Без неё нет даже люминесценции. Замолкнет эрудит, вывалится инструмент из пальцев ремесленника, а Творца посетят мысли о суициде.

Преимущества импульсной накачки

Энергия может вводиться в активную среду непрерывным потоком и импульсами. Предположим, что инверсия активных центров нашего лазера создаётся по схеме, изображённой на рис. 7,а. Причём

t ₂ < t₃ , t ₄ >> t₃ и t₁ (13).

Инверсия создаётся между верхним (3) и нижним (4) лазерными уровнями. Переходы 4 R 3, 4 R 1 маловероятны. Поскольку время жизни нижнего лазерного уровня велико (в таком случае он называется метастабильным) и исключается возможность его вынужденной (например, вследствие столкновений) очистки, реализовать стационарную или хотя бы достаточно долго существующую инверсию в такой лазерной среде нельзя. Это - лазер на самоограниченных переходах 3 R 4. Сами лазерные переходы ограничивают в среде время существования инверсии, и поэтому непрерывная накачка здесь бессильна. В лазерной среде возможна только импульсная генерация, условие которой:

N₃(t) t ₃ > N₄(t) t ₄. (14)

Длительность импульса генерации определяется характерным временем Dt, пока это остаётся в силе (рис.7,б).

Неудобство самоограниченной схемы имеет обратную сторону. Традиционно используемый для накачки источник (например, лампа-вспышка) создаёт фотоны с разными длинами волн. Отображение проблемы в мозге также происходит от разных рецепторов, испускающих разные кванты действия, несущие раздражение. Так как вероятность вынужденного перехода W₁₄невелика, то вся накачка расходуется на возбуждение уровней 2 и 3. Значит, увеличив темп накачки (v₂, v₁), можно создать сравнительно высокую степень инверсии и получить весьма высокий коэффициент усиления, пропорциональный плотности инверсной населенности рабочих уровней.

Споём еще несколько хвалебных куплетов импульсной накачке. Мы твердо зарубили себе на носу, что за словом "лазер" может скрываться объект "творческий механизм".

1. Импульсная накачка технически более выгодна. При непрерывной же накачке действует сразу несколько взаимосвязанных ухудшающих и даже полностью прерывающих генерацию факторов: повышение порога генерации, перегрев лазерной среды, тепловое разрушение конструктивных элементов и т.д.

Рис.7. Принцип действия самоограниченных переходов: а - схема переходов; б - эволюция их заселения: 1,2 - населенности нижнего и верхнего рабочих уровней; 3 - импульс возбуждения
 
 

2. Для создания и использования застойной доминанты не требуется всё время поддерживать высокую мощность накачки. Как мы видели, творческий механизм и есть импульсная накачка, ненадолго включаемая для каждого полушария (а точнее, для каких-то областей этих полушарий).

3. Теоретически импульсная мощность может создавать застойные доминанты с высочайшими уровнями возбуждения. Потому при хороших усиливающих свойствах среды возможно получение генерации и в однозеркальном лазере и даже в лазере без зеркал (так называемый режим сверхсветимости)!

"Как же так? - удивится читатель. - Разве возможно творчество без создания застойных доминант-зеркал?" Ответ положительный. Но это особый случай. Редкий и нетипичный. И вот почему.

Герой одного из научно-фантастических романов Альфреда Ван Вогта спрашивает: "Что случится, если весь заряд аккумулятора разрядить в одну стомиллиардную долю секунды?" Наша умственная инерция не позволяет нам увидеть, что конечную по величине энергию накачки DE , необходимую для создания инверсии в объеме DV (совокупность активных центров или пейсмейкеров, претендующих на почётное звание "застойная доминанта"), можно вводить за разное время Dt. И если

DE / (D t D V) = const, (15)

то, уменьшив Dt, мы увеличим DV. Иначе говоря, уменьшая Dt до значений, при которых верхний лазерный уровень не успевает спонтанно релаксировать (с вероятностью S₃₄), мы можем ненадолго сделать всю активную среду одной застойной доминантой. И зеркал - долгоживущих застойных доминант - не потребуется. Результат включения такого механизма называется инсайтом - озарением, быстропротекающей разновидностью вдохновения. (Insight в переводе с английского означает: понимание, интуиция.) Легко прикинуть, что квантов действия инсайта может не доставать, чтобы выполнить законченное действие по решению проблемы: и Москва не разом строилась. Главное предназначение инсайта - дать архитектурно точный и обоснованный план строительства будущего города. В акте озарения мы получаем рецепт: что делать.

Удивительно, но факт - системы накачки Творца делают свое дело в немыслимых для обыденного мышления условиях. Система накачки эргичного Творца работает в импульсном режиме, чередуя возбуждение пейсмейкеров левого и правого полушарий мозга. А система накачки у людей со "слабым" типом ВНС неудачна, так как питает и сохраняет фиксированные застойные доминанты.

