Самоиндукция оптической активности воды - комплементарная медицина
3.6.2.3. Самоиндукция оптической активности воды и формирование водных структурно-информационных матриц
На основании описанных выше данных можно было бы предположить, что индукция оптически активным растворенным веществом &ldquo-зеркальных&rdquo- сдвигов оптической активности растворителя (воды) и соответственно формирование &ldquo-зеркальных&rdquo- ВСИМ при использовании электромагнитных коммуникаторов представляет собой непреложную закономерность. Однако дальнейшие исследования показали, что это отнюдь не так.
Во-первых, при увеличении оптического пути (длины кюветы) вдвое отношение углов вращения плоскости поляризации для 1 %-ных растворов (+)-сахарозы и /)-(+)-лактозы в ряде случаев оказывалось существенно выше двух (а не ниже двух, как было описано ранее). Во-вторых, исследование самоиндукции оптической активности воды показало, что коэффициент самоиндукции в белом свете и в красно-оранжевой спектральной области действительно остается отрицательным. Однако в дополнительной спектральной области, далее для краткости именуемой &ldquo-зеленой&rdquo-, этот коэффициент в ряде случаев принимал положительные значения. Отметим, что коэффициент самоиндукции воды вычисляли по формуле
(84)
а коэффициент индукции для растворов сахаров — по формуле
(84а)
где а20, а10 — углы оптического вращения в °S, наблюдаемые в данной спектральной области при использовании кювет длиной 20 см или 10 см соответственно.
Наконец, при исследовании мочи и сыворотки крови здоровых доноров, онкологических больных и экспериментальных животных
оказалось, что сдвиги оптической активности ВСИМ относительно контрольной воды могут быть как &ldquo-зеркальными&rdquo-, так и &ldquo-прямыми&rdquo- по сравнению с оптической активностью исходного биоматериала. При этом не обнаружено достоверной знаковой корреляции между сдвигами оптической активности ВСИМ биоматериалов и коэффициентом К1 эталонных растворов сахаров в тот же экспериментальный день.
Попытку выяснить физические механизмы указанных выше эффектов представляется естественным начать со следующих соображений. Во-первых, величина коэффициента К3 определяется, очевидно, свойствами системы водородных связей воды, которые находятся в некоторой (пока не выясненной) зависимости от геофизических факторов и потому представляются флуктуирующими. Во- вторых, величина К1, насколько можно судить, также определяется свойствами системы водородных связей воды и дополняющей ее системы связей воды с растворенным веществом. Поэтому для дальнейшего обсуждения необходимо исследовать зависимость K1K3, графическое представление которой дано на рис. 29, а — в.
Очевидно, что взаимодействие между двумя системами химических связей (внутри воды и воды с растворенным веществом) в общем случае нелинейно. Однако для малых концентраций сахаров, использованных в наших экспериментах, все же допустимо ставить вопрос о суперпозиции этих двух систем связей. Поэтому функциональные зависимости К1К3) представляется полезным сопоставить с зависимостями для тех же спектральных областей, где
(85)
Эти зависимости графически представлены на рис. 29, а — в.
Сопоставляя приведенные графики, видим, что:
а) на графиках, полученных в белом свете, в обоих случаях присутствуют системы из четырех пиков, которые при переходе лишь несколько изменяют свою форму, но топологически сохранны-
б) на &ldquo-красной&rdquo- диаграмме имеется та же система из четырех пиков, однако два из них уширены вплоть до частичного расщепления-
в) наконец, в &ldquo-зеленой&rdquo-спектральной области в системе регистрируется система из пяти пиков, два из которых, однако, явно составляют единый дублет (видимо, результат уширения), поскольку при переходе в систему подвергаются совместной инверсии- в то же время правый синглетный пик &rsquo-&rsquo-зеленой" системы по своему расположению и степени уширения, можно полагать, соответствует левому пику &ldquo-красной&rdquo- системы.
