Никифоров В.И., Гусев А.Н.
Земля - авансцена, на которой идет непрерывный обмен потоками энергии с космической средой. Человек вторгается в эту авансцену, расплачиваясь 35 разбивающимися воздушными судами в год. Существуют ли системы прогноза, позволяющие оценивать опасность и безопасность воздушного пространства? О влиянии геофизических полей Земли и Космоса на работу технических средств и поведение людей, - географ Вячеслав Никифоров и эксперт службы безопасности полетов Андрей Гусев.
Концепция ОКР "Создание комплекса технических средств исследования динамики геофизических полей литосферы, атмосферы, ионосферы и околоземного космического пространства".
Необходимые условия объективности объяснения, описания и прогноза развития геофизических процессов и явлений, сложившиеся сегодня, выдвигают требования к фиксации свойств и возможностей средств наблюдения за динамическими, геофизическими процессами окружающей среды, особенно тех, которые взаимодействует с объектом. В настоящее время интенсивно изменяются идеалы и нормы доказательности, а также обоснования знания. Новая современная система познавательных идеалов и норм обеспечивает значительное расширение поля исследуемых объектов, включая сложные, самоорганизующиеся, саморегулирующиеся системы, какими являются геофизические процессы и явления окружающей природной среды.
Геофизические объекты, процессы и явления характеризуются:
- сложной уровневой организацией;
- мощными энергетическими возможностями;
- широкими пространственно-временными диапазонами проявления;
- чувствительностью к начальным условиям;
- наличием относительно автономных, изменчивых подсистем;
- массовым стохастическим взаимодействием элементов;
- существованием управляющего уровня (информационной составляющей природных геофизических процессов) и обратных связей, обеспечивающих целостность, самоорганизацию и саморегулирование систем.
Процессы развития общенаучной картины мира сегодня осуществляются на базе представлений о природе как сложной динамической системе (динамическая геофизика). Этому способствовало открытие, в последнее время, специфики законов микро-, макро- и мегамира в физике (в т.ч. и геофизике) и космологии, интенсивное исследование механизмов наследственности в тесной связи с изучением надорганизменных уровней организации жизни, обнаружение законов управления, обратной связи и иерархической организованности Вселенной, как сложного динамического единства. Весь накопленный сегодня методологический арсенал позволяет постепенно уточнять и развивать систему относительно истинного знания об окружающем нас мире.
Все радикальные сдвиги в представлениях о мире и процедурах исследования обязательно сопровождаются формированием новых философских оснований науки и новыми представлениями об активности субъекта познания. Возникло понимание, что ответы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопросов, нашими действиями, которые зависят от исторического развития средств и методов познавательной деятельности, направленности практического их использования отдельными государствами.
На этой основе выросло новое понимание категорий истины, объективности, факта, теории, объяснения и т.д. Радикально видоизменяется "онтологическая подсистема" философских оснований науки. Новым содержанием наполняется категория объекта (процесса, явления), он рассматривается не как себе тождественная вещь, а как процесс, воспроизводящий определенные устойчивые состояния и изменчивые в некоторых других характеристиках, активно взаимодействующий с субъектами.
Сегодня начинает формироваться система прикладных и инженерно-технических наук как посредника между фундаментальными знаниями и производством, а также практическим применением возможностей. Упростившиеся условия обмена научной информацией, упрощение публикации результатов исследований помогли оценить и понять своевременность, необходимость и перспективность широкого развития работ в области динамической геофизики Земли и Солнечной системы, а также выявили всю степень опасности бесконтрольного развития фундаментальной и прикладной науки - динамической геофизики.
Мы являемся свидетелями новых, радикальных изменений в основаниях науки, которые характеризуются как четвертая глобальная научная революция, которую также можно считать вялотекущим системным конфликтом. В этих условиях на передний план выдвигаются междисциплинарные и проблемно-ориентированные формы научно-исследовательской работы, организуемые государством и интенсивно культивирующиеся в некоторых государствах. Специфику нового подхода в современной науке определяют комплексные исследовательские программы, с участием в них специалистов разных областей знания. Реализация комплексных программ порождает особую ситуацию сращивания в единой системе деятельности теоретических и экспериментальных исследований, прикладных и фундаментальных знаний, интенсификации прямых и обратных связей между ними.
Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными в определении стратегий научного исследования, поэтому предлагается несколько основных направлений комплексной программы, необходимость которой очевидна.
Пояснительная записка к теме: "Разработка специального информационного комплекса сбора, обработки и выдачи информации о динамике геофизических полей верхних слоев атмосферы, ионосферы и околоземного космического пространства".
Геофизические поля представляют собой особую форму материи, обеспечивающую связь в Земле массивов горных пород в единые системы геологических тел, осуществляющую передачу действия одних геологических тел на другие, удерживающую гидросферу и атмосферу, поддерживающую процессы энергопереноса, необходимые для существования жизни на Земле. Геофизическим полем или физическим полем Земли называется множество значений физических величин (параметров), количественно характеризующих естественное или созданное в Земле искусственное физическое поле (или отдельные его элементы) в пределах определенной области или территории Земли.
Удобно разделение физических полей Земли на два класса ? естественного и искусственного происхождения.
К естественным физическим полям Земли относятся:
- гравитационное (поле силы тяжести);
- геомагнитное;
- температурное;
- электромагнитное;
- сейсмическое (поле упругих механических колебаний);
- радиационное (поле ионизирующих излучений).
Через физические поля осуществляется взаимодействие Земли как планеты с Солнцем и со всем остальным макрокосмическим пространством. В пределах Земли и околоземного космического пространства природные физические поля принято называть геофизическими, что подчеркивает их непосредственную связь, генетическую и структурную, с нашей планетой. Особо следует подчеркнуть прямую связь полей, которые мы называем геофизическими, именно с литосферой, с другими глубинными "сферами" земного шара и лишь опосредованную связь с процессами, происходящими в ближнем и дальнем космосе. Это значит, что все рассматриваемые геофизические поля обусловлены особенностями строения литосферы и Земли в целом (гравитационные и геомагнитные поля) либо характером геодинамических, физических и химических процессов (сейсмические, радиоактивные, температурные, электромагнитные поля).
Искусственные неуправляемые поля (техногенные физические поля) продуцируются и обусловлены работой механизмов и машин, энергетических установок, средств связи, транспорта, а также других источников антропогенной деятельности.
Все названные естественные (природные) и искусственные (техногенные) геофизические поля являются неуправляемыми, т.е. они существуют помимо воли исследователей, использующих их для решения тех или иных задач по изучению оболочек Земли, в том числе и с экологическими целями.
Специально для геофизических исследований Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, решения инженерных, технических и экологических задач, широко используются управляемые поля. Они создаются искусственно, с помощью разных источников, возбудителей упругих волн, батарей и генераторов постоянного или переменного тока, источников гамма-излучения и нейтронов и др.
Как отмечалось выше, экологически аномальные проявления природных физических полей могут быть названы экогеофизическими, а техногенных ? экофизическими. Необходимость более жесткого, чем в классическом определении геофизического поля, разделения геофизических и физических полей диктуется всей историей формирования биосферы.
Жизнь на Земле появилась и развивалась в условиях преимущественного влияния гравитационного, геомагнитного, радиационного и температурного полей. Гравитационное поле, если и менялось на протяжении истории существования биосферы, то, видимо, плавно, эволюционно. Это позволяет предполагать, что в каждый геологический отрезок времени биосфера существовала при относительно стабильном гравитационном поле.
Геомагнитное поле подвергалось более радикальным скачкообразным изменениям. Об этом свидетельствует дрейф геомагнитных полюсов, смена магнитной полярности (инверсии геомагнитного поля), с временным интервалом от 0,5 до 10 млн. лет, это подтверждают данные палеомагнитных исследований.
Общая гравитационная, магнитная и температурная обстановка на Земле, в процессе эволюции биосферы, обеспечила устойчивое существование и приспособление живых организмов. В то же время, неуклонно возрастает техногенное энергетическое воздействие на все живые организмы на Земле. Это воздействие обусловлено увеличивающимся уровнем электромагнитного загрязнения среды. Наличие электромагнитного загрязнения среды в очень широком частотном диапазоне, и особенно, в области радио- и более высоких частот, оказывает непредсказуемое влияние на биосферу, в частности на человека. Это особенно опасно в случае управления человеком сложными техническими устройствами - самолетами, АЭС, радиотехническими системами, надводными и подводными судами, космическими аппаратами.