Виды и масштабы электромагнитного загрязнения окружающей среды

В работе [16], являющейся обзором  по вопросам нанотрибологии, отмечается, что при применении атомно-силового микроскопа для изучения трибологических проблем на наноуровне получаемое изображение поверхности имеет периодичность, соответствующую постоянной решетки исследуемого материала, хотя контактная зона обычно включает в себя значительное количество атомов (от 10 до 10000). При этом отсутствует понимание физики этого эффекта, как признают сами авторы этой работы, поскольку неясно, каким образом такая большая группа атомов перемещается на межатомное расстояние в целом. Это говорит о том, что для достижения положительного эффекта во многих случаях совершенно необязательно воздействовать на каждый конкретный атом или узел решетки. Необходимо лишь подобрать для воздействия соответствующий физический агент – акцептор информационной составляющей. Возникает естественный вопрос, какой физический агент можно использовать для этих целей.

Структурный каркас кристаллической  решетки можно представить как  некую упорядоченную периодическую  полевую структуру. Впервые эту  мысль высказал Эрвин Шредингер  – «Я склонен рассматривать все  строение кристаллической решетки  как нечто весьма родственное стоячей волне де-Бройля. По-видимому, решетка и может трактоваться подобным образом; однако такая задача необыкновенно сложна вследствие очень сильного взаимодействия между этими волнами» [17]. Для эффективного воздействия на такую структуру необходимо обеспечить информационное подобие топологии или структуры поля воздействующего агента и структуры кристаллической матрицы. Таким достаточно универсальным агентом представляется соответствующим образом структурированное электромагнитное поле. Тогда весь процесс взаимодействия можно представить как взаимодействие полевых структур или волновых функций. На этом пути, однако, возникают громадные трудности. Для расчета структур даже небольших молекул необходимо оперировать с числом параметров порядка 10⁵, что нереально и приходится прибегать к «химической и математической интуиции» и заниматься построением «догадок» [18].

Особенности резонансных  воздействий

Особый интерес представляют резонансные явления, при которых  отклик системы реализуется на другой частоте, нежели опорный сигнал. К  числу таких явлений относится  электромагнитно-акустическое преобразование, наблюдающееся в коллоидных системах при падении на их граничную поверхность  электромагнитной волны. Суть этого  явления заключается в том, что  в веществе, не обладающем ни пьезоэлектрическими, ни магнитострикционными свойствами, под действием электромагнитной волны возбуждаются ультразвуковые волны той же частоты (линейный отклик) или на кратных частотах (нелинейный отклик). Наличие границы, как места  сосредоточения возбуждающей силы, имеет  принципиальное значение. Нетривиальность  этого явления в том, что электромагнитная волна, падающая на границу, возбуждает акустические колебания в электрически нейтральном теле, при этом приходится иметь дело с целым кругом явлений, поскольку число механизмов, обеспечивающих преобразование электромагнитных и  акустических волн достаточно обширно [19].

Цепочка трансформации при  этом может выглядеть, например, таким  образом: электромагнитная волна Þ  колебания температуры Þ ультразвук. Мы полагаем возможным, кроме этого, и спонтанный процесс генерации  звуковых колебаний под воздействием термодиффузии. Что касается тепловых механизмов электромагнитно-акустического  преобразования, то основным представляется именно нелинейное взаимодействие. В  этом случае также частота возбуждаемого  ультразвука равна удвоенной  частоте падающей электромагнитной волны (речь идет об источниках нелинейности, скрытых собственно в механизмах преобразования) [20].

Представления об электромагнитно-акустическом преобразовании легли в основу экспериментальных  исследований воздействия слабых электромагнитных полей радиочастотного диапазона (порядка 15 ВА) на различные процессы, в частности, на твердение минеральных  вяжущих [21], которые в исходном состоянии  представляют собой коллоидную систему. При этом образующийся искусственный  камень проходит через ряд структурных  состояний, и некоторые из них  могут представлять собой временные  диссипативные структуры.

В качестве наиболее разумного  объяснения высказывается предположение  о структурирующем влиянии акустической волны на резонансной частоте  одной из мод собственных колебаний  или вращений структурных образований  среды. Акустическая волна играет роль пространственно-динамической матрицы, организующей синхронные движения структурных  образований (молекул, кластеров, решетки) среды. Весьма продуктивным также представляется подход, основанный на группе задач  перколяции. При отверждении вяжущих в кластере-канале проводимости локальные свойства среды могут существенно отличаться от средних макроскопических, и граница раздела переходящих фаз выступает в роли аттрактора, притягивающего к себе траектории перколяционных каналов [22].