Рис. 29. Зависимость коэффициентов самоиндукции оптической активности раствора сахарозы от коэффициента К3 самоиндукции оптической активности воды:
а — при измерении в белом свете, б — в краснооранжевой области, в — в дополнительной &ldquo-зеленой&rdquo- области. Пояснения в тексте
Эффекты инверсии при переходе между системами и указывают,
что перед нами не просто поля случайно флуктуирующих точек, а именно системы резонансных пиков. При этом если проводить аналогию с ЯМР, получается, что сканирование по шкале К3 аналогично таковому по шкале напряженной постоянного МП и/или частот ПеМП в радиоспектрометре. Однако насколько правомочна такая аналогия?
Рассмотрим систему химических связей в воде. Для каждой молекулы Н2O в макроскопическом объеме жидкой воды эта система имеет вид
, т. е.
представлена парой водородных и парой ковалентных связей кислорода с протонами. Следовательно, в воде имеются три типа пар протонов, в зависимости от типа их связей с атомами кислорода: ( - ... - ).
Понятно, что каждая из этих пар может находиться в одном из трех спиновых состояний: (+1)- ( — 1)- 0, что соответствует таким ориентациям спинов протонов: ТТ- 4-1- 11. При зеемановском расщеплении в МП данная система спинов должна была бы дать два триплета, расположенных почти симметрично с двух сторон от одного синглета, т. е. нечто подобное тому, что мы и наблюдаем в
действительности на рис. 29 (с учетом неточностей, обусловленных флуктуациями состояния воды в ходе опыта).
Замечание. Рассматривая ту же систему связей протонов с кислородом, легко получить практически ту же систему мультиплетов и другим путем, более традиционным, чем описанный ниже. В самом деле, каждый протон при водородной связи, взаимодействуя с тремя остальными, порождает триплет и синглет. При этом системы пиков обоих протонов при водородных связях идентичны и потому сливаются в одну. В точности то же можно сказать и о паре протонов при ковалентных связях. Понятно, что в случае кластера ближнего порядка, состоящего из нескольких молекул воды, системы (триплет + синглет), порождаемые этими двумя типами пар протонов, будут неидентичны и дадут картину вроде той, которая изображена на рис. 29. Несколько сложнее представить себе причины неидентичности сигналов от &ldquo-ковалентных&rdquo- и &ldquo-водородных&rdquo- протонов в макроскопическом водном фрактале. В самом деле, ведь в такой системе каждый протон является &ldquo-водородным&rdquo- по отношению к одному атому кислорода и &ldquo-ковалентным&rdquo- — по отношению к другому. Приходится предположить, что хотя фрактальная вода и представляет собою единую систему, в ней все же существуют образования типа кластеров ближнего порядка, т. е. такие комплексы из нескольких молекул, внутри которых энергия водородных связей заметно больше, нежели на их границах. Ознакомившись с последующим изложением, полезно вернуться к настоящему замечанию. Оно является существенной поправкой в том смысле, что указывает на неполную идентичность &ldquo-зеленого&rdquo- и &ldquo-красного&rdquo- синглетов.
Однако откуда в таком случае появляется расщепляющее МП? Ведь, с одной стороны, поле Земли, тем более экранированное стальным корпусом поляриметра, для этого явно недостаточно, кроме того, оно отнюдь не определяется системой химических связей воды и не порождает величину К3. С другой стороны, МП спиновых пар протонов, казалось бы, уже в молекулярном масштабе должны полностью взаимно компенсироваться и, тем самым, не могут порождать эффектов расщепления.
Но соответствует ли действительности предположение о взаимной компенсации спиновых МП? Очевидно, нет, и вот почему. Исследованиями в области топологии химических структур [89] показано, что:
а) необходимым (хотя и неизвестно, достаточным ли) условием оптической изомерии является изомерия топологическая-
б) необходимым условием топологической изомерии системы химических связей является непланарность графа этой системы, т. е. невозможность представить 3-мерный граф системы связей 2-мерным графом, полный обход которого был бы осуществим путем лишь однократного прохода всех его ребер и вершин-
в) непланарность графа системы связей, в свою очередь, означает его изоморфность односторонней поверхности, т. е. ленте Мёбиус или бутылке Клейна.
