50-ти лет назад, однажды, в 63-ем году, на Памире ледник Медвежий, так его называют, вдруг внезапно начал продвигаться вниз – большой ледник, километров 11 длиной вдруг начал продвигаться вниз. Подпрудил озеро, огромное озеро за ним образовалось, и это озеро, естественно, прорвало плотину, поскольку это была ледяная плотина, а не каменная, снесло поселок – в общем, все было, как в таких случаях происходит. И тогда мы впервые обратили внимание на эти ледники, и наш институт – Институт географии Академии Наук Советского Союза, послал туда экспедицию…
А.Г. То есть он вел себя не так, как положено леднику?
В.К. Да. Тогда, собственно, и возникло это название – «пульсирующие ледники». По-английски немножко по-другому они называются – «сердж», резкий всплеск. Тогда мы их начали изучать.
Прошло всего 6 лет, и случились новые события на Кавказе. Около города Орджоникидзе маленький трехкилометровый ледник также вдруг начал продвигаться вперед и прошел 4 километра, в то время как длина его была всего 3 до этого. То есть удлинил себя в два раза. Это я видел собственными глазами, потому что была образована правительственная комиссия на уровне Российской Федерации, и меня включили в эту комиссию.
Л.Д. Произошло это с начала октября по 10 января.
А.Г. То есть за три месяца он проделал…
В.К. Да, за три месяца он прошел примерно 4 километра. И все очень боялись, что с него пойдет сель. Но, слава Богу, этого не случилось тогда. По-видимому, потому что это была зима, было мало воды, и он, продвинувшись, остановился.
Л.Д. Владимир Михайлович, но боялись-то потому, что в 1902 году он продвинулся по-настоящему, с селем, унес 30 человеческих жизней. То есть это все была очень серьезная история.
В.К. Интересно, что когда мы начали понимать, что это за ледники, выяснилось, что их не так уж и мало. В Тирольском музее нашлись картины, написанные в ХУП или в начале ХУШ века, где эти ледники были изображены, потому что в Альпах такие ледники тоже есть. Выяснилось, что это ледники можно найти по всему миру, не в каждых горах, но в большинстве. Они очень резко отличаются от обычных ледников.
Тут возникает первый и главный вопрос: а можно ли их различить? Мы нашли разные признаки. Лев Васильевич, может, даже об этом расскажет, их очень много, признаков внешних. Мы в 80-ом году имели программу наблюдения их с орбитальной станции «Салют-6», Лев Васильевич был главным организатором этих работ. Космонавты, летавшие там, наблюдали ледники из космоса, тогда уже мы знали визуальные признаки этих ледников.
Л.Д. Дело в том, что космический полет позволяет видеть много ледников сразу. И не обязательно даже на территории Советского Союза – в то время или сейчас Российской Федерации, но и на сопредельных территориях, и сравнивать разные признаки. А для того чтобы понять, какие же признаки отличают ледник пульсирующий от обычного, как раз и важно видеть много объектов.
В те годы, 70-80-е годы, было установлено, что у пульсирующего ледника нижняя часть – ледниковый язык – имеет некую выпуклую форму, а у ледника обычного, как правило, – вогнутый профиль поперечного сечения. И когда ледник активизируется, мы видим, как сверху лед подтекает в нижнюю зону, как ледник постепенно становится все более и более выпуклым. Сверху идут так называемые волны активизации. Это такие дугообразные волны вспучивания, скажем так, которые своей выпуклостью обращены вниз по долине, они медленно продвигаются, одна волна настигает другую волну, они порой сближаются. Существует масса и других признаков. Поэтому как раз орбитальный обзор позволял на огромных территориях, скажем, Памира и Каракорума сразу, выявлять несколько пульсирующих ледников. Но, конечно, все-таки основное – это приход наземной группы исследователей, и конкретный ледник уже изучался детально на Земле.
