Geum.ru

А. И. Жаравин Бесед ы сбудущимимагистрам и

Вид материалаДокументы

Содержание


Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879)
Менделеев Дмитрий Иванович (1834-1907)
Альберт Эйнштейн
Подобный материал:
1   2   3
Беседа пятая

О сознании, подсознании, интуиции и их роль в науке

Рассуждая о мистицизме, мы пришли к выводу, что на уровне интуиции допускается существование того или иного явления или всех наблюдаемых, но необъяснимых фактов.

При употреблении термина или понятия «интуиция» невольно возникают мысли о том, а что же это такое на самом деле.

В определенный момент жизни начинаешь переосмысливать, переоценивать некоторые привычные представления и понятия. В свое время я пришел к выводу, что интуиция является шестым чувством человека. Так как известные пять чувств обеспечиваются соответствующими органами, то органом шестого чувства является непосредственно мозг. Но раз уж вопрос встал, как говорится, ребром, пришлось обратиться к словарю русского языка С. И. Ожегова. Вот, что там написано: «Интуиция – 1) чутье, тонкое понимание, проникновение в самую суть чего-нибудь; 2) в философии: непосредственное постижение истины без предварительного логического рассуждения».

После ознакомления с таким определением мое собственное – как шестое чувство – не изменилось. Но с этого момента я стал обращать внимание на мнения других людей. В течение последних лет на глаза попадались литературные источники, где авторы излагали свою точку зрения на обсуждаемое понятие.

Привожу высказывание Виктории Токаревой – автора многих замечательных книг. В книге «Нахал», 1996, «Эксмо», с.336 читаем: «Мозг – это ум. А интуиция – подсознание. Гении и женщины должны быть интуитивны».

В каком-то смысле я с ней спорить не буду. Действительно, многие поступки женщин совершались помимо ума. Ну, и гении, по мнению большинства простых нормальных людей, воспринимаются как типы «с приветом».

Интересно другое: утверждение, что интуиция – не что иное как подсознание, заставило меня вновь раскрыть словарь и отыскать в нем значения слов «сознание» и «подсознание».

Подробно выписываю следующие определения:

«Сознание – 1) мысль, чувство, ясное понимание чего-нибудь; 2) способность человека мыслить, определить свое отношение к действительности; психическая деятельность, как отражение действительности; сознание есть функция мозга».

«Подсознание – область не ясных не вполне осознанных мыслей, чувств, представлений».

В общем, последнее определение несколько расходится с мнением Виктории Токаревой, считающей, что подсознание с мозгом не связано, поскольку у нее мозг – это ум, а подсознание – это интуиция. А у С. И. Ожегова не вполне осознанные мысли все-таки должны быть связанны с мозгом. Мне кажется, что если мысли совсем уж не осознанные, то это означает, что они связаны с каким-то другим органом.

Связь подсознания с мозгом подтверждает писатель Дин Кунц в книге «Ночной кошмар», «Эксмо-пресс», 1998, с.30.

«человеческий мозг имеет две основные системы, контролирующие прием информации: сознание и подсознание.

Сознание и подсознание накапливают две различные базы данных. Сознание знает только о том, что происходит непосредственно в поле зрения, в то время как подсознание обладает периферийным видением. Эти две функции мозга действуют независимо друг от друга и очень часто в противоположном направлении.

Сознание может спать, но подсознание – никогда. Сознание не имеет доступа в подсознание, но подсознание все знает, что происходит в сознании.

Сознание – это всего лишь компьютер, в то время, как подсознание – программист».

По-моему подобное толкование весьма удачно.

Продолжая рассуждения на эту тему, можно отметить еще следующие моменты.

Информация, накапливаемая мозгом, собирается с помощью пяти известных нам органов чувств, но подсознание видит, слышит, ощущает запах, вкус гораздо сильнее, чем сознание. Оно схватывает все, что происходит вокруг слишком быстро или неуловимо для сознания.