Наконец, элементарного пространственного воображения доста точно, чтобы убедиться в том, что в системе химических связей вода однократный поворот на 180 ° поверхности, осуществляется как раз на уровне системы из двух тетраэдрических молекул воды, т. е. на уровне элементарной ячейки водного фрактал Н. А. Бульенкова.
Таким образом, как теоретические соображения, так и сам экспериментальный факт существования оптической активности вода убедительно свидетельствует, что система химических связей вода изоморфна односторонней поверхности. Поэтому спиновые состояния (+1) и ( — 1) пар протонов можно рассматривать как антипараллельные (взаимокомпенсирующие) лишь с точки зрения внешнего наблюдателя. Внутри же объема воды эти состояния следует рассматривать как параллельные, но сдвинутые на 2л по направлению обхода односторонней поверхности нормальным вектором (напомним, что односторонняя поверхность переходит сама в себя после поворота на 4л, а не на 2л, как двусторонняя). Следовательно для внешнего наблюдателя макрообъем воды не обладает собственным вектором намагниченности, тогда как внутри его действует сильное постоянное МП, замкнутые силовые линии которого субобразующие односторонней гиперповерхности водного фрактала Наконец, замкнутость силовых линий внутриводного поля, т. е. его вихревой характер, по определению означает правомочность рассмотрения пар протонных спинов в воде как стоячих спиновых волн на указанной выше поверхности. В качестве конкретного физического механизма предполагаемой здесь ориентации протонных спиноз может выступать, например, динамическая поляризация ядер, где в качестве электронно-спиновой парамагнитной затравки могут выступать ничтожные количества радикалов ОН-, всегда имеющиеся в воде.
Итак, мы приходим к заключению, что система спиновых МГ протонов в воде способна обеспечить как постоянное зеемановское (расщепляющее) поле, так и переменное резонирующее поле (в виде спиновых волн). При этом напряженность зеемановского поля можно полагать, не зависит от величины объема воды. Частота же резонирующего поля в силу постоянной скорости спиновых волн должна зависеть от объема образца воды в целом (в той мере, в которой весь макрообразец представляет собой единый бульенковский фрактал) или от объема субфрактальных кластеров в образце.
Отметим, что сформулированная здесь интерпретация открывает, пожалуй, единственную возможность для разрешения дилеммы, которая, насколько нам известно, пока нигде не сформулирована в явном виде, но, тем не менее, подспудно определяет скептическое отношение многих исследователей к рассуждениям о памяти воды. В самом деле, для долговременного (часы, сутки) сохранения памяти воды в электронных оболочках ее молекул должны были бы иметь место долгоживущие возбужденные состояния. В свою очередь, требование &ldquo-долгожительства&rdquo- таких состояний автоматически подразумевает крайне малую разность энергий между ними и основными состояниями. Эта разность энергий должна соответствовать электромагнитным волнам по меньшей мере километрового диапазона. Но таких энергетических уровней и соответствующих им разрешенных переходов в атомах кислорода и водорода нет. Если же ставить вопрос о сохранении памяти воды за счет имеющихся сравнительно коротковолновых разрешенных переходов, то время сохранения такой памяти будет исчисляться в лучшем случае секундами. И, конечно же, такая память будет вполне бесполезна, например, для приготовления гомеопатических лекарств. Однако механизм суммации спиновых МП протонов, описанный в настоящем подразделе, должен в силу сравнительно небольшой напряженности суммарных полей приводить к весьма слабому зеемановскому расщеплению электронных и ядерных уровней, так что переходы между полученными подуровнями окажутся весьма длинноволновыми и, значит, долгоживущими.
Итак, можно предположить, что исследование оптической активности воды и водных растворов веществ, образующих водородные связи, представляет собой своеобразную методику &ldquo-оптического протонного ЯМР&rdquo-. При этом необходимо помнить, что сам по себе видимый свет, вращение плоскости поляризации которого измеряется, играет роль лишь зонда, переводящего внутреннюю ЯМР-информацию образца в форму, доступную внешнему наблюдению, но ни в коем случае не роль резонирующего ЭМП в смысле собственно ЯМР. Эта последняя роль лежит на изменениях внутреннего спинового МП воды, порождаемых спиновыми волнами.
