Главная страница

ппп. мироздание фурса. Мысли мудрецов востока


Скачать 3.29 Mb.
НазваниеМысли мудрецов востока
Дата09.08.2022
Размер3.29 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файламироздание фурса.doc
ТипРеферат
#642817
страница35 из 45
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   45


Эле1строн имеет спин Vi и также обладает магнитным моментом. Однако у большинстиа молекул, согласно принципу Паули, электроны образуют пары с противоположно направленными спинами, и поэтому результирующий маг­нитный момент у них отсутствует.

Изотопы с нечётным массовым числом являются 100%-ными маг-нитоактивными изотопами. (Все долгоживушие радиоактивные изото­пы являются магнитоактивными при чётном массовом числе.) Среди природных элементов с нечётным массовым числом насчитывается 21 элемент, которые состоят только из одного магнитоактивного изо­топа. К ним относятся, например, из биологически активных элемен­тов: F, Na, P, Мп, Со, I. Из основных биологически активных элементов - Na, Mg, 1С, Са - только Na2j является 100%-ньш магиитоактивным изотопом. Содержание магнитоактивного Mg25 в естественной смеси -10,11%, Са'п-0,145%. У калия все три изотопа - К39, К10, К41-магни-тоактивные.

Классификация магнитных полей

Как чувствует себя материя в широком диапазоне магнитных полей? Обозначим магнитные поля по их способности воздействовать на те или иные процессы материального мира2.

3GS

1. ц/Y,

кТ, где ц- магнитный момент электрона или атома, к -
постоянная Больцмана, Г-температура.

Магнитное поле, превышающее /-/,, способно влиять на равновес­ную ориентацию спинов электронов и атомов. При комнатной темпе­ратуре Я, равно -3-102Тл, при 1 К- I Тл.

2. (i/f, -|£u|, EiS = -mac22! he)1, где Etl- энергия атомных и мо­
лекулярных уровнен, h - постоянная Планка, с — скорость света, те -
масса электрона, е - заряд электрона.

Поле, превышающее И2, существенно меняет структуру атомов, их энергию ионизации и энергию связи молекул. Поле Н2порядка 5 ■ 10* Тл недостижимо в земных лабораторных условиях.

3. (И1тес)Н2ссг.

Здесь #3 такое, что способно менять свойства вакуума и, в частно­сти, влиять на распределение электромагнитных волн в вакууме. В по­ле Нт, электродинамика становится нелинейной. Характерные значения этих полей - порядка 109Тл. Близкие по значению поля наблюдаются в пульсарах. Магнитные поля порядка 107-108 Тл вызывают сильные нелинейные эффекты - рождение электрон-позитронных пар одиноч­ными фотонами и вращение плоскости поляризации (эффект Фарадея) в вакууме.

В лабораторных условиях можно рассчитывать на значительные эффекты лишь при очень низких температурах. Напрашивается вывод, что в обычных условиях реально достижимые магнитные поля не могут обеспечить (энергетически) протекание молекулярных и химических процессов по простой причине: дополнительная магнитная энергия атомно-молекулярных частиц в этих полях ничтожно мала - в 10г*— 10в раз меньше тепловой или химической энергии, и ею можно пренебречь.

Однако имеется ряд ситуаций, когда магнитные эффекты сущест­венны даже в слабых магнитных полях.

Ферромагнетики: если большое число магнитных моментов в неко­торой области направлены в одну сторону, то суммарный магнитный момент такой области пропорционально возрастает (см. рис. б). Во столько же раз возрастает и эффект взаимодействия со слабыми маг­нитными полями. Самопроизвольная ориентация спинов происходит не за счёт магнитных взаимодействий между ними, а за счёт других сил, порождаемых обменными взаимодействиями. Наглядный пример тому -поведение ферромагнитной стрелки компаса в слабом, порядка 10"'Тл, поле Земли.

369

Иначе обстоит дело в неравновесных системах. При малом откло­нении от положения равновесия свойства системы характеризуются кинетическими коэффициентами: электропроводностью, теплопровод­ностью, коэффициентом диффузии, величиной эффекта Холла. Слабые магнитные поля влияют на проводимость металлов. Ещё более слабые поля (микрогауссы) влияют на весьма разреженную плазму и космиче­ские лучи в астрофизических условиях.