В.К. Мы оказались пионерами в этой проблеме, но спустя буквально несколько лет весь научный мир заинтересовался ими, потому что таких ледников довольно много, скажем, и на Аляске. Я однажды летел на Аляске на маленьком самолетике со своим приятелем, американцем-ученым, и мы с ним открыли новый подобный ледник. Действительно, все его признаки были налицо… А это был ледник километров 30 длиной, большущий ледник, там громадные ледники. На Аляске, на Шпицбергене, на Памире, в Каракоруме, это наиболее яркие горные системы…
Л.Д. Очень интересны ледники пульсирующие в Исландии, потому что там вулканизм, и это все проявляется на базе вулканизма.
В.К. Дальше возникает вопрос, почему один ледник пульсирующий, а другой не пульсирующий? Современные представления таковы, что пульсирующий ледник имеет какие-то препятствия для своего движения, разного рода препятствия. То есть он накапливает массу и отдать ее не может. Нормальный ледник накапливает и отдает, накапливает и отдает, у него как бы баланс сохраняется, иногда немножко больше, тогда ледник растет, иногда немножко меньше, тогда он отступает. Сейчас большинство ледников отступает, потому что климат в эти более теплый. Но пульсирующие ледники набирают массу, и когда какой-то предел наступает, что-то внутри меняется, меняется механизм движения.
А.Г. Есть какой-то спусковой механизм.
В.К. Да, меняется механизм движения, и он резко выбрасывает массу вниз по рельефу. В этот момент меняются какие-то свойства материи, меняется то, что научным языком называется реологические свойства. То есть он получает возможность быстро течь, разламывается, в нем появляется вода, смазка какая-то, и он выбрасывает массу. Выбросив ее, он становится меньше, и тогда замирает, как бы утихает, начинается период нового накопления массы. Но это в идеале, а на самом деле…
И это происходит регулярно. Мы заметили, что пульсации ледника Медвежий на Памире, который я упомянул, происходили – в те годы – примерно через 10-13 лет. Одну мы сумели предсказать – в 73-м году. Мы тогда вели там регулярные наблюдения и сказали, что в 73-ем году он достиг такого состояния, что в ближайшие месяцы должна случиться следующая подвижка. И она случилась примерно в то время, о котором мы говорили. Это помогло местным властям, это Ванчская долина, не очень населенная, но все-таки там люди живут, наше предсказание позволило по крайней мере избежать жертв, это уже точно.
Л.Д. И в 87-ом году мы ведь тоже сказали, что через один-два года ледник снова придет в движение. И за два года до подвижки 89-го года тоже было ясно, что ледник Медвежий активизируется. Последняя пульсация, которая завершилась в том году, тоже была обнаружена. То есть на этом объекте есть достаточно признаков, которые позволяют прогнозировать его поведение.
А.Г. Такая периодичность говорит не в пользу, если я правильно понял, первой гипотезы, которая была высказана, а именно, сейсмической гипотезы объяснения поведения таких ледников.
В.К. Один из районов, которые я упомянул, Аляска – это очень сейсмический район, там действительно бывают сильные и большие землетрясения. Так вот, нет прямой связи между землетрясениями и подвижками ледников. Пусть случается землетрясение, но ледник живет своей жизнью, и если он не готов еще, то ничего не произойдет. Землетрясение может быть пусковым механизмом, наверное, но ледник должен быть уже готов, он должен достигнуть такой стадии, когда он может двинуться. Если время будет, мы к этому вернемся уже на материале сегодняшних событий. Но пока я говорю о том, что бывает в принципе.
Эта периодичность, очевидно, довольно всеобщая, хотя само явление принимает разный характер. Лев Васильевич говорил, что во льду появляются волны, он постепенно начинает двигаться, сначала понемножку, потом резко, весь разбивается на блоки, целое месиво льда движется вперед. Но бывали и другие случаи. На том же Памире и на Кавказе бывает так, что появляется сель, то есть появляется много воды, и возникает, как мы говорим, водно-ледовый каменный сель, когда ледник, по существу, разламывается и уносится с водой. Такое случилось на Колке в 1902-ом году, и схожий случай был буквально в наши дни, совсем недавно.
Тут могут быть разные причины и разные обстоятельства. Главное, как я это понимаю, – это вода, без воды это невозможно. То есть подвижка возможна, но для резкого выброса льда все-таки нужна вода, потому что вода меняет условия, меняет физику, меняет механику.