Вспомним, например, про известный двадцать пятый кадр, влияющий на человека, абсолютно незаметный для него. Проделывались такие эксперименты. Во время демонстрации кинофильма на зрителя воздействовали с помощью 25 го кадра, рекламируя то газированную воду, то мороженое. Около выхода из кинотеатра помещали продавца мороженого и продавца газированной воды. В зависимости от того, какой кадр в качестве 25-го был включен в ленту, зрители при выходе, после окончания сеанса, предпочитали покупать то, что рекламировалось в кадре.

Все, что происходит быстро или неуловимо для нашего сознания, но схватывается подсознанием, называют «сублимической» информацией, а каналы, по которым такая информация поступает в наше подсознание, называют «сублимическими».

Эксперименты показали, что более девяноста (90%) процентов сигналов, воздействующих на наши органы чувств, поступают к нам по сублимическим каналам.

А что еще пишут про интуицию?

В книге С. Радионова «Прозрачная женщина», С-Пб, 1992, с.192 читаем:

«Интуицию полагают даром божьим, якобы озаряющим человека редко, может быть в раз в жизни. Я же думаю, что интуиция присуща разуму как естественный метод отбора явлений. Интуицией пользуются чаще, чем это принято считать. Девять решений из десяти принимаются интуитивно. Интуиция – это способ сознания расшифровать сигналы подсознания».

В книге Хозрата Инайята Хана «Мистицизм звука», М., «Сфера», 1998, в главе «Интуиция» написано:

«Интуиция это сверхчувство: она могла быть названа шестым чувством, она является сущностью всех чувств».

Наконец-то, я встретил в вышеупомянутой книге высказывание о шестом чувстве, то есть в лице автора книги я встретил единомышленника.

Уважаемый собеседник! Вы не думайте, что я забыл о науке и увлекся чем-то посторонним. Поскольку мозг человека и наука неразрывно связаны, то значит, наука также неразрывна с сознанием, подсознанием и интуицией, так как последние являются производными мозга.

Итак, двинемся дальше.

В 1895 году французским писателем Эдуардом Шюре была написана книга «Великие посвященные». В России она была издана впервые в 1914 году. Репринтное воспроизведение книги произошло уже в начале девяностых годов ХХ-го века.

Из этого можно сделать вывод, что сочинение француза при советской власти было под запретом. Ознакомившись с содержанием, я убедился, что мой вывод правильный. Действительно, рассуждения, мысли и исторические сведения, приведенные в этом весьма интересном не только для историков труде, никак не соответствовали идеологии коммунистической власти.

В книге описывается жизнь и деятельность восьми ученых и великих представителей человечества. Это Рама, Кришна, Гермес, Моисей, Орфей, Пифагор, Платон и Иисус Христос.

Из всех перечисленных людей самое большое впечатление на меня произвел Пифагор. Это и понятно – он один из самых реальнейших персонажей, стоящий в одном ряду с мифологическими именами.

Эдуард Шюре отобрал их, как личности, отмеченные богом.

В этом смысле я бы назвал еще ряд ученых, которые, как и Пифагор, сделали для науки вещи, почти сверхъестественные. Их сверхъестественность заключается в том, что они высказали мысли или написали уравнения, смысл которых не доходил в тот момент до сознания даже самих авторов.

Вот эти имена:

Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) – написал уравнения, ставшие основой для созданной им в 1860-65 г.г. теории электромагнитного поля. Он ввел новое понятие – «ток смещения», дал определение электромагнитного поля и предсказал в 1865 году существование электромагнитных волн в вакууме, распространяющихся со скоростью света. Эта блестящая мысль позволила ему считать свет одним из видов электромагнитного излучения и раскрыть связь между оптическими и электромагнитными явлениями.

Необходимо отметить, что в то время еще не был открыт электрон, не было ни каких понятий о свойствах диэлектриков, так как такая научная дисциплина, как «физик диэлектриков» появилась значительно позже. Это теперь мы знаем достаточно подробно о явлении поляризации. Поэтому понятие «ток смещения», которое стало понятным только через десятилетия, в тот момент выглядело фантастично.