Особое место в иерархии магнитных эффектов принадлежит влия­нию слабых магнитных (постоянных и переменных, внешних и внут­ренних, обусловленных магнитным моментом ядер) полей на скорость процессов взаимодействия парамагнитных частиц - радикалов, элек­тронов, дырок, ионов, солитонов и триплетных молекул - и на химиче­ские реакции с их участием. Влияние магнитного поля на элементар­ные процессы с участием парамагнитных частиц обнаружено в явлени­ях фотопроводимости, флуоресценции, явлениях химической поляри­зации ядер и электронов, магнитного изотопного эффекта и др.

Иная ситуация складывается при резонансном возбуждении ан­самбля биологически активных ядерных спинов в живой материи. Уникальные свойства и явления: сннфазность элементарных процессов в режиме поглощения или излучения электромагнитной энергии, боль­шие времена релаксации, характерный диапазон частот - долгое время оставались без должного внимания.

Эффекты, о которых говорится в последних двух пунктах, имеют не энергетическую, а спиновую природу; мы особо выделим их своим вниманием, так как, на мой взгляд, здесь таится ключ к разгадке мно­гих проблем естествознания.

Магнитный резонанс

Мы уже говорили о том, что фундаментальное свойство материи -квантование энергетических уровней - делает каждую биосистему по-лнрезонансной в широком диапазоне частот электромагнитного излу­чения со сложным механизмом передачи энергии возбуждения, усиле­ния, релаксации и трансформации частот... Падающее на вещество излучение резонансной частоты, непосредственно возбуждая один из уровней такой системы, становится причиной последовательного воз­буждения других уровней. Этот процесс носит каскадный характер, в разной степени затрагивая смежные уровни структурной организации организма. При этом, подчиняясь определённым законам, частота па­дающего излучения может трансформироваться как в низкочастотную, так и в высокочастотную область. В то же время относительно высокая

370
диэлектрическая проницаемость и электрическая проводимость биоло­гических сред является своего рода зашитой организма, так как эти свойства ограничивают прохождение высокочастотных электромаг­нитных колебаний, причём электрического компонента в большей сте­пени, чем магнитного. Поэтому взаимодействие по магнитному сцена­рию следует рассматривать как более предпочтительное в живой при­роде. Магннторезопансный механизм, представляет исключительный интерес в качестве естественного механизма (канала) взаимодействия электромагнитного поля с веществом на всех уровнях организации жи­вого. Расщепление энергетических уровней в магнитном поле {эффект Зесмсша), явление резонансного поглощения и генерации когерентного электромагнитного излучения спиновыми системами - исключительно тонкие механизмы природной организации.

Используя спектроскопические методы, можно перевести большую часть ядерных спинов в ту из двух возможных ориентации, которая соответствует состоянию с более высокой энергией, создать инверсию населённостеп и таким образом достичь отрицательных температур. Поскольку система ядерных спинов очень слабо взаимодействует с окружением, а значит, рассеяние энергии происходит очень медленно, система довольно длительное время остаётся в состоянии с отрица­тельной температурой. В этом состоянии среда приобретает способ­ность усиливать проходящее излучение, а при наличии положительной отрицательной связи - и генерировать монохроматические электро­магнитные волны. Но и это ещё не всё. В таких системах может на­блюдаться чудо природы - спиновое эхо. Поэтому совершенно непо­нятно, как такие удивительные свойства, обнаруживаемые в неживой природе, остались невостребованными в объяснении живого?

Выясняя природную сущность таких физических явлений, как ядерный (ЯМР) и электронный (ЭПР) магнитные резонанеы в биофи­зических процессах, я пришел к выводу о существовании принципи­альной, вполне материальной взаимосвязи многих биологических, фи­зиологических и ментальных процессов через спиновую динамику ядер и электронов.