Конечно, опасность возникает, как на Медвежьем, и от подпруживания. Понимаете, ледник идет вниз по долине, справа приток реки. Ледник перегородил долину. А что такое ледник? Ледник – это лед толщиной в несколько сотен метров. Получается плотина…
А.Г. Вода начинает подниматься…
В.К. Плотина запирает долину, моментально появляется озеро, потому что воде некуда деваться. Но лед-то легче воды, и ледяная плотина не может быть прочной. Вода, конечно, дырочку найдет. И постепенно-постепенно вода до какого-то уровня доходит, потом прорывается. А если идет прорыв, то возникает совершенно колоссальный объем воды, иногда просто миллионы кубометров воды.
А.Г. Я читал, что чуть ли не тот же Медвежий создал озеро глубиной 80 метров.
В.К. Совершенно верно. Уровень озера поднялся на несколько десятков метров, затем оно дважды в одно лето прорывалось, давая сель, там и поселок геологов был снесен, в первом случае.
Л.Д. А вот представьте, какое событие в том году могло бы быть. Если говорить о том же Медвежьем, то его подвижка, шедшая около года и завершившаяся в прошлом году, была страшна вот чем. Дело в том, что если бы такое озеро было образовано в эти годы, то оно угрожало бы не только долине реки Ванч, о которой Владимир Михайлович говорит. Вспомним, что река Ванч попадает в Пяндж, а Пяндж – река пограничная, и два года назад, когда подвижка ледника началась, еще не завершились события в Афганистане. В долине реки Пяндж, на островах, сидели тысячи людей. То есть армия Дустума цеплялась за последние метры берега, а женщины, дети, старики, скарб – все это было на островах в Пяндже. Если бы такое озеро прорвалось, все было бы сметено. И второе, что нас волновало не меньше: вспомним, что, в конце концов, границу охраняют российские пограничные войска. Но, слава Богу, ледник не перекрыл долину, впервые ледник Медвежий не запер долину. Правда, тогда мы находились в тесной связи с нашими пограничными войсками, мы регулярно сообщали им о том, есть угроза или нет. То есть это на самом деле серьезные практические задачи.
В.К. Но опять возникает научный вопрос: а связаны ли эти подвижки с климатом?
Л.Д. Да, вода-то откуда-то должна появляться.
В.К. Как это связано с климатом? По нашим представлениям, прямой связи с климатом здесь, конечно, никакой нет, тут главное значение имеют события в самом леднике.
А.Г. То есть, жаркое лето или не жаркое.
В.К. Допустим, климат меняется, как сейчас, идет потепление, значит, ледники уменьшаются в размерах, отступают. И меняя свою конфигурацию, они действительно могут стать менее опасными. Вот очень известный случай – в середине Х1Х века русские пришли на Кавказ и начали строить Военно-грузинскую дорогу. В первые годы, когда ее уже построили, она для колесного транспорта уже годилась, она несколько раз перекрывалась ледником. Ледник Девдорак несколько раз вылезал на Военно-грузинскую дорогу и устраивал всякие неприятности. А в начале ХХ века все кончилось, и ледник Девдорак, собственно, сейчас перестал быть в этом смысле опасным. Это, как мне представляется, связано с каким-то общим процессом, он уменьшился в размерах, и условия его уже изменились.
А.Г. То есть он перестал быть пульсирующим ледником?
В.К. Перестал быть опасно пульсирующим. То есть какие-то периодические процессы в нем происходят, но это не вызывает катастрофических изменений.
А.Г. А известны случаи, когда ледник, классифицированный как обычный ледник, вдруг становился пульсирующим?
Л.Д. Здесь немножко все интереснее. Хоть мы и ведем наблюдения 30 лет, у нас нет хорошей статистики по всем ледникам мира, и даже по ледникам Советского Союза или, скажем, ледникам Кавказа. Поэтому мы периодически переводим отдельные нормальные ледники в разряд пульсирующих, когда видим активизацию ледника, когда видим набор неких признаков. И, вообще говоря, когда делаются карты ледниковых пульсаций, то мы привыкли считать, что ледник пульсирующий тогда, когда мы имеем, по крайней мере, два сообщения о том, что событие было…
А.Г. От достоверного свидетеля.
