Баран Б.А., Г.Т.Бубенщикова, В.М.Хрящевський

ВПЛИВ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ТА ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛІВ НА ВОДУ

 

На даний час накопичено велику кількість експериментальних даних стосовно біологічної дії фізичних полів, зокрема магнітного та електричного. Однак, інтерпретація цих даних стикається із значними труднощами. Перш за все це пов’язано із складністю самих біологічних систем. В будь-якій живій клітині одночасно проходять складні біохімічні реакції, що мають додатні та від’ємні зворотні зв’язки. Багато систем клітинного регулювання мають нелінійний коливний характер. Жива клітина, як дуже нелінійна динамічна система, є чутливою до впливу як магнітних, так і електричних полів. Ряд дослідників вважає, що можливою причиною зв’язку між динамікою геомагнітних збурень і дисфункцією живих організмів є зміна магнітоелектричних властивостей як внутрішньо- і зовнішньоклітинної води, так молекул води, що входять до складу клітинних мембран. 

Як відомо, вода є джерелом надслабкого і навіть слабкого електромагнітного випромінювання, змінного за інтенсивністю, напрямком та частотою. Найменш хаотичне електромагнітне випромінювання створює структурована вода. В такому випадку може відбуватися індукція відповідного електромагнітного поля, яке змінює структурно-інформаційні характеристики біологічних об’єктів. Внаслідок цього вода є дуже чутливою до дії зовнішніх джерел магнітних чи електричних полів. Інтенсивність електромагнітних полів і відповідні їм кванти енергії значно менші kТ, тобто, їх вплив повинен бути “невидимий” на фоні теплових ефектів. А оскільки він все-таки фіксується у відповідних експериментах, то дедалі частіше говорять про інформаційну функцію електромагнітних полів.  Генераторами і акцепторами інформаційних хвиль всередині біооб’єктів є різні рідкокристалічні структури і внутрішньоклітинна вода, що здатна утворювати фрактальні структури. Результати експериментальних досліджень вказують на наявність резонансних параметрів електромагнітного випромінювання. Це добре узгоджується з  поняттям про синергетику. Сучасний синергізм – це визнання ролі малих за енергією флуктуацій, які в складних системах можуть змінити структуру систем в точці біфуркації.  До таких систем належить і вода, яка і стала об’єктом наших досліджень.

Досліди проводили наступним чином. Дистильована вода за допомогою поршневого дозатора А-2 циркулювала через електромагнітний пристрій (рис.1) протягом 2-х годин. Після цього в середовищі такої води досліджували кінетику окиснення тіоктової кислоти йодом. Згідно роботи [1] в середовищі води, яка пройшла магнітну обробку, швидкість окисно-відновних реакцій зростає. Ефективність впливу магнітного чи електричного полів на воду оцінювали за величиною ефективної константи швидкості реакції у воді, модифікованій полем (k'), порівняно зі швидкістю такої ж  реакції в звичайній дистильованій воді (k).

 

 

 

 

 

 

 


Рис.1.  Схема електромагнітного пристрою

1 – електромагнітна котушка; 2 – феромагнітний стержень;                             3 – пластмасова вставка; 4 – трубка для протікання води; 5 – електроди

 

В першій серії дослідів на електромагнітні котушки подавали електричний струм певної частоти, а на електроди – змінну напругу 100 В. Результати дослідів наведені на рис.2. При різних частотах електромагнітного поля ефект його дії на воду не однаковий, що неодноразово було відзначено в літературі [2,3]. З’явилося навіть поняття амплітудних і частотних “вікон”:


Рис.3.  Залежність відносної швидкості реакції від частоти  електромагнітного поля при дії його на воду

□ – дія самого електромагнітного поля; ■ – при одночасній дії постійного електричного поля з напругою 100 В; ◍– при одночасній дії змінного електричного поля

існують такі інтервали частот та  амплітуд, при яких ефекти чітко проявляються, в той час як поза цими  “вікнами” вони можуть бути відсутні.

В той же час додаткова дія електричного поля дещо змінює загальну картину. В більшості випадків загальний ефект сумісного впливу вказаних полів менший, ніж при дії самого електромагнітного поля.

Це може свідчити про різні механізми елементарних актів впливу магнітного (електромагнітного) та електричного полів на воду. Хоча в даних дослідах безпосереднього контакту електродів з водою  немає і не може йти мови про електроліз, однак вплив електричного поля призводить до посилення поляризації молекули Н2О  (наведені диполі) і особливо сильно позначається на процесах, в яких відбувається самодисоціація молекул води.

Досліди повторили, однак на електроди подавали постійну напругу величиною 100 В. За цих умов при всіх досліджуваних частотах ефективність сумісної дії обох полів в межах похибки дослідів практично однакова і становить  25 – 30 % (рис.2). Створюється враження, що постійне електричне поле нівелює дію магнітного, або врівноважує вплив електромагнітного поля на воду.