Благодаря наличию магнитного момента магшшюакпшвные ядра и изотопы, неспарениые электроны характеризуются строго опреде­лённой резонансной частотой vpa, при которой происходит резонанс­ное поглощение энергии падающего на них переменного магнитного поля. Важнейшим свойством ЯМР (ЭПР) является прямо пропорцио­нальная зависимость резонансной частоты v^ от величины постоян­ного магнитного поля /70- Постоянное (поляризующее) магнитное поле

371

на ядре Иоскладывается из внешнего поля и внутреннего, локального поля, созданного ближайшим окружением ядра (электронной оболоч­кой, соседними ионами)- Химические элементы с переменной валент­ностью, например переходные металлы Fe, Co и др., способны давать донор-акцепторные комплексы, на ядрах которых имеются сильные внутренние магнитные поля (десятки тесла). В других случаях, напри­мер при определённой валентности ионов, внутреннее поле может быть равно нулю. Тогда в отсутствие искусственных внешних полей ядра магнитоактивных ионов будут находиться, как говорят учёные, в «нулевом поле», а на самом деле - в магнитном поле Земли, напряжён­ностью порядка 0,5-10*4 Тл.

В магнитном поле Земли частоты ЯМР для всех известных магнит­ных изотопов лежат в области от 30 до 2200 Гц. Соответствующие этим частотам длины волн электромагнитного поля в вакууме - от 10 тыс. км до 140 км. Ниже приведены резонансные частоты (ЯМР) в магнитном поле Земли для биологически важных элементов: К4 (128 Гц), Mg25 (135 Гц), Zn67 (137 Гц), Мо')5(143 Гц), Мо'7 (146 Гц), Са° (148 Гц). И1 (2197 Гц), F1(2070 Гц), S33 (169 Гц), Hg'"(392 Гц), Hg201 (145 Гц), С13 (553 Гц), Вг(551 Гц), Вг31 (594 Гц),Ма23(583 Гц).

Электромагнитные волны таких частот, присутствующие в био­сфере, не встречают заметного препятствия в биологических средах. (Частоты электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в магнитном поле Земли примерно натри порядка выше.)

Кроме напряжённости постоянного (поляризующего) магнитного поля Ио важное значение имеет напряжённость переменного электро­магнитного поля Н{, направление вектора магнитного компонента этого поля по отношению к направлению поляризующего магнитного поля, и степень его поляризации. Видите, в какой сложной зависимости от внешней среды находятся удивительно миниатюрные магнитики - ядра и электроны, составляющие атомы, молекулы, т.е. основу всей материи, какая чувствительная, должно быть, система - живой организм. Вопросы в том, каким образом природа использует магнитные свойства этих сис­тем, насколько существенным может быть участие магнитоактивных изотопов во взаимодействии электромагнитного излучения с объектами живой материи и каков механизм этого взаимодействия? На эти вопросы удовлетворительного ответа нет. Всё дело в том, что с точки зрения энергетического подхода это влияние пренебрежимо мало.

Иной подход состоит в том, что энергетически слабые сигналы особым образом влияют на процессы в живой материи за счёт магни-тоспииовых эффектов, когерентного действия ансамбли спинов...

372

Спин-селективные химические реакции

Химическая реакция - это физический процесс перегруппировки атомов и перестройки электронных оболочек реагирующих частиц, в результате которого образуются новые частицы - продукты реакции. Традиционный способ управления химическими реакциями - накачка энергии в реагирующие частицы либо на внешние степени свободы (простое нагревание), либо на внутренние (фотолиз, радиол из, плазма, ИК-лазерохимия и др.). В руководствах (справочниках) по химии, из­данных ещё в 80-е годы прошлого столетия, так и написано, что пред­посылками протекания любой химической реакции являются: I) нали­чие частиц исходных веществ; 2) движение частиц; 3) наличие мини­мального запаса энергии у реагирующих веществ.