Менделеев Дмитрий Иванович (1834-1907) – открыл периодический закон, носящий его имя, и на его основе создал периодическую систему химических элементов.

Во многих учебниках говорится, что он взял и разложил все элементы по атомным весам и все. Человеку недалекого ума покажется, что ничего тут особенного нет. А особенное тут то, что относительный вес многих атомов (относительно атома водорода) был еще не точно измерен, чуть ли не треть элементов вообще не была открыта. Менделеев сам исправил значения атомных весов, как считал нужным, ибо не верил экспериментальным данным, так как они противоречили его руководящей идее; предсказал существования и свойства гипотетических, еще не открытых элементов, таких как галлий, германий, скандий и вычислил приблизительно их атомные веса.

Дальнейшие открытия блестяще подтвердили периодический закон Менделеева Д. И., ставший основой современного ученья о веществе. Только завтрашний день науки мог действительно показать его правоту.

Альберт Эйнштейн – теория относительности. Подчеркиваю: не гипотеза, а именно теория. Обычно в науке гипотеза только тогда становится теорией, когда она подтверждается многими экспериментами. Эта же теория до сих пор полностью не подтверждена. По словам В. И. Ленина, Эйнштейн является одним из «великих преобразователей естествознания». Правда, самый верный ленинец И. В. Сталин теорию относительности, как мы отмечали в четвертой беседе, не очень-то жаловал.

Эйнштейна во сне посетила взаимосвязь пространства и времени. Достаточно вспомнить только две его формулы:



которые являются краеугольными камнями квантовой механики и ядерной физики. Во второй беседе мы вспоминали о предсказании, касающегося вероятности индуцированного излучения.

Луи-де’Бройль. В 1923 мир заговорил о волнах материи, услышав это понятие от де’Бройля. В то время ни в одной из лабораторий, никем и никогда не наблюдались волновые свойства вещества. Только в 1927 году физики Л. Джермер и К. Девиссон обнаружили дифракцию электронов на монокристалле никеля, характерную для волн. Таким образом, идея А. Эйнштейна о двойственной природе света была распространена Луи-де’Бройлем и на вещество, что и подтвердила дифракция электронов.

Эрвин Шредингер (1888-1961) идею де’Бройля о всеобщности карпускулярно-волнового дуализма использовал при создании своей волновой механики. Он написал свое знаменитое уравнение (см. беседу вторую) без вывода и не мог объяснить физический смысл волновой или (пси-функции), ради которой и было написано уравнение.

Это объяснение было дано позднее в 1926 году Максом Борном. Он представил статистическую интерпретацию волновой функции, показав, что интенсивность шредингеровских волн следует понимать как меру вероятности нахождения частицы в соответствующем месте.

В книге Даниила Данина «Неизбежность странного мира», «Молодая гвардия», 1962, с.219 написано, что московский профессор физик Михаил Павлов за 100 лет до Резерфорда говорил о планетарной модели атома. Петр Николаевич Лебедев тридцатью годами раньше, чем Резерфорд, высказал те же мысли.

Ни Павлов, ни его современники не знали об атомах решительно ничего достоверного, ничего не ведали о повадках излучения. Больше того – М. Павлов ничего не мог сосчитать, ни измерить с необходимой точностью. И вообще, он был просто бессилен доказать свою правоту, впрочем, как и другие – его опровергнуть.

Даниил Данин делает вывод, что эти и многие идеи, высказанные многими талантливыми людьми, не были ни кем замечены, потому что были высказаны слишком рано.

Это понятно, но вот само появление идей поистине чудесно. И невольно появляется мысль: а не является ли все это попытками внеземных цивилизаций, а может быть… Бога, внушить это людям. Стоп! Надо остановиться, а то вот-вот, чувствую, перейду грань и окажусь в лагере «экзоеретиков».

Однако, шутки шутками, но нельзя не обратить внимание на следующий факт.

На основании воспоминаний многих вышеперечисленных ученых наблюдается одна закономерность, а именно, в момент великих озарений все они испытывали похожие физические и психические состояния. По их словам, они впадали в некое полусонное гипнотическое состояние и плохо воспринимали окружающую обстановку.

