Вселенная разумная

Странности начались при прецизионных измерениях теплового белого шума в электронных приборах. Известно, что в любой электронной схеме помимо полезного сигнала, имеет место собственный шум, вызываемый тепловым хаотическим движением атомов и молекул в элементах схемы. Поскольку при усилении крайне слабых, сравнимых по уровню с собственными шумами, сигналов становится невозможным выделить на выходе усиленный сигнал, были предприняты значительные усилия по изучению теплового белого шума элементов электронных систем. В ходе таких экспериментов было установлено, что спектр мощности собственных шумов представляет собой не прямую, параллельную оси частот, а гиперболы разного вида, показывающие, что интенсивность шума тем больше, чем меньше его частота.

О некоторых интересных особенностях, обнаруженных при таких исследованиях, рассказывает М. Герценштейн: "Возьмем кусочек полупроводника, либо очень тонкую металлическую проволоку или пленку. Внутри этих образцов что-то происходит, в результате чего их сопротивление медленно меняется то в одну, то в другую сторону - флуктуирует. Что именно происходит, мы не знаем, но эти флуктуации можно обнаружить, если через образец пропустить ток.

Чувствительность измерений тока чрезвычайно велика: они позволяют наблюдать флуктуации сопротивления, происходящие в девятом-десятом знаке после запятой, если среднее сопротивление образца принять за единицу.

Опыт показывает, что мощность фликкер-шума оказывается обратно пропорциональной частоте. Это значит, что медленные изменения свойств образца оказываются более вероятными, чем быстрые, и эта зависимость остается верной для очень низких частот, вплоть до миллионных долей герца, что соответствует периодам длительностью до десятков суток.

И сразу возникает вопрос: почему медленные? Медленный процесс - это большая инерция, хорошая память. Такая инерционность понятна, если речь идет о каком-либо астрофизическом явлении, то есть явлении, происходящем в системах огромных размеров.

Но что происходит в маленьком образце? Откуда у него инерция, память, если все протекающие в нем процессы, связанные с движением носителей заряда, измеряются долями секунды? Аналогия с игральными костями подсказывает нам, что для того, чтобы получить с их помощью картину, сооветствующую фликкер-шуму, мы должны осуществить некоторый отбор получаемых результатов модуляцию. Тем самым мы можем утверждать, что фликкер-шум является отражением процессов, которые нельзя характеризовать как чисто случайные.

Исследования электронных приборов были лишь частью целой лавины открытий проявлении фликкер-шума как общей характеристики самых разнообразных периодических природных процессов. Колебания поверхности Земли и Солнца, вариации магнитного поля и колебания температуры и давления земной атмосферы, различные биофизические и биохимические процессы, вариации электромагнитного излучения Солнца и интенсивности космических лучей - все это примеры периодических процессов, имеющих характер фликкер-шума. Музыка также представляет собой одну из разновидностей фликкер-шума, и здесь крайне важно отметить поразительное сходство спектров природных фликкер-шумов с частотными характеристиками музыкальных произведений.

Несколько лет назад сотрудники одной из американских астрономических обсерваторий провели компьютерную обработку некоторых волновых процессов, имеющих место на Солнце, с целью трансформации их в звуковые частоты. В результате этой работы была записана и выпущена в продажу грампластинка под названием "Музыка Солнца". Я слышал эту запись: звучание Солнца напоминает величественную органную музыку с ее полифоническим богатством, ее могучими басовыми аккордами, ее великолепием и сочностью созвучий.

Совсем недавно подобный эксперимент был проведен Э.Бойерле, который обработал на компьютере целый ряд периодических параметров Цюрихского озера и озера Лугано. Музыка озер, воспроизведенная на звуковом синтезаторе, "звучит,- по описанию Бойерле, - немного таинственно, напоминая то рокот бури, то игру на органе, то звон колоколов..."

Не являются ли великие музыканты гениальными интерпретаторами, аранжировщиками подслушанной и понятой ими музыки Вселенной? Весьма знаменательным представляется тот факт, "что во многих случаях фликкер-шум аномален: на некоторых частотах мощность колебаний дает сильные всплески, причем одни и те же выделенные частоты встречаются в колебаниях весьма разнородных и вроде бы никак не связанных объектов. Так, колебания с очень близкими периодами, лежащими в пределах от нескольких минут до нескольких десятков минут, наблюдаются в длиннопериодных пульсациях поверхности Солнца и Земли, геомагнитного поля и атмосферного давления, ритмах синтеза белков и деления клеток..."