А.Г. Красноречивое молчание, вы не хотите повторить его?
В.З. Нет, почему? С тех пор много чего достигнуто. Я начну с того, ч
то турбулентность Ц вещь, несомненно, всем знакомая. Хотя бы тем, кто в са
молете летает. Периодически пилот говорит: мы входим в зону турбулентнос
ти. Чрезвычайно обыденное явление. Откройте кран с водой? и если напор дос
таточно большой, то движение будет турбулентно, то есть хаотично, неупор
ядоченно. И совершенно ясно, что описать такое движение в деталях невозм
ожно. Это есть турбулентность в ее классическом понимании, то есть именн
о хаотическое, неупорядоченное движение несжимаемой жидкости. Так пони
мали турбулентность в 19 веке, со времен работы Рейнольдса. Так понимает ее
и сейчас какая-то часть этого комьюнити.
Но постепенно стало понятно, что турбулентность есть явление гораздо бо
лее общее. Очень остро встал этот вопрос, скажем, в начале 60-х годов, когда в
сем казалось, что еще немного Ц и мы построим реактор, который будет осущ
ествлять управляемую термоядерную реакцию, то есть удерживать плазму. «
Плазма» было тогда очень модным словом, как известно. Потом выяснилось, ч
то плазма не удерживается в реакторах, в магнитных ловушках, потому что о
на турбулентна. И эта турбулентность есть совсем другая турбулентность.
И знание о гидродинамической турбулентности, которое было к тому времен
и накоплено, уже недостаточно. Тогда стала развиваться теория турбулент
ности плазмы, а потом стало ясно, что бывает турбулентность и всяких друг
их типов. Например, по мере развития лазеров стало ясно, что существует оп
тическая турбулентность. Если лазер очень мощный и он проходит через сте
кло, то там луч света начинает рассеиваться хаотически, сам на себе, как го
ворится, в абсолютно прозрачной среде. Это есть оптическая турбулентнос
ть.
Заметим, что поскольку свет Ц это волны, это турбулентность волн. И это ес
ть отличие от гидродинамической турбулентности, классической турбулен
тности, ибо там никаких волн нет. Жидкость считается несжимаемой, значит,
в ней волн Ц если нет свободной поверхности Ц не существует, есть тольк
о вихри. Поэтому эта вихревая турбулентность еще называется сильной. Вол
новая турбулентность еще называется Ц слабой. Но есть много очень общег
о и в той, и в другой турбулентности. Вы видите сейчас классический пример
сильной турбулентности, очень сильной. Здесь еще к тому же двухфазная ср
еда. То есть это вода, перемешанная с воздухом. И поэтому это тоже нестанда
ртный, хотя и очень обыденный пример турбулентности. Как построить стати
стическую теорию этого явления? Необыкновенно трудная задача, конечно.

Грубо говоря, можно сказать, что есть вихревая турбулентность в гидродин
амике и волновая турбулентность там, где есть волны. На поверхности жидк
ости есть волны. Поэтому есть два типа турбулентности. Если вы рассматри
ваете масштабы очень большие, существенно больше длины волны, то там у ва
с эта система описывается волнами, это волновая турбулентность. А это яв
ление «опрокидывания волн» и в нем развивается сильная вихревая турбул
ентность.
Потом стало ясно, что турбулентность можно представить себе где угодно.
В жидком гелии, например, есть два типа звука Ц первый и второй, они тоже м
огут создавать волновую турбулентность. Можно волновую турбулентность
возбуждать в твердых телах, в сверхпроводниках. Много разных типов турб
улентности сейчас существует.
Что характерно для них для всех? Это некое движение сплошной среды, котор
ое Ц поскольку оно хаотическое Ц нужно описывать статистически, просл
едить за индивидуальным процессом абсолютно невозможно. Поэтому возни
кает идея, что это нечто похожее на статистическую физику, например, на га
зовую кинетику. Например, газ в этой студии Ц ведь это что такое? Движение
молекул воздуха, и оно тоже совершенно хаотическое. Но, тем не менее, есть
средние характеристики Ц плотность, температура. И мы знаем, как зависи
т температура от плотности. Это задача статистической физики. Есть еще о
бщее: и турбулентность, и статистическая физика, она же термодинамика, гр
убо говоря, это сходные главы в физике, потому что они должны описывать ст
атистически сложные хаотические процессы, которые должны описываться
статистически.
И тем не менее, статистическая физика в большой степени продвинута, множ
ество задач там решено, тогда как в турбулентности ситуация очень трудна
я. Скажем так, сильная вихревая турбулентность до сих пор осталась пробл
емой. И те вопросы, которые задавал себе Карно, на самом деле не имеют еще о
твета, увы. А слабая турбулентность или волновая, она сейчас очень хорошо
продвинута. Собственно, это и есть предмет моих исследований. Мы к этому е
ще вернемся.
Тем не менее, между статистической физикой и турбулентностью есть одно с
овершенно колоссальное отличие. Причем не важно, какая это турбулентнос
ть, волновая или вихревая, это отличие все равно существует. В статистиче
ской физике центральную роль играет понятие статистического, термодин
амического равновесия. Здесь, например, даже если вы рассмотрите объем г
аза, размером, предположим, в 1000 кубических микронов, то уже в этом объеме е
сть равновесие, там 1 микрон уже не будет.
А в турбулентности есть стационарные состояния, но равновесия нет, турбу
лентность чрезвычайно далека от равновесия. Потому что в турбулентност
и постоянно происходит диссипация энергии. Я так это объясню Ц я придум
ал такой забавный социологический вариант объяснения турбулентности.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70