Все это я отношу именно к интуиции. В момент формирования мозгом какой-то неординарной мысли или идеи, сам мозг и нервная система автоматически стараются изолироваться от внешних раздражений, создающих не нужные помехи и шумы, чтобы обострить сверхчувство, то есть интуицию.

История науки подсказывает нам еще такие примеры:
  • Эдисону приснилась электрическая лампочка;
  • Карлу Гауссу – закон индукции;
  • Нильс Бор увидел во сне модель атома;
  • Александр Флеминг – формулу пенициллина;
  • Альберт Эйнштейн, как мы уже упомянули выше, взаимосвязь пространства и времени отразилась в его мозгу, когда он плохо воспринимал окружающее.
  • Менделееву Д. И. его периодический закон, как он сам пишет, так же приснился.

По-моему, примеров, подобных описанным, существует гораздо больше, чем те, которые мы рассмотрели.

А сколько подобных удивительных предвидений наверняка было провозглашено и написано в лекциях, речах, дневниках и письмах ученых всех стран и времен. Проходят десятилетия и века – историки находят эти брошенные на удачу зерна и, как правило, видят одну и ту же картину: не было удачной почвы, чтобы случайный посев взошел. Они видят: поразительно верные догадки не могли еще отлиться в строгие формулы и подсказать нужные эксперименты, науке еще нечего было делать с этими прозрениями.

Здесь уместно привести притчу Иисуса Христа, в которой говорится о сеятеле, разбрасывавшем зерна. Одно зерно упало при дороге, и было потоптано, и птицы небесные поклевали его. Другое зерно попало на камень и, взойдя, засохло, не имея влаги. Третье упало между терниями, и они заглушили его, а четвертое упало на добрую землю и дало плоды.

И когда его ученики спросили его, что значит его притча, Иисус сказал, в переводе на современный язык: «кто имеет уши, тот меня услышит, а кому все «до лампочки» или «до фонаря», тому бесполезно что-нибудь говорить. Эти люди видя не видят и слыша не слышат. Говоря про зерно, я имел в виду слово Божье».

На этом мы заканчиваем беседу на данную тему.


Беседа шестая


Эксперимент и понятия в науке

В той беседе мы время от времени будем обращаться за примерами из истории и жизни Ижевского механического института (ныне Ижевского государственного технического университета).

Переходя от общих соображений к отдельному конкретному вопросу науки, связанному с определением качества, контроля и диагностики в области промышленности и медицины, мы увидим, что научный метод требует множества тщательных экспериментов. А вообще-то, экспериментальная часть научной работы является неотъемлемой частью и в других научно-технических направлениях.

При проведении тех или иных опытов необходимо обращать внимание на условия, в которых они проводятся. Если для исследователя не все ясно, как условия могут повлиять на исход работы, то нередко сами условия могут стать предметом исследования.

Только после исключения всех сомнительных моментов можно делать те или иные выводы. Все действия должны быть последовательны и тщательно выверены. Очень показательной, в этом отношении, является научная работа моих коллег по кафедре «Приборы и методы контроля качества» профессоров Буденкова Гравия Алексеевича и Недзвецкой Ольги Владимировны. Их работа, как раз, представляет яркий пример воплощения научного метода в вопросы контроля качества и диагностики. Подчеркиваю, в этой научной работе, прежде всего, наблюдается последовательность и скрупулезное проведение эксперимента.

Обычно после того, как в исследовании проведена и закончена серия опытов и получены предварительные результаты, начинается их анализ. Чаще всего, для этого применяют математические методы, исходя из доступных теорий и гипотез. Чем больше общность этих теорий, то есть чем меньше их специфичность, тем добротнее предварительный анализ.

Внимание! Иногда при аналитической работе приходится делать некоторые допущения и, если они не верны, то анализ может оказаться бесплодным.