Однако, как оказалось, есть ещё одно физическое свойство, кото­рое имеет существенное значение для химии, - угловой момент (спин) электронов и ядер реагентов. Фундаментальный принцип, который управляет химическими реакциями, состоит в том, что спины (и их проекции) остаются неизменными в элементарных химических собы­тиях. Сохранение полного спина приводит к важному следствию: хи­мические реакции спин-селективны. Они разрешены только для таких спиновых состояний продуктов, полный спин которых идентичен спи­ну реагентов, и строго запрещены, если для их существования требует­ся изменение спина. Например, при встрече двух радикалов (молеку­лярная композиция, содержащая неспареннын электрон) образуется радикальная пара либо в синглетном, либо в триплетном состоянии, но рекомбинация этих радикалов в молекулу происходит лишь из синг-летной пары, реакция в триплетной паре строго запрещена по спину. Принцип спиновой селективности, таким образом, состоит в том, что реакции разрешены только для определённых спиновых со­стояний; химически идентичные, но различающиеся спином интерме-диаты - предшественники продукта реакции - обладают различной, зависящей от спина химической реакционной способностью. Единст­венные взаимодействия, способные изменить спин предреакционных интермедиатов и преобразовать нереакционные, запрещённые по спину состояния, в реакционные, разрешённые по спину, - это магнитные взаимодействия. Их вклад в общую энергию ничтожен, однако они контролируют поведение спина в химических частицах, модифициру­ют их химическую реакционную способность и определяют новый, магнитный сценарий химических реакций. В случае радикальной пары, нереакционные триплетные пары могут быть преобразованы в реакци­онные сунглетные пары (триплет-синглетная конверсия) либо за счёт

373

нативных, собственных магнитных взаимодействий, присущих самой реакции, либо под воздействием внешних радиочастотных или микро­волновых полей. Магнитные взаимодействия спинов с внешними и внутренними (ядерными) магнитными полями, ничтожными но энергии, окалывают сильное влияние па химические реакции, изме­няя спин реагирующих частиц и снимая спиновые запреты. Эти эффекты имеют кинетическое происхождение. Следует подчеркнуть, что магнитные взаимодействия не влияют на саму химическую реак­цию, т.е. они не воздействуют на движение химически реагирующей атомной системы по поверхности потенциальной энергии. Реально эти взаимодействия приводят к следующему: они переключают реакцию со сшш-запрещенных каналов па спин-разрешённые, регулируя спиновое поведение реагентов и заменяя иереакционные каналы реакционными (или наоборот). Это касается как магнитных взаимодействий, прису­щих самой реакции (зеемановское, фермиевское, дипольное, спин-орбитальное), так и внешних электромагнитных полей и их воздейст­вия на спнн-содержащие предшественники реакции (в частности, ра­дикальные пары).

Эмпирический поиск эффектов воздействия магнитного поля на химические процессы имеет давнюю историю, почти столетие. Ни­чтожность значений (величии) магнитной энергии, концентрируе­мой па частицах, по сравнению с химической ставила в тупик ис­следователей. И лишь с открытием спиновых явлений внимание к про­блеме магнитного поля в химических реакциях значительно возросло.

Одним из замечательных магнитоспиновых эффектов, обнару­женных вслед за открытием эффекта магнитного поля в фотохимиче­ских и фотофизических процессах в молекулярных твёрдых телах, является химически индуцированная поляризация ядер. Скорость трнплет-синглетной конверсии радикальных пар зависит от магнит­ного момента ядер и константы СТВ, но величина еб определяется полной энергией электрон-ядерного взаимодействия, которая зависит от проекции ядерного спина. По этой причине радикальные пары, различающиеся ориентацией ядер, отличаются также и скоростью триплет-синглетной конверсии. Отсюда следует, что химические взаимодействия радикалов в паре сортируют по разным молекулам не только магнитные и немагнитные ядра (как в магнитном изотопном эффекте), но и производят сортировку магнитных ядер по их ориен­тации: ядра с одной ориентацией реакция отправляет в одни продук­ты, ядра с противоположной ориентацией — в другие. В результате молекулы одного сорта имеют ядерную поляризацию одного знака,

374

молекулы другого сорта - другого знака. Так создаётся химически индуцированная поляризация ядер в сильных (порядка единиц Тесла) магнитных полях.