Л.Д. Да, когда это надежное свидетельство. Но если мы видим, что ледник только один раз проявил себя в таком направлении, мы на карте его обозначаем как условно пульсирующий. А когда видим только признаки отдельных пульсаций, то задумываемся. Поэтому если бы мы имели тысячелетнее наблюдение над ледниками, то могли бы перевести ледник в нормальный или пульсирующий. Хотя информации много, но недостаточно, чтобы так рассуждать.
Хотя, конечно, бывают случаи очевидные, когда ледник, казавшийся нормальным, вдруг становился пульсирующим. Простой пример. На Памире есть известнейший ледник Фортамбек, там сотни альпинистов ежегодно совершают восхождение на гору Пик коммунизма. Там стоит лагерь, где действительно высаживаются сотни людей каждый год, и этот ледник очень хорошо изучен. И вдруг в 89-ом году этот ледник наступил на много сотен метров, чего никто никогда не предполагал. Хотя, конечно, когда смотришь следы в долине, все те следы, что он оставляет от своей жизнедеятельности, видно, что и раньше такие события были. Поэтому, определяя – пульсирующий ледник или нет, нужно не просто смотреть на ледник, а нужно смотреть еще и на те следы, которые он оставляет в долине. Реконструируя по этим следам события прошлого, тоже можно многие ледники условно отнести к разряду пульсирующих. То есть, вообще говоря, очень много признаков существует не только на самом леднике.
И еще я хотел бы в отношении главного признака ледника пульсирующего. У ледника пульсирующего, кроме того что осложнен отток, все-таки в балансе массы приходная часть всегда превышает расходную. В этой бухгалтерии ежегодный приход вещества стабильно превышает расход.
А.Г. То есть, происходит накопление.
Л.Д. Конечно. И если год за годом это происходит, то накапливается избыточная, критическая порция льда, и она за счет одной только силы тяжести обязана сместиться вниз. Тут уже надо смотреть на то, о чем Владимир Михайлович говорил: есть возможность простого оттока или нет возможности простого оттока.
А.Г. То есть, равномерно это смещение или нет.
Л.Д. Конечно. Причем эти препятствия для оттока бывают разными. Ледник Медвежий все-таки залегает в прямой долине, там оттоку препятствует фактически его собственный язык и некая особенность ложа. А вот у Колки, у нее все совсем плохо. Здесь оттоку препятствует резкий поворот на 60 градусов. Леднику трудно вообще преодолеть этот поворот. И еще ледник входит в очень тесную буквально щель, в V-образный каньон, там ему тоже трудно протиснуться. У каждого ледника своя причина затруднения оттока. Но это один из двух главных признаков – плюс все-таки превышение приходной части над расходной в бухгалтерии.
А.Г. Давайте вернемся к воде. Откуда вода берется для того, чтобы сделать возможной эту резкую подвижку?
В.К. Вода в леднике есть всегда. У нас есть такое понятие – теплый ледник и холодный ледник. Теплый – когда его температура равна примерно нулю градусов по всей массе, таких ледников довольно много. А холодный – когда у него температура отрицательная. Но даже в холодном леднике всегда присутствует жидкая вода, даже зимой. Откуда она берется? Источников много, и самый простой – из атмосферы, идут дожди, тает снег, и он насыщает лед. Ледник – это не сплошное тело льда, он всегда с кавернами, с трещинами, с какими-то пустыми полостями, которые заполняются водой. Я однажды был внутри ледника, в такой полости, я просто туда зашел…
Л.Д. А я падал в трещину, пряма вниз в озеро.
В.К. Вода попадает туда летом или осенью, и остается там и зимой, не замерзает, там не хватает холода, чтобы ее заморозить. С другой стороны, ледник движется, идет все время его трение о борта долины, трение слоев – слой более плотного льда, слой менее плотного. Это трение всегда идет с выделением тепла и набирается вода.
Если вернуться к самому злободневному, к событиям на Колке, то наше представление заключается в том, что такое грандиозное катастрофическое событие произошло потому, в частности, – и может быть, даже в значительной степени, – потому что там было очень много воды.