Во всяком случае, на ранних стадиях работы эксперименты могут носить предварительно-поисковый характер, выявляющий скорее качественные соотношения, нежели количественные. Среди научных работников существует чисто профессиональная оценка – «имеет место или отсутствует «эффект».

Я вспоминаю случай произошедший много лет тому назад. Один из наших студентов, Юра Мерзляков, как-то подошел ко мне и сказал, что хочет заниматься научной работой. Это были шестидесятые годы ХХ-го века. В то время внимание многих ученых обращалось на создание эффективных элементов памяти вычислительной техники. В частности, довольно быстро развивалась «физика магнитных пленок». Поэтому я посоветовал Ю. Мерзлякову заняться эффектом Баркгаузена и его применениями. Напоминаю, что Генрих Георг Баркгаузен в 1919 году открыл явление скачкообразного изменения намагниченности в ферромагнетиках при непрерывном изменении внешних условий, например магнитного поля и получил первое доказательство существования ферромагнитных доменов.

Я вкратце объяснил студенту суть дела, посоветовал подробнее ознакомиться с тем, что опубликовано в литературе и для начала попытаться просто «увидеть», почувствовать с помощью приборов эти скачки.

Он взял стул, поставил его на лабораторный стол и привязал к нему одним концом конец бечевки, а к другому, свободному концу прикрепил подковообразный магнит. Получился своеобразный маятник. Под этот маятник подкладывались образцы из различных ферромагнитных материалов. При раскачивании маятника, с помощью не сложной схемы можно было наблюдать на экране осциллографа реакцию образца в момент прохождения над ним магнита. Конечно, это была примитивная установка, мало похожая на солидную научную конструкцию.

В один из дней, когда на этой «установке» проводились очередные опыты, меня навестили друзья из Ленинграда, мои однокашники по институту. Они приехали в Ижевск в командировку. Я пригласил их на кафедру, которой я тогда заведовал, и стал знакомить их с лабораториями. Необходимо отметить, мне было, чем гордиться. Во-первых, лабораторий насчитывалось около десятка, во-вторых, они были очень хорошо оснащены. В одной – площадью четыреста квадратных метров, располагалась целая радиолокационная станция наземного типа СОН-1. Вот когда они пришли в эту лабораторию, по их лицам я понял, что обстановка произвела на них впечатление, несмотря на то, что они, работая в научно-исследовательском институте радиолокации им. А. С. Попова, повидали много различных научных лабораторий. И вдруг, они увидели пристроившегося в уголке молодого человека с его «установкой». С удивлением и смехом мой товарищ спросил:

– А это что за чудо?

Я ответил, что это начало серьезной научной работы. Гости, посмеиваясь, покачали головами и я понял, что мои слова восприняты как шутка.

А Юрий Мерзляков продолжал упорно трудиться. Стали приходить новые идеи. После окончания института он не бросил эту работу и вскоре написал диссертацию по скачкам Баркгаузена, и успешно ее защитил. Продолжая проводить исследования в указанном направлении, он стал действительно ученым, ему было присвоено звание профессора. Юрий Минеевич Мерзляков возглавил кафедру «Приборы и методы контроля качества», помимо научной работы он вел большую административную работу, будучи первым проректором, то есть проректором по учебной работе. К сожалению для всех нас, его коллег, он в расцвете своих творческих сил неожиданно ушел из жизни, подвела сердечно-сосудистая система.

Решением научной общественности и ученого совета при кафедре, которую он возглавлял, создана специальная научная лаборатория его имени.

Переходя к разговору о понятиях, сразу же отметим, что если исследование переходит в статус фундаментального, то оно ведет к формированию понятий, вытекающих из эксперимента. Для пояснения сказанного можно привести примеры, когда понятия рождаются прямо из эксперимента. Я имею в виду понятия длины, времени или температуры.

Со временем некоторые понятия уточняются, например, нечто подобное произошло и с понятием температуры.