В заключение концептуальной части настоящего подраздела отметим обстоятельство, имеющее принципиальное значение для развития основной концепции данной книги. В результате обсуждения топологических свойств системы протонных спинов в воде мы пришли к полному аналогу системы трех мод спиновых волн на односторонней поверхности, описанной в главе 2 как основная структура СО. В этом аспекте резонансные пики, представленные на рис. 29, можно рассматривать как гомологи пиков, возникающих на поверхности СО в магнитно-резонансных процессах, порождающих фундаментальные лептоны и фотон у. Тогда результаты, полученные при исследовании оптической активности водных систем, можно пользовать в физике элементарных частиц наравне с данными, полученными традиционными для этой отрасли науки путями (с помощью ускорительной техники и исследования космических излучений). В частности, инверсия пиков, отмечаемая нами при переходе из координатной системы К1(К3) в систему K2(K3), указывает на нетривиальную интерпретацию топологического смысла закона сохранения лептонного числа.
В самом деле, переходя от К1 к К2, мы как бы избавляемся от поля, ответственного за самоиндукцию оптической активности чистой воды, т. е. от фактора соотношения энергий ковалентной и водородной связей протона с кислородом. Но в химико-топологической интерпретации именно пара связей (—...) обеспечивает &ldquo-переворот&rdquo- ленты Мёбиуса. Это подтверждается и тем, что, согласно правилам отбора излучения по симметрии, отрицательная самоиндукция оптической активности воды должна порождаться нечетной системой связей. Поэтому происходящая при этом инверсия пиков, которая может служить аналогом процессов с нарушением сохранения лептонного числа, представляет собой этакий &ldquo-массаракш&rdquo-, выворот мира наизнанку. В этом смысле значительный интерес, в том числе практический, должны представлять процессы осцилляции частиц в потоках нейтрино, где, как известно, закон сохранения лептонного числа в некоторых ситуациях нарушается.
И наконец, наиболее &ldquo-сумасшедший&rdquo- вывод из всего сказанного. Если уже в видимой области спектра мы выявляем все резонансные пики протонных взаимодействий, гомологичные семи фундаментальным частицам поверхности, то этот факт служит убедительным доводом в пользу антропного принципа, или, как он чаще именуется в данной книге, принципа физического актуализма.
Возвращаясь к экспериментальным проблемам, из всего изложенного выше можно сделать следующий вывод. Описанная в подразделе закономерность формирования &ldquo-зеркальных&rdquo- ВСИМ не всеобща. Знак получаемой ВСИМ по отношению к исходному раствору зависит: а) от соотношения энергий водородной и ковалентной связей протонов с кислородом в воде, т. е. от физических условий измерения- б) от соотношения энергии водородных связей внутри воды и между водой и растворенным веществом, т. е. от химической природы растворенного вещества. Феноменология таких зависимостей хорошо видна на экспериментальном материале следующего параграфа.
Замечание. Как уже было сказано выше, описанные в настоящей главе эффекты, связанные с оптической активностью воды, и в первую очередь сам факт существования такой активности, свидетельствуют в пользу изложенной здесь физической концепции. Однако такое подтверждение остается в значительной степени косвенным, а выдвинутые теоретические положения слишком серьезны, чтобы при их проверке довериться одним лишь косвенным признакам. Все это понуждает искать более или менее прямой решающий эксперимент, желательно механического характера.
Как известно, макроскопический образец воды, сохраняя свою микроскопическую конфигурацию на молекулярном и супрамолекулярном (ближнего порядка) уровнях, в макромасштабе допускает практически любое изменение своей конфигурации, в том числе и неконформное. В частности, любое турбулентное течение как раз и представляет собой неконформное преобразование конфигурации. Вполне понятно, что в водном фрактале при этом должно происходить пересоединение водородных связей.
Если, паче чаяния, сформулированная здесь спиновая концепция водного фрактала ошибочна, то любое изменение макроконфигурации фрактала (образца воды), как бы медленно оно ни происходило, будет сопровождаться разделенными во времени разрывами и соединениями водородных связей и, понятно, неизбежной при этом диссипацией энергии. Так что любой, сколь угодно медленный, процесс такого рода неизбежно потребует внешних энергозатрат.