         Однією з причин збільшення швидкості хімічних реакцій у воді після дії на неї фізичних полів є зростання “структурної температури” розчину. Це може бути наслідком зменшення енергії водневих зв’язків між молекулами води. Однак, слід гадати, що механізми елементарних актів дії магнітного та електричного полів на воду суттєво відрізняються один від одного і при їх сумісній дії взаємно компенсують одне одного.        

Наочніше це стало видно з наступних експериментів. Для оцінки ефективності одночасної дії на воду електромагнітного та електричного полів було вибрано частоту 14 Гц, при якій значення k'/k  після дії електромагнітного поля на воду становить 2,5. В окремих дослідах на електроди подавали змінне електричне поле певної напруги. Результати подані на рис.3.

Рис.3.  Залежність відносної швидкості реакції від напруги постійного електричного поля при  частоті електромагнітного поля 14 Гц

 

Як видно з результатів дослідів, крива залежності k'/k  ÷ V характеризується наявністю мінімуму в межах напруги на електродах 50 – 60 В. Можливо, має місце рівновага впливу електромагнітного та електричного полів на воду. При менших та більших значеннях напруги на електродах переважає дія одного з цих полів, в іншому разі сумарна дія була б набагато більшою, тобто, дія обох полів не є аддитивною.

Результати багатьох дослідів з впливу фізичних полів на воду можна до певної міри пояснити, якщо опиратися на кластерно-фрактальну модель [4], яка розглядає воду, як суміш вільних молекул і фрагментів з упорядкованою гексагональною структурою, у вершинах шестикутників якої знаходяться радикали ОН-. Наявність у води кластерної структури дозволяє допустити, що при її руйнуванні виникнуть дисоційовані елементи Н+ і ОН-. Окрім того відбувається постійний обмін між  двома фазами води: вказані елементи утворюють молекулу і переходять у вільну воду, а молекули вільної води – в кластери.  В той же час реакція протону Н+ на дію магнітного і електричного полів є різною. В електричному полі збільшується швидкість переміщення протону  вздовж  ліній поля, а магнітне поле відхиляє рух протону в сторону від магнітних силових ліній [5].

Сумісна дія магнітного (електромагнітного) і електричного полів до певної міри нагадує дію модульованого  електромагнітного випромінювання, адже вид модуляції може бути різним: від амплітудної, частотної і фазової модуляції до складної.

В багатьох випадках дія модульованого електромагнітного поля при фіксованій основній частоті на різних частотах модуляції виявляє різні за величиною і напрямком впливи на одну і ту ж функціональну активність біологічної системи [6]. Оскільки вода є суттєвим компонентом практично всіх біологічних об’єктів, була проведена дуже велика робота по вивченню взаємодії електромагнітних полів з водою та системами, які її містять. Виявилося, що вода має важливу властивість – резонансно-хвильовий стан і система “водний компонент біооб’єкту – резонансні електромагнітні хвилі” відіграє особливу роль в природі. Молекулярні осцилятори водного компоненту біосередовища самосинхронізуються на резонансних частотах і можуть бути провідником резонансних електромагнітних хвиль. Оскільки біологічні системи разом з водою знаходяться в стані далекому від рівноваги, то достатньо слабкого впливу, щоб система пройшла точку біфуркації і реалізувала біологічне підсилення слабкого сигналу магнітного поля.  Однак, це питання потребує подальшого дослідження.

В роботах інших авторів для розуміння процесу сприйняття і запам'ятовування водою навколишньої інформації висунута і така версія: це можуть бути, наприклад, групи молекул, віддалені один від одного на відстані не більше 33 нанометрів, які утворюють так звані "біфуркатні зв'язки", що знаходяться в нестійкому стані. При певних умовах (дія слабких  фізичних полів) диссипативні структури переходять в інший динамічний режим за рахунок багатокаскадного підсилення в системах з внутрішніми зворотніми зв’язками. Великі амплітуди магнітного поля призводять до великих частот зсуву фаз, які не співпадають за порядком величини з природними частотами іонів і молекул в геомагнітному полі. 

 

Література

1. Баран Б.А. Влияние магнитного поля на кинетику химических реакций            // Укр. хим. журнал. – 1998. – Т.64, №4. – С. 26-29.

2. Леднёв В.В. Биоэффекты слабых комбинированных постоянных и переменных магнитных полей. // Биофизика. – 1996. – Т.41. – С.224 – 234.

3. Петросян В.И., Синицын Н.И., Елкин В.А., Башкатов О.В. Взаимодействие водосодержащих сред с магнитным полем. //Биомедицинская радиоэлектроника. – 2000. - №2. – С.10 – 17.

4. Головин Н.И., Курик М.В. Влияние геомагнитного поля на питьевую воду. //Биомедицинские технологи и радиоэлектроника. – 2001. - №8. – С.32 – 34.

5. Антонченко В.Я. Микроскопическая теория воды в порах мемран. – К.: Наукова думка, 1983. – С.139 – 142.

6. Гапеев А.Б.,  Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Часть VI. Биологические єффекты модулированных электромагнитных злучений. // ВНМТ. – 1999. – Т.2. – С.29 – 37.