Практически все знают, что с помощью ртутного термометра можно измерить некоторую величину, называемую температурой. Если стеклянная трубочка и другие детали сделаны достаточно тщательно и с термометром аккуратно обращаются, то с помощью такого прибора можно измерять температуру от величин значительно ниже точки замерзания воды до величины выше ее нормальной точки кипения и получать в одинаковых условиях тождественные результаты. Разные термометры, сконструированные по той же схеме, показывают ту же температуру.

С другой стороны, при сравнении термометров разных систем, например ртутных и спиртовых, обнаруживается, что если даже они дают одинаковые показания в точках кипения и замерзания воды, то в других условиях их показания несколько различны. Для физика это означает одно из двух: либо температура не является столь уж фундаментальной, либо то, что он (физик) измеряет, соответствует действительности лишь приблизительно. Развитие термодинамики в 19-ом веке показало, что верно последнее.

Иногда для формирования понятия требуется поведение многих разнообразных опытов. В результате постепенно рождаются такие понятия, как, например, электрон или ядро атома.

Некоторые по происхождению являются скорее математическими, чем экспериментальными. Таковыми можно назвать понятия молекулярного хаоса, фазового пространства, эффективной массы электрона и многие другие.

Сейчас хорошо известно, что поведение газов лучше объясняется, если считать что они состоят из молекул, движущихся со случайными скоростями во всех направлениях равновероятно, а энергия их движения есть мера температуры газа. Предполагается, что эти молекулы непрерывно сталкиваются как друг с другом, так и со стенками сосуда, содержащего газ. При этом импульс, передаваемый на стенку сосуда, и есть величина, измеряемая как давление газа.

Эта концепция молекулярного хаоса, введенная Максвеллом и Больцманом, долгое время оставалась лишь математической гипотезой. Спустя много лет, только с помощью современных экспериментальных методов действительно обнаружили движение молекул, вылетающих из небольшого отверстия в сосуде, содержащим газ, и получили некоторую информацию о распределении скоростей.

Однако первоначальная задача была чисто математической, и ее решение позволило значительно продвинуть кинетическую теорию газов еще до того, как появилась возможность наблюдать индивидуальное движение молекул.

Для вывода такого рода понятий и получения экспериментальных следствий из них необходима теория.

Некоторые понятия являются только приблизительными, например, понятие светового луча. Оно полезно при решении задач в трудоемких вычислениях при разработках линз для фотокамер и микроскопов. В этом случае математические решения задач проще, чем применения более тонкого понятия световой волны.

Иногда привычные понятия приходится переосмысливать. Мне вспоминается случай из собственной практики. Занимаясь исследованием электропроводности тонких металлических пленок, я изучил довольно подробно научные публикации по этому вопросу. Из многочисленных экспериментальных данных, опубликованных различными авторами из разных стран в разное время, выделялся один и тот же факт: зернистость пленки, получаемой методом вакуумного напыления, в значительной степени зависит от температуры подложки. Подожка, имеющая толщину в несколько тысяч раз больше, чем формирующаяся пленка, позволяла измерять температуру с помощью специально изготовленных и прокалиброванных микротермопар. Но вот такой употребляемый термин, как «температура поверхности», в данной ситуации становился не совсем очевидным и понятным. Сомнительность этого понятия возникала от того, что в процессе вакуумного напыления уже первые атомы напыляемого вещества, осаждаясь на поверхность, отдавали часть энергии и, таким образом, в свою очередь влияли на тепловой режим поверхности. Это обстоятельство заставило посмотреть по-другому на выше упомянутое понятие.

Поверхность подложки, выполненная из ситалла, была сравнима с поверхностью полированного стекла и воспринималась разумом поначалу как некоторая математическая поверхность. Однако при зрелом размышлении она не могла быть абсолютно «гладкой» ни в каком геометрическом смысле. Даже в самом лучшем случае, когда мы имеем скол кристалла по плоскости спайности, поверхность его состоит из множества атомов, расположенных в определенном порядке. Если увеличенные атомы представить себе сооружениями, похожими на копны, составленные из снопов ржи или пшеницы, расположенные по полю, также в порядке, определенном технологией уборки, то поверхностью сжатого поля будет некоторая абстрактная средняя плоскость.

