Катастрофи з наукового погляду

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Дивовижний інтерес людини до всіляких катаклізм та катастроф. І справді, катастрофа — завжди якісна зміна ситуації, стрибок, розрив, а це багатше і різноманітніше, ніж безперервна плавна зміна. Тому можна було передбачити, що наука з багатообіцяючою назвою «Теорія катастроф» набуде популярності не тільки у вченому світі, а й серед великого племені допитливих.

Одна назва вже інтригує, незалежно від того, що за нею ховається. Коли ж з’явилися перші відомості про неї, могло скластися враження, що народилася універсальна теорія, яка пояснює все і вся.

З’явилися сотні наукових та навколо-наукових публікацій, у яких теорія катастроф застосовується до таких різноманітних об’єктів, як, наприклад, дослідження биття серця, геометрична та фізична оптика, ембріологія, лінгвістика, експериментальна психологія, економіка, гідродинаміка, геологія та теорія елементарних частинок. Серед опублікованих робіт з теорії катастроф є дослідження стійкості кораблів, моделювання діяльності мозку та психічних розладів, повстань ув’язнених у в’язницях, поведінки біржових гравців, впливу алкоголю на водіїв транспортних засобів та багато інших.

Джерела теорії катастроф включають теорію особливостей гладких відображень Вітні, теорію біфуркацій динамічних систем Пуанкаре і Андронова. Це два найцікавіші розділи математики. Між іншим, кожен із нас міг спостерігати за одним із гарних проявів теорії особливостей у природі. Це веселка – каустика системи променів, що пройшли з повним внутрішнім відображенням через краплю води (каустика – “пекуча”, місце згущення, перетину променів). Є й інший фізичний наслідок аналізу виникнення особливостей — великомасштабний розподіл речовини у Всесвіті: виявляється, галактики в космосі розподілені не рівномірно, а по межах деяких осередків, такими своєрідними «млинцями», як назвав їх академік Я. Б. Зельдович.

Загалом ця модель сьогодні підтверджується астрономічними спостереженнями. Коли фізична модель будується на основі ретельного вивчення математичної основи, коли використовується вся розвинена структура математичного апарату, виходять справді наукові результати. Тільки такі роботи мають право називатися наукою, теорією катастроф, хоча цей термін не можна назвати вдалим. Проте катастрофісти, навпаки, прагнуть уникнути серйозної математики і в гонитві за зовнішньою ефектністю забувають про наукову суворість.

Автор: А. Семенов.