Если твердое тело или  биологический организм рассматривать  как квантовую волновую структуру, то целесообразно для воздействия  на нее воспользоваться явлением резонанса с волновой структурой, обладающей сходными характеристиками, подобрав для этого соответствующий  физический агент. Таким универсальным  физическим агентом является электромагнитное (ЭМ) поле, охватывающее диапазон от сотен  метров (радиоволны) до долей ангстрема (жесткие гаммакванты). Резонансную частоту взаимодействия можно определить по пикам поглощения. Электромагнитное поле может иметь на поверхности такое распределение характеристик, что создаются условия для синтеза наноструктур на молекулярном уровне [23] или для изменения характеристик биологического объекта. Изучением воздействия резонансов на различные системы занимается теория КАМ - Колмогорова-Арнольда-Мозера. Она приводит к некоторым очень важным выводам. Поскольку частоты частиц зависят от значений динамических переменных, то в фазовом пространстве, характеризующем систему, в одних точках резонанс наступает, а в других нет. В случае хаоса резонансы порождают необычайно сложное поведение системы в фазовом пространстве [24].

Еще один важный результат  теории КАМ заключается в том, что увеличивая значения энергии, мы увеличиваем области фазового пространства, в которых преобладает случайный  характер траекторий, хотя достаточно часто возникают гармонические колебания. При некоторых критических значениях энергии упорядоченные колебания в системе могут перейти в хаотические [25]. Поэтому для получения упорядоченных структур нет никакой необходимости стремиться к увеличению энергии воздействия, а необходимо лишь увеличивать структурную организацию воздействующего агента. Изучением воздействия высокоупорядоченных когерентных электромагнитных полей малой интенсивности преимущественно миллиметрового диапазона (на частотах 30…300 ГГц), на биологические и физические объекты исключительно плодотворно и в течение длительного времени, с начала шестидесятых годов прошлого века, занимается научная школа Н.Д. Девяткова - М.Б. Голанта - Ю.В. Гуляева. Поскольку в физических и биологических системах в этом диапазоне частот генерируются не только электромагнитные, но и акустические и акустоэлектрические колебания и волны и все эти типы колебаний трансформируются друг в друга, то был введен термин: крайне высокочастотные (КВЧ) излучения и колебания [26,27], который к настоящему времени является общепризнанным. Особенность миллиметровых волн заключается в том, что их воздействие проявляется при крайне низком, нетепловом уровне мощности. Поскольку очень высокочастотный диапазон может быть использован для обработки большого объема информации, то была предложена гипотеза об информационно-резонансном, а не энергетическом характере взаимодействия при невысоком уровне мощности управляющих сигналов.

Так как мощность поступающего извне излучения достаточна для  формирования сигналов управления, энергия  которых в любых информационных системах на несколько порядков меньше энергии системы в целом, а  действие КВЧ излучения по определенным параметрам не зависит от его интенсивности  в широких пределах, что закономерно  для информационных систем и определяется спецификой процесса управления, то авторами этих работ была обоснована гипотеза о том, что проникая в биологическую систему эти излучения на определенных (резонансных) частотах трансформируются в информационные сигналы, осуществляющие управление и регулирование определенными процессами в этой биологической системе [28].

Работами этой школы доказано, что информационное действие ЭМ полей  на биологические объекты связаны  с созданием материальных структур, а элементы для формирования таких  структур не всегда имеются в наличии  в нужной области биологического объекта (области, где формируется подструктура). Поэтому в некоторых случаях для реализации необходимого действия требуется весьма длительное облучение. При этом речь идет не о времени, необходимом для проявления результатов образования в биологической системе новой подструктуры, а о времени, необходимом для ее образования. Необходимо иметь в виду, что электромагнитные волны не могут сами оказать существенно различающихся воздействий на разные элементы биологической системы. Предварительно они должны трансформироваться в акустоэлектрические волны при наличии трансформирующей системы. Такой трансформирующей системой может являться периодическая решетка, элементы которой смещены друг относительно друга на малое расстояние, совпадающее с длиной акустоэлектрической волны [28]. 

Воздействие электромагнитных полей на воду

Поскольку вода является существенным компонентом практически всех биологических  объектов (человеческий организм на 62% состоит из воды), и ее, вследствие совершенно уникальных свойств, можно  рассматривать как некий мостик между миром живой природы  и, условно говоря, миром минералов, то исследователи провели работу по изучению взаимодействия ММ-полей  с водой и водосодержащими  объектами. Им удалось обнаружить, что  вода обладает новым, до сих пор скрытым  глубинным свойством - резонансно-волновым состоянием и что система «водная  компонента биообъекта - резонансные  электромагнитные ММ-волны» играет особую роль в природе. Молекулярные осцилляторы  водной компоненты живого организма, самосинхронизируясь на резонансных частотах, могут представлять естественный внутренний источник и проводник резонансных ММ-волн. Система этих колебаний задает структуре биологической среды пространственную и временную организацию [29].