Но, даже применяя это усреднение, не удастся безупречно определить понятие поверхности, так как атомы не имеют четких границ, также как и снопы. Другими словами, при данных условиях понятие температуры поверхности вообще теряет смысл.

Считаю своим долгом подробнее остановиться на последующем объяснении описываемой ситуации, так как жизненный опыт показал необходимость неспешного, последовательного объяснения. Дело в том, что человеческий мозг обладает, наряду с острым и быстрым мышлением, и другим качеством – привычкой к тем или иным устоявшимся взглядам, мешающим ему «увидеть» очевидные вещи.

Позволю себе сделать некоторые отклонения от рассматриваемой темы, чтобы привести убедительное, на мой взгляд, доказательство своих слов.

Поскольку мне посчастливилось жить на «стыке» двух веков и даже тысячелетий, то я вдруг обнаружил, что множество людей среди обывателей, политиков, ученых и, о… ужас, патриархов христианской церкви стали говорить в средствах массовой информации о наступлении 21-го века с приближением двухтысячного года от Рождества Христова. Многие люди, с которыми мне приходилось общаться в те дни, придерживались такой же точки зрения. Мои слова о том, что 21-й век и третье тысячелетие начнутся с наступлением 2001-го года вызывали недоумения и горячие возражения. Все мои доводы не имели успеха. Обращение к десятичной системе исчисления ни к чему не приводили. Оппонентами выступали не какие-то неграмотные типы, а люди с учеными званиями. А все дело было, как я понял позднее, в привычке. Привычно было писать и произносить тысяча девятьсот такой-то год и вдруг вместо привычной единицы в обозначении даты года 2000 появляется двойка. Это уже было не привычно, и невольно появлялась мысль о следующем третьем тысячелетии.

Наконец, мне удалось придумать, как сломать в сознании моих собеседников привычный стереотип. Я говорил: представьте, что вы пришли в магазин и хотите купить два десятка яиц. Продавец вам дает вместо двадцати яиц только девятнадцать. Естественно, вы замечаете продавцу, что он вам дал на одно яйцо меньше, а он вам отвечает, что двадцатое яйцо принадлежит уже к… третьему десятку!? Я, думаю, что дальнейшие комментарии, как говорят, излишни. Почему-то этот пример оказывался всегда самым убедительным аргументом в мою пользу и спор прекращался. Скорее всего, интересы собственного кармана как-то стимулируют мыслительные способности человека.

В третьей беседе, как одной из характерных требований научного метода упоминалось об умении не оставаться в плену предубеждений. Еще раз повторяю, как видим, наш мозг может нас иногда и подвести, не желая расставаться с привычными понятиями и элементами нашего бытия.

Возвращаемся к теме нашего разговора – к понятию «температура поверхности».

Представьте себе некоторый объем газа, например воздуха при определенной температуре и давлении. С точки зрения термодинамики и температура и давление являются параметрами, определяющими состояние системы, состоящей из огромного числа частиц. В этом случае температура характеризует усредненную энергию этих частиц. А теперь мы будем выкачивать воздух из рассматриваемого объема, например сосуда, и допустим, что там остается все меньше и меньше молекул газа, 1000, 100, 10 и т.д.

Спрашивается, когда наступит момент, при котором температура, как показатель термодинамического состоянии газа, потеряет свой смысл. Границы нет. Понятие температуры исчезает, поскольку его нельзя применить, скажем, к десяти, двум или одной молекуле. То же самое происходит и с понятием температуры поверхности. А что мы вообще будем понимать под температурой поверхности? Некоторый приповерхностный слой, но какой толщины? – В один моноатомный слой, два или три? Нам остается только говорить об энергии атомов самого первого монослоя, образующего поверхность.

Собственно, с этого момента и началась работа по поиску выхода из этого трудного положения.

Некоторые экспериментаторы применяли тонкопленочные термопары, но результаты измерения с их помощью не внушали доверия, так как для того, чтобы они дали разность потенциалов, способную быть «замеченной» самыми чувствительными приборами, они должны были иметь толщину пленки, соответствующую тысяче атомных слоев. К тому же, получались только приблизительные сведения об усредненной температуре по всей толщине пленки термопары, не удовлетворяющие требованиям поставленной задачи.