При отрицательной" поляризации ядер инверсная заселённость ядерных зеемановских уровней соответствует запасанию в зееманов-ском ядерном резервуаре молекул - продуктов химической реакции -значительной энергии. Если эта энергия превосходит порог генерации, то возникает когерентная прецессия отрицательно поляризованных ядерных спинов, обеспечивающая поперечный компонент ядерной на­магниченности. В этих условиях появляется самопроизвольная радио­частотная генерация продуктов химической реакции, т.е. генерация переменного тока с частотой, равной частоте прецессии ядерных спи­нов. Таким образом, химическая реакция ведёт себя как молекулярный квантовый генератор радиочастотного диапазона - химический мазер.

Экспериментально это свойство было обнаружено в 1978 году3 в фо­тохимической реакции порфирина с хиноном; эмиттером служили моле­кулы хинона, в которых создавалась огромная отрицательная поляриза­ция протонов за счёт химической реакции обратимого переноса электро­на между партнёрами реакции - молекулами порфирина и хипона.

Взаимодействие между химическими частицами - носителями спина (в частности, между радикалами) - будучи селективными по электронному спину, неизбежно является селективным и по ядерному спину. Так обе спиновые подсистемы (электронная и ядерная) взаимо­действуют через фермиевское сверхтонкое взаимодействие (СТВ). Ядерная спиновая система воздействует на магнитное поведение элек­тронной спиновой системы и в конечном счёте на химическую реакци­онную способность. Ядерно-спиновая селективность химических реак­ции приводит к различию в скоростях реакций радикалов, содержащих магнитные и немагнитные ядра. Это явление назвали магнитным изотопным эффектом (МИЭ) - эффектом фундаментальной важно­сти, в том числе в молекулярной биологии.

Спиновая тригшет-синглетная конверсия, индуцируемая СТВ, име­ет место в магнитных полях в интервале (1 - i 50) ■ 10"1 Тл; следователь­но, даже такие слабые магнитные поля достаточны, чтобы развязать электрон-ядерные спиновые подсистемы и произвести вполне замет­ные (и даже многократные) изменения в скоростях реакций.

Надёжные и метрологически обоснованные эффекты поля в жид-кофазных химических реакциях обнаружены в 1972 году4.

Микроволновая накачка спиновых переходов изменяет скорость спиновой эволюции радикальных пар и, следовательно, её химию,

375

обеспечивая новый принцип резонансного частотно-настроенного хи­мического приема микроволн. Изменение выхода продуктов есть ре­альный химический отклик на воздействие электромагнитного поля на реагирующую спиновую систему. Частотный спектр этого отклика эк­вивалентен спектру микроволнового поглощения радикальной пары и, следовательно, идентичен спектру ЭПР.

Первый эксперимент, продемонстрировавший магииторезонаисную мо­дуляцию скорости реакции, был выполнен наблюдением флуоресценции тон­ких (3-5 мкм) пол![кристаллических слоев рубрена (тетрафенилтетрацепа), нанесенных на кварцевую подложку и помещёншлх в резонатор оптически детектируемого магнитного резонанса. В этой работе было зарегистрировано вызванное резонансными переходами уменьшение интенсивности флуорес­ценции образца при комнатной температуре5.

Следует отметить, что при регистрации магнитного резонанса по флуоресценции достигается исключительно высокая чувствительность вплоть до 100 пар спинов в образце. Но, в отличие от обычного метода оптического детектирования магнитного резонанса (ОДМР), в котором в результате переходов между магнитными уровнями молекулы изме­няется вероятность оптических переходов в этой же молекуле, в новом методе переходы между зеемановскнми уровнями парамагнитных час­тиц изменяют реакционную способность этих частиц по отношению друг к другу, в результате чего изменяется скорость образования про­дуктов реакции.