При исследовании воздействия  постоянного магнитного поля на водные структуры был обнаружен эффект сверхслабой генерации резонансных  КВЧ-волн водой и биотканями на частотах вблизи 25 и 50 ГГц, хотя на этих частотах без магнитного поля нет радиоотклика при КВЧ-воздействии. Оказалось также, что вода обладает длительной ориентационно-магнитной памятью [30]. Воздействие переменного магнитного поля, в отличие от постоянного, может оказывать структурообразующее влияние на диэлектрические ассоциированные жидкости, провоцировать образование замкнутых или свернутых в спираль цепочек молекул. Пропусканием воды через переменное магнитное поле создаются условия для образования ассоциатов кольцевой (плоской или объемной) структуры, минимизирующих энергию взаимодействия с переменным во времени магнитным полем. Взаимодействие с переменным магнитным полем может осуществляться не только через электрические дипольные моменты молекул, но и за счет аксиального тороидного момента макромолекулярных ассоциатов, электрический дипольный момент которых в целом может быть равен нулю. В случае воды образование такого рода ассоциатов понижает эффективную диэлектрическую проницаемость [31].

Понимание структурных особенностей воды дало новый импульс к исследованию влияния на ее свойства слабых воздействий. Обнаружено влияние фонового излучения  и геомагнитного поля. С учетом того, что вода как конденсированная среда представляет собой сложную  пространственную молекулярную конфигурацию, гексагональные фрагменты которой  обладают элементарными магнитными моментами, ортогональными их плоскостям, которые взаимно скомпенсированы, то можно придти к выводу, что вместе с неорганическими ионами водный матрикс образует самоорганизующуюся, упорядоченную фрактальную структуру [32].

Согласно исследованиям, проведенном в Научном Клинико-экспериментальном  Центре традиционных методов диагностики  и лечения МЗ РФ доктором биологических  наук С.В. Зениным, среднее значение изменения проводимости воды при воздействии излучения мобильного телефона  5-10 мкА

Мы считаем, что организующее воздействие на водные структуры  оказывают только те электромагнитные поля (даже и чрезвычайно слабые), которые высокоорганизованны и информационно структурированы. Если в случае мощных воздействий можно ожидать лишь грубое, силовое влияние на систему, то в области слабых и сверхслабых воздействий можно ожидать проявления неожиданных эффектов и феноменов, вследствие неоднозначности результатов внешнего воздействия на множество неразрушаемых функциональных степеней свободы объектов воздействия. Можно даже предположить, что если мощность воздействия возрастает, то его точность влияния и способность к структурным преобразованиям уменьшается, в результате чрезвычайно мощное воздействие неминуемо приведет систему к полному хаосу. Возникает вопрос, а за счет чего в процессе своей жизнедеятельности биологическому организму удается поддерживать столь высокий уровень  организованности,

откуда черпает он необходимые  информационные ресурсы. С точки  зрения физики одним из первых на этот вопрос попытался ответить основатель квантовой механики Эрвин Шредингер  в своей книге «Что такое жизнь. Физический аспект живой клетки».

Отличие любого живого организма  от мертвого или объекта неживой  природы состоит в том, что  биологический организм, являясь  чрезвычайно открытой системой, питается, дышит, ассимилирует и обменивается энергией с окружающей средой. Поскольку  в процессах метаболизма нет  ничего мистического или эзотерического, то они должны увеличивать энтропию, но поскольку этого не происходит на протяжении длительного периода, значит, живому организму удается  как-то избавляться от избытков энтропии, эффективно извлекая из окружающей среды  отрицательную энтропию. Неуклюжее  понятие отрицательная энтропия Шредингер предложил заменить более  изящным – энтропия, взятая с  отрицательным знаком, есть сама по себе мера упорядоченности. Теперь просто процитируем великого физика.

«Средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно  на достаточно высоком уровне упорядоченности (равно на достаточно низком уровне энтропии), в действительности состоит  в непрерывном извлечении упорядоченности  из окружающей среды. Это заключение менее парадоксально, чем кажется на первый взгляд. Скорее, оно тривиально. В самом деле, у высших животных мы достаточно хорошо знаем тот вид упорядоченности, которым они питаются, а именно: крайне хорошо упорядоченное состояние материи в более или менее сложных органических соединениях служат им пищей. После использования животные возвращают эти вещества в очень деградированной форме, однако не вполне деградированной, так как их еще могут употреблять растения. (Для растений мощным источником «отрицательной энтропии» является, конечно, солнечный свет)… Удивительная способность организма концентрировать на себе «поток порядка», избегая таким образом перехода к атомному хаосу, - способность «пить упорядоченность» из подходящей среды, по-видимому связана с присутствием «апериодических твердых тел» – хромосомных молекул. Последние, без сомнения, представляют наивысшую степень упорядоченности среди известных нам ассоциаций атомов (более высокую, чем у обычных периодических кристаллов) из-за той индивидуальной роли каждого атома и каждого радикала, которую они здесь играют.