Мы заметили, что творческая работа и при относительно скромных энергозатратах неумолимо повышает качество энергии, причём в условиях, когда даже "по горло сытый" энергией Мастер сработает кустарно, а Потребитель окажется традиционно недееспособным.

Рис.8. Схема накачки с отбором энергии
 
 

Но и это не предел. Можно, например, получать инверсию не подавая, а отбирая у активной среды энергию! И вот как.

Пусть мы имеем активные центры, работающие по трёхуровневой схеме (рис. 8), причем времена жизни соответствующих состояний соотносятся как

t₂ < t₃. (16)

Быстрое охлаждение активных центров, смысл которого в том, чтобы заблокировать переходы 1R 2 и 1R 3, приводит к тому, что за данный промежуток времени уровень 3 очищается быстрее, чем уровень 2. Следовательно, между ними возникает инверсия населённостей. Таким образом, очень быстрое охлаждение системы активных центров, подобных рис. 8, позволяет получить инверсию и относительно короткие импульсы генерации.

Обратимся к опыту творчества. Предложенная модель означает, что резкий отток энергии в ситуации сформировавшихся мотивационных доминант приводит к генерации квантов действия. Интенсивность их потока, как и в случае инсайта, будет недостаточна, чтобы "горы свернуть". Но польза от них существенна. Говоря образно, они дают рисунок бороздки ключа, который откроет замок проблемы. А чтобы вырезать ключ с такой бороздкой, вставить его в замок и повернуть, нужны дополнительные кванты действия, однако создание их необязательно потребует включения творческого механизма.

Великолепной иллюстрацией накачки отбором энергии является открытие Д.И. Менделеевым периодического закона химических элементов. Бытует мнение, будто Менделеев открыл свой закон во сне. Тщательная реконструкция обстоятельств открытия Дмитрием Ивановичем периодического закона, сделанная науковедом Б.М. Кедровым, свидетельствует, что в момент прихода идеи Менделеев готовился к отъезду в связи с отпуском, предоставленным ему для инспекции артельных сыроварен. Попутно он планировал заехать в имение Боблово, чтобы повидаться с семьей. "Менделеев сидел буквально на чемоданах и торопился на поезд, стремясь, естественно, покончить со всеми прочими делами, имевшими отношение к его отъезду. Менее удобного времени нельзя себе представить... Когда открытие началось,

Менделеев, как это вполне понятно, - надо только представить себя на его месте! - прилагал все усилия к тому, чтобы как можно скорее, в предельно короткий срок, довести начатое дело до конца (открытие) и все же успеть выехать из Петербурга" [17, с.47-48]. Полученная в результате идея была действительно лишь "бороздкой" от ключа. И предстояла кропотливая работа по его отливке и размыканию замка проблемы универсальной классификации химических элементов.

Тот же механизм, похоже, помог Льву Николаевичу Гумилёву. "В марте 1938 года, - пишет он, - когда я был уже на 4-м курсе, меня снова арестовали, на этот раз надолго. Послеежовская "оттепель" к тому времени уже миновала, мне пришлось хлебнуть на допросах полной меры издевательств и побоев от следователя". В Крестах (в тюрьме Гумилев спал тогда на асфальтовом полу) к молодому учёному пришла идея пассионарности процесса, лежащего в основе рождения и гибели этносов. Скромные кванты действия, родившиеся в этих условиях, легли в основу нескольких книг Л.Н. Гумилёва, позволив ему универсальным образом организовать фактический материал этнографии, палеоастрономии и истории.

Знакомясь с этими фактами, мы вновь убеждаемся,что энергия таланта оспаривает сомнительное право на "вынужденное бездействие". Ведь ожидать вдохновения можно всю жизнь, а неисчислимые проблемы будут осаждать нас ежедневно.

Выделим выводы:

1. Найдите аналоги вредным факторам, действующим при непрерывной накачке (некоторые из них мы указали в разделе "Накачка отбором энергии" текущей главы) .

2. Вопрос "на засыпку". Творческая работа даже при относительно скромных энергозатратах неумолимо повышает качество энергии. Является ли сверхизлучение инсайта исключением из правил? Возможно ли, чтобы излучение инсайта было высококачественным?

3. По книге Л.В. Тарасова [14, с.325] или по лекциям лазерного курса (в крайнем случае спросите у старшекурсников) ознакомьтесь с принципом активной модуляции добротности резонатора лазера и найдите аналог этого принципа в работе творческого механизма. После этого учтите, что указанный принцип реализуется за счет свойств системы накачки и свойств активной среды.