Но задача все же была решена следующим образом:

Один конец подложки, представляющей тонкую пластинку из ситалла в форме прямоугольника был в контакте с нагревателем. Через некоторое время после включения нагревателя, устанавливалось тепловое равновесие и распределение температурного поля подложки регистрировалось несколькими микротермопарами. При небольшой длине подложки температура от «горячего» конца к «холодному» распределялась примерно по прямолинейному закону. Несколько термопар, наклеенных на противоположной стороне подложки по отношению к стороне, на которую напылялась пленка давали достаточно точную информацию о законе распределения температуры вдоль подложки Тn(x). При напылении поверхность подложки получала дополнительный «подогрев» ΔТ от испарителя и от потока осаждаемых частиц, который и необходимо было определить. Таким образом, температура каждой точки поверхности представляла собой Тn(x)+ΔТ.

Из многочисленных экспериментальных данных и из теории конденсации известно: число атомов конденсирующегося вещества на единице площади связано с температурой поверхности, на которой происходит конденсация, следующим образом:

,

где: А и В – коэффициенты, зависящие от температуры подложки и условий напыления;

Ткр – критическая температура, выше которой прекращается конденсация атомов вследствии их реиспарения, то есть поверхностного испарения, но уже с поверхности подложки. У метеорологов такая температура известна под названием «точка росы».

Таким образом, при наличии градиента температуры по длине подложки часть ее поверхности будет иметь результирующую температуру выше Ткр и на этой части при данной плотности потока напыляемого вещества «П» осаждения не будет.

В результате появляется довольно четкая граница между чистой и напыляемой частями подложки, которой будет соответствовать температура Тn(x).

Для исключения трудноопределяемых величин А, В и С необходимо произвести последовательно три этапа напыления, изменяя каждый раз величину плотности потока частиц долетающих до подложки. При этом граница между чистой и напыленной частями будет смещаться и каждой плотности будет соответствовать своя «граничная» температура Тп1, Тп2, Тп3. Изменение плотности потока в известном отношении можно регулировать с помощью вращающихся заслонок, специальной конфигурации, устанавливаемых между испарителями и подложкой.

Результаты измерения этим способом дали весьма ценную информацию, которая помогла объяснить в последующем аномально быстрые диффузионные процессы при изготовлении тонкопленочных резисторов. Возможность существования такой аномальной диффузии вообще ранее исключалась и ее игнорирование приводило, в конце концов, к высокому проценту брака.

Данный способ контроля температуры был зарегистрирован, и на него было выдано авторское свидетельство на изобретение.

Подводя итог вышесказанному, видно, как могут изменяться с течением времени, казалось бы, установившиеся понятия.


Заключительные слова


Завершая наш разговор о науке, наверное, уместно было бы сказать несколько слов о тех направлениях и областях, которым необходимо внимание молодых людей, решивших посвятить свою жизнь научной работе.

Самым главным направлением, по которому должна быть нацелена интеллектуальная деятельность, было, есть и будет совершенствование методов и повышение эффективности использования существующих и поиск новых источников энергии.

От того насколько успешно будет решаться эта проблема, зависит успех решения задач, имеющих место в ниже перечисленных областях:
  • здоровье человека (медицина),
  • здоровье окружающей среды (экология), в том числе здоровье животного и растительного миров,
  • производство продуктов питания, поддерживающих жизнедеятельность человека (сельское хозяйство),
  • создание средств обороны и защиты человека, включая случаи войны, стихийных бедствий, эпидемий и прочих смертельно опасных катаклизмов,
  • разработка методов обучения человека, гарантирующих определенный, заданный уровень знания и культуры (область образования).

Определить и конкретно сформулировать проблемы и задачи, существующие в перечисленных областях предоставляю будущим магистрам.

Желаю успеха.


Декабрь, 2006 год