1.4. Исторический экскурс

Совсем непросто было после очень многолетних утверждений о том, что все сейсмосигналы обусловлены интерференционными процессами, заявить, что это не так. Помогло мне сделать это заявление знание истории открытия электрического колебательного контура.

Открытие электрического контура происходило в 3 этапа.

На первом этапе Джозеф Генри совершенно случайно обнаружил, что если заряженный конденсатор замкнуть через катушку индуктивности, то происходит многократное изменение полярности тока разряда. Задачей его эксперимента была попытка оценить энергетический баланс “электрической жидкости”, как тогда называли эту субстанцию. Для этого Генри собрал устройство, которое потом получило название амперметра. Это была магнитная стрелка, окруженная большим количеством витков провода, достаточно толстого, чтобы можно было не считаться с его омическим сопротивлением. То есть, разряд конденсатора шел через катушку индуктивности, роль которой исполнял амперметр, и, стало быть, был реализован колебательный L-C контур. Но это мы уже сейчас понимаем, а тогда многократное изменение направления тока было объяснено “интерференционными процессами, которые возникают в результате короткого замыкания, поскольку это эквивалентно встряхиванию электрической жидкости, находящейся в лейденской банке (как тогда называли конденсатор). В результате этой интерференции электрическая жидкость не только выливается из лейденской банки, но и вливается обратно”. В таком виде объяснение работы неосознанного колебательного контура существовало во всех учебниках и в научной литературе лет 30, пока этим не заинтересовался лорд Кельвин.

Им был сделан второй шаг в открытии колебательного контура. Лорд Кельвин заинтересовался формой сигнала, который возникает при разряде конденсатора по описанной выше схеме. Чтобы удовлетворить своё любопытство, он изобрел осциллограф, и увидел, что сигнал этот имеет форму затухающей синусоиды. И сразу во всеуслышание заявил об открытии неизвестной ранее колебательной системы, поскольку, в отличие от современных для нас с вами ученых, он ни секунды не сомневался, что создать синусоидальный сигнал можно только с помощью колебательной системы, и никак иначе. Поэтому лорд Кельвин сразу отверг интерференционную природу этого сигнала. Так что и мне ничего не оставалось другого, как вслед за лордом Кельвином сказать, что если при ударном воздействии на горный массив возникает сигнал в виде затухающей синусоиды, значит, ударом мы возбудили какую-то колебательную систему.

Здесь не тому следует удивляться, что я сделал заявление о наличии в горном массиве колебательных систем, а тому, что этого никто не сказал до меня. Ведь ряды Фурье изучают студенты всех технических учебных заведений. Но я думаю, что виновато здесь завораживающее воздействие слова «интерференция». Причем, не только в позапрошлом, XIX веке. Так, возьмем вполне современное радиотехническое устройство - СВЧ объемный резонатор. Это латунный стакан с серебрёной внутренней поверхностью, поведение которого идентично высокодобротному колебательному контуру. Так вот, работа объемного резонатора по сей день объясняется интерференционными процессами. Я не знаю механизма преобразования ударного воздействия в гармонический отклик в объемном СВЧ-резонаторе, но то, что он, безусловно, существует, и что интерференция здесь абсолютно не причем - сомнений вызывать не может.

И, наконец, третий, и окончательный этап в открытии электрического колебательного контура. Его осуществил лет через 10 после Кельвина, в 80-х годах XIX века, Фергюсон, написав работу о резонансных свойствах L-C цепей. Дело в том, что лорд Кельвин умудрился написать уравнение колебательного контура, еще не подозревая ни о наличии, ни, тем более, о роли индуктивности. Уравнение, написанное Кельвином, имело следующее решение: , где С - статическая емкость конденсатора, а А - его динамическая емкость. И только в дальнейшем, уже после его смерти, A было заменено на индуктивность L. Сейчас, когда мы знаем физику работы электрического колебательного контура, любой школьник выведет его уравнение. Но вот как можно было вывести его, не зная о роли индуктивности - этого я себе не представляю.

И еще. Я вынужден постоянно прибегать к аналогиям между упругими колебательными системами и электрическими, потому что, с одной стороны, проявления их (реакция на воздействие) одинаковы, а с другой, аналитический аппарат для упругих колебательных систем еще совершенно не разработан.