Гликман А.Г. - "Эффект акустического резонансного поглощения (АРП) как основа новой парадигмы теории поля упругих колебаний "ГЕОФИЗПРОГНОЗ" Санкт-Петербург.
      Источник: http://www.newgeophys.spb.ru/ru/article/arp/.

 

      Характер развития любой области физики зависит от уровня экспериментального обоснования соответствующей парадигмы. Непосредственно это развитие, как правило, и состоит в том, что происходит осмысление экспериментально выявленного физического эффекта. Однако иногда фундаментом целой области знания становится не эмпирически полученная информация, а некое, кажущееся абсолютно очевидным, утверждение. В таких случаях развитие может идти в тупиковом направлении.
      Так сложилось, что основой парадигмы акустики твердых сред и основной ее ветви - сейсморазведки - стали утверждения, возникшие не в результате экспериментально установленного факта, а в силу их очевидности. Несомненно, наличие эхо-сигналов при использовании ударного источника зондирующего импульса и постоянство скорости распространения упругих волн в однородных по вещественному составу твердых средах - это такие очевидности, потребовать экспериментальной проверки которых можно только в силу каких-то особых обстоятельств.
      Такие обстоятельства возникли практически сразу же после начала эры измерений, в 20-х годах XX века. Во-первых, не удалось обнаружить эхо-сигнал. Ведь отраженный от какого-то отражающего объекта сигнал (эхо-сигнал) по каким-то своим параметрам должен быть идентичным сигналу зондирующему. Однако тот сейсмосигнал, который возникает как отклик на ударное воздействие, нельзя считать эхо-сигналом, так как ни очертаниями на временной оси, ни спектрально - он не имеет ничего общего с зондирующим сигналом, и представляет собой длительный колебательный процесс необъяснимо большой амплитуды. С самого начала было предложено считать, что эти колебания - результат интерференции множества отраженных эхо-сигналов, и что более совершенной аппаратурой эхо-сигнал должен быть выявлен. В результате, вот уже более 80 лет идет борьба с длительными колебательными процессами и вплоть до сегодняшнего дня совершенствуется сейсморазведочная аппаратура. Но, как оказалось, принципиально это ничего не изменило. И, как и прежде, нет ни одного сейсмометода, с помощью которого можно было бы самостоятельно, без привлечения других геологических и геофизических методов получить какую бы то ни было геологическую информацию. Несамостоятельность метода говорит сама за себя.
      Первая же проверка спектрального состава сейсмосигнала (мы это сделали в 1977 году) показала, что длительные колебания, входящие в состав сейсмосигнала, в принципе не могут быть результатом интерференции. Дело в том, что, как оказалось, эти длительные колебательные процессы есть не что иное, как затухающие гармонические (синусоидальные) сигналы. Подобного рода сигналы могут быть получены одним-единственным способом - ударным возбуждением колебательных систем.
      Осознав, что принимаемые сейсмосигналы не являются эхо-сигналами, мы осуществили определенные исследования, в результате чего оказалось, что в подавляющем большинстве окружающих нас твердых сред отражения как таковые, а, следовательно, и эхо-сигналы - отсутствуют. Исключение составляют очень немногие твердые среды, к которым относится, в частности, оргстекло. А, стало быть, к проектированию, созданию и к эксплуатации методов, рассчитанных на регистрацию эхо-сигналов, следует относиться как не имеющим физического обоснования.
      Во-вторых, никакими экспериментами не удалось доказать постоянство скорости распространения упругих волн даже в самых что ни на есть однородных средах. Как известно, результаты измерений скорости звука в первую очередь зависят от геометрии измерительной установки. Величина определяемой скорости изменяется при любых изменениях размеров образца и расстояния между излучателем и приемником. В одном и том же образце величина определяемой скорости может изменяться во много (до 10) раз. В конце концов, споры о том, как правильно измерять, чтобы определяемая в эксперименте скорость звука в однородных средах была постоянной и неизменной в пределах одного объекта, наконец-то завершились. Научная общественность приняла решение не считать это условие обязательным, так как однородных сред не бывает. Правда, не совсем понятно, что делать с некоторыми средами (к которым, в частности, относится оргстекло), в которых эта скорость остается неизменной при любых условиях измерений.

...

Любой физический эффект обладает огромной информационной емкостью. С одной стороны, он имеет множество различных следствий, а с другой, исследовательский метод, основанный на новом физическом эффекте, обязательно является источником принципиально новой информации. И эффект АРП не является исключением.
      Следствия из эффекта АРП:

1. Слои из подавляющего большинства твердых сред являются колебательными системами.
2. Земная толща по акустическим свойствам является не совокупностью отражающих поверхностей, а совокупностью колебательных систем.
3. Зондирующий импульс не распространяется в земной толще, а спектрально преобразуется в соответствии со свойствами залегающих там колебательных систем.
4. Возникающие спектральные составляющие распространяются вдоль соответствующих колебательных систем.
5. Эхо-сигналы, принимаемые при сейсморазведочных работах, возникают при отражении от нарушений, ограничивающих породные слои-резонаторы. То есть отражение идет не снизу, а сбоку.
6. Традиционная сейсморазведка, основанная на регистрации отражения и прохождения зондирующего сигнала, является научным заблуждением.
7. Спектральная сейсморазведка основана на использовании экспериментально выявленных эффектов, и в этом ее отличие от традиционной. Переход от традиционной сейсморазведки к спектральной является переходом к новой парадигме.

        Спектрально-акустические и спектрально-сейсморазведочные методы позволяют выявлять границы, которые раньше в физике даже не рассматривались. А именно, сомкнутые трещины в однородных материалах и как совокупность их - зоны повышенной микронарушенности. Это раскрывает колоссальные перспективы в материаловедении и дефектоскопии. Спектральная сейсморазведка оказалась методом, с помощью которого стало возможным выявлять тектонические нарушения и зоны влияния этих нарушений на несущую способность грунта, и тем самым, на надежность инженерных сооружений. С помощью метода спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) возможно прогнозирование изменения несущей способности грунта, то есть даже до начала строительства может быть сделан прогноз надежности, и, в частности, характер разрушения еще не построенного здания. Таким образом, спектральная сейсморазведка - это первый (и пока единственный) метод инженерной геофизики. Дело в том, что формально методов инженерной геологии и геофизики существует немало, однако ни один из них до сих пор был не в состоянии дать конкретную и однозначную прогнозную информацию о состоянии инженерных сооружений. Что касается разведочных геологических методов, то кроме тех месторождений, которые контролируются тектоническими нарушениями, метод ССП оказался незаменимым при поисках объектов типа алмазоносных структур (кимберлитовых и других трубок). В науке существует правило этического плана, согласно которому нельзя отметать никакое направление, пусть даже тупиковое и ошибочное, до тех пор, пока не будет создано направление, заменяющее его. Однако уже перечисленные возможности спектральной сейсморазведки дают основание для того, чтобы считать эффект АРП фундаментом новой парадигмы акустики как раздела физики. При смене парадигмы обычно происходит так, что новая парадигма включает в себя элементы парадигмы предыдущей. В данном случае, в новую парадигму войдет лишь теория распространения упругих волн в однородных жидких и газообразных средах, поскольку общепринятая теория роля упругих колебаний в твердых средах оказалась научным заблуждением.

...