Давайте вспомним последние годы на юге России. Все эти наводнения на Кубани, которые были и в прошлом, и в позапрошлом году. Последние три года на юге России были очень снежными, очень мокрыми, то есть осадков выпадало больше, чем в среднем, чем должно было быть в норме. Кроме того, прошлое лето было очень и очень дождливым. Проезжая позавчера буквально по соседней долине в районе Владикавказа, я видел неприятности, которые вызвала не эта катастрофа, а то, что произошло за полтора месяца до этого, в июле. В июле, еще до этой подвижки, по рекам прошли грандиозные сели, которые были вызваны тем, что было очень много воды. Эта вода сыграла очень важную роль в этом грандиозном совершенно событии, катастрофическом.
Мы сейчас подошли к проблеме Колки, и я тут хотел бы специально несколько слов сказать, потому что здесь существует много точек зрения. Такое событие, такое трагическое событие, неизбежно вызывает много попыток понять, как же это могло произойти. Наше представление состоит в том, что Колка – это обычный пульсирующий ледник. И он неизбежно должен давать регулярно такие всплески. Колка их до этого давал редко, но регулярно. Нам известна подвижка 1969-го года – то есть совсем недавно, которую мы уже наблюдали, 8 лет после этого там работала целая экспедиция. До этого известна в литературе подвижка 1902-го года, тоже жуткая… Есть признаки и даже какие-то остатки этого события в памяти людей, что такое было в 1830-х годах. Значит, раз примерно в 60-70 лет. И это происходит потому, что за 60-70 лет этот маленький ледник набирает примерно 100 лишних миллионов кубических метров льда. Эти 100 миллионов дают тот самый толчок, который и является началом такой подвижки.
А.Г. Но из того, что вы рассказали, я понял, что хотя в геологическом времени эти изменения катастрофические, все-таки в реальном времени они происходят довольно долго – 4 километра, скажем, за 5 месяцев – 200 метров в месяц. Здесь же события произошли в считанные секунды.
Л.Д. Во-первых, это бывает по-разному. Ведь что значит подвижка ледника? Ледник порой продвигается всего на несколько метров, а мы говорим, что это подвижка. Бывает, он продвигается на километры. А бывают подвижки, которые завершаются внутри контура, то есть ледник не покидает своих границ, однако же все признаки пульсации есть, масса льда из области оттока сверху перетекает на ледниковый язык, и все на этом успокаивается. То есть дистанции прохождения льда совершенно разные.
Но опасно, я возвращаюсь снова к воде, когда воды очень много, это играет решающую роль. Вообще, в ледниках, как я себе представляю, существует в среднем 4 горизонта воды. Существует два верхних ненапорных горизонтах, это в области аккумуляции, наверху, в трещинах, и две напорные области, одна – внутри тела ледника (может быть, там даже два-три горизонта), и еще одна совсем на дне.
Так вот, на дне слой воды бывает, как правило, всего-навсего один-два миллиметра. Мы говорим, ледник имеет воду на ложе, но это, как правило, один-два миллиметра. Однако же есть условия, и на Колке это было очевидно, которые дают резкое увеличение количества воды, в том числе на ложе и внутри. Какие это условия? Самые простые. Первое. Если давление возрастает, то температура плавления льда понижается. На Колке критическая масса постепенно росла, я готов об этом рассказать подробнее, если потребуется. Но скажу так, что за 6 недель Колка получил дополнительно примерно 15 миллионов тонн вещества в области оттока, давление возросло, и, следовательно, количество воды внутри и на ложе резко увеличилось.
Вторая причина. Такой ледник, как Колка (или исландские ледники) – это ледники, которые находятся на склонах вулканов. То есть соленость воды и льда там повышенные. А известно, что если соленость льда повышается, то температура плавления льда понижается. И, следовательно, из-за того, что мы имеем не просто дистиллированную воду, а несколько соленую, минерализованную (и мы еще не понимаем, насколько она минерализована), там тоже должно было быть количество воды увеличено – вот еще две очень серьезные порции. А вообще, в нормальном, в обычном леднике воды примерно 0,02 процента. Но те причины, о которых я рассказал, могут повысить количество воды в 10 раз.