Если же концепция &ldquo-спинового фрактала&rdquo- верна, положение вещей будет совершенно иным. Согласно ей, самостабилизация конфигурации водного фрактала обеспечивается межспиновыми взаимодействиями протонов в парных водородных связях при каждом атоме кислорода. Эти парные связи за счет взаимной ориентации их плоскостей формируют одностороннюю гиперповерхность фрактала, на которой и развертывается взаимодействие спиновых магнитных моментов в виде строго замкнутой, не наблюдаемой извне образца, системы магнитных силовых линий. Но если все это так, то в силу принципа неразрывности магнитного потока в данной модели не может идти речь о разделенных во времени процессах разрыва и пересоединения. Эти процессы могут происходить лишь строго одновременно, по типу классического пересоединения и почкования силовых линий, описанного М.Фарадеем и успешно используемого Е. Паркером и другими авторами [300] в теории космического динамо и родственных разработках. Квантовый механизм таких процессов в водном фрактале можно представить себе как спиновый обмен между протонами в парной водородной связи или в двух соседних связях этого типа.
В такой ситуации, понятно, должна существовать некоторая граничная скорость конфигурационного преобразования водного фрактала, ниже которой преобразование идет исключительно по пути спинового обмена и пересоединения силовых линий и тем самым не требует внешних затрат энергии, кроме обусловленных рассеянием за счет тепловых колебаний. Экспериментальная проверка высказанного предположения принципиально очень проста и напоминает классический опыт П. Л. Капицы с вертушкой в жидком гелии.
Уже после написания настоящей главы нами было получено прямое экспериментальное подтверждение сформулированной здесь модели структуры жидкой воды с внутренним МП. Действительно, если высказанная гипотеза верна, то в воде должен иметь место магнитооптический эффект Фарадея, обусловленный внутренним полем. Если он существует, то визуализировать для внешнего наблюдателя его можно, воспользовавшись обратным, оптомагнитным, эффектом Фарадея. В самом деле, пропускание света от внешнего источника через воду должно привести к изменению ее внутреннего МП (оптомагнитный эффект). В свою очередь, изменение внутреннего поля приведет к сдвигу оптической активности воды (магнитооптический эффект). Для наблюдения такого двойного (оптомагнитооптического) эффекта, очевидно, достаточно простейшей процедуры: следует всего лишь измерить оптическую активность одного и того же образца воды в течение короткого времени (чтобы избежать значительных флуктуаций) при двух различных яркостях источника света, при условии достаточной близости спектральных составов света в обоих измерениях. Такой двойной эффект Фарадея и был обнаружен в эксперименте. Измерения проводили в тех же условиях, что и в предыдущих опытах. Единственное методическое отличие состояло в том, что оптическую активность каждого образца воды — контрольного или ВСИМ — измеряли дважды: при полном и половинном напряжении питания лампы осветителя. Характеристики лампы в поляриметре СУ-5 таковы, что спектральный состав излучаемого ею света в этих условиях, в пределах используемой точности регистрации, можно считать постоянным.
Показания поляриметра, полученные при полном и половинном световом потоке, оказались различными. В среднем по серии опытов установлено, что при полном световом потоке оптическая активность воды составляла + 0,06±0,01 °S в белом свете и + 0,08±0,01 °S в красно-оранжевой области, тогда как при половинном световом потоке — соответственно 0,00±0,01 и —0,03±0,01 °S. Различия высоко достоверны по критерию Стьюдента: Р < 0,001 — в белом свете и Р<0,0001 —в красно-оранжевой области. Особенно высокой оказалась достоверность различий в индивидуальных экспериментах для ВСИМ сывороток крови опухолевых больных. В этих случаях как в белом свете, так и в красно-оранжевой области величина Р достигала уровня 0,00001 и ниже. В контрольных образцах воды исследуемые различия не достигали даже 5 %-ного уровня значимости в белом свете, а в красно-оранжевой области величина Р не опускалась ниже значения 0,0001. Таким образом, можно полагать, что обнаруженный в наших экспериментах двойной эффект Фарадея может послужить основой дополнительного диагностического метода.