Итак, обнаруженные механизмы управления молекулярными процессами и химическими реакциями основаны па селективности этих процессов к угловому моменту молекул (в молекулярных про­цессах) н угловому моменту - спину электронов и ядер реагирующих частиц (в химических реакциях). Изменение углового момента инду­цируется магнитными взаимодействиями, энергия которых в обычных условиях пренебрежимо мала. т.е. новые принципы управления хими­ческими реакциями имеют не энергетическую, а спиновую природу. Скорости спип-селективных процессов зависят от магнитных взаимо­действий, которые изменяют спин реагирующих частиц и снимают (частично или полностью) спиновые запреты. К ним относятся процес­сы с участием парамагнитных частиц (свободных радикалов, триплет-ных молекул, парамагнитных ионов). Скорости этих процессов зависят от внешнего магнитного поля - постоянного и переменного, а также от внутреннего магнитного поля, создаваемого магнитными ядрами. По этой причине магнитные эффекты обнаруживаются в люминесценции растворов и кристаллов, в фотопроводимости молекулярных твёрдых тел и полупроводников, в процессах фотосинтеза п тушения люминес-

37 6

ценции парамагнетиками, в радикальных химических реакциях, в про­цессах с участием молекулярного кислорода. Можно предполагать, что эти эффекты затрагивают промежуточные стадии химических реакций, на которых образуется реакционно-способная пара парамагнитных частиц и которые не наблюдаются методом ЭПР в силу недостаточной концентрации частиц (на 6-8 порядков) и больших скоростей реакций. Магнитные эффекты проявляются только при неравновесной заселён­ности спиновых состояний промежуточной пары парамагнитных час­тиц. В этих условиях можно ожидать, что резонансные переходы меж­ду неравновесными заселёнными уровнями одной мультпплетности могут изменять скорости взаимодействия парамагнитных частиц, со­ставляющих пару.

В принципе, можно ожидать проявления магнитных и маг-ниторезоиапепых эффектов на всех параметрах сложной физико-химической и биологической системы, кинетически связанных с элементарными процессами в парах парамагнитных частиц. В одном случае - это чисто магнитные эффекты, которые возникают из за­висимости вероятности реакции от магнитного поля, сверхтонкого (фермневского) электрон-ядерного взаимодействия (определяемого константой обменного взаимодействия) и от ориентации ядерного спина; к ним относятся магпитополевой эффект (МПЭ), магнит­ный изотопный эффект (МИЭ) и химическая поляризация ядер (ХГ1Я). В другом случае - магнитный резонанс, стимулирующий под действием резонансного электромагнитного излучения эти и дру-гне эффекты.

В настоящее время известно большое количество физических и химических процессов в жидкостях, молекулярных твёрдых телах, по­лупроводниках, фотосинтетических системах и т.д., в которых прояв­ляется высокая химическая селективность спиновых состояний. Во всех этих процессах спиновая динамика, управляемая магнитными взаимодействиями, снимает (частично или полностью) спиновые за­преты и влияет на конечный химический и физический результат про­цесса (протекание реакции, рекомбинации зарядов, аннигиляции и т.д.). ПЙ этой причине магнитные взаимодействия, пренебрежимо малые по энергии, оказывают сильное влияние па высокоэнергети­ческие процессы (химические реакции, люминесценция, электропро­водность, фотосинтез и т.д.). Это обстоятельство открывает но­вые, «магнитные» принципы управления этими процессами, имею­щими не энергетическую, а спиновую природу. Для многих из таких процессов спиновая селективность и магнитные эффекты обнаружены,

377




для других процессов можно надёжно прогнозировать. Не могла не воспользоваться таким тонким инструментом и живая материя, но, ве­роятно, в более совершенной форме.

Есть основания полагать, что все тела на Земле (живые и нежи­вые) подвержены электромагнитному (космическому) влиянию через ЯМР (ЭПР) и сами взаимодействуют между собой по этому же меха­низму. «Магические» вещества, состоящие из химических элементов с магнитоактивными изотопами, выступают в качестве электромагнит­ных ретрансляторов, усилителей управляющей информации, воспри­нимаемой организмом на разных уровнях своей организации. Такой «ретранслятор», принимая излучение па одной частоте, на одном структурном уровне, может транслировать энергию излучения как в высокочастотную, так и в низкочастотную область электромагнитного спектра, оказывать влияние на другие структурные уровни организа­ции живого, с выходом, как будет показано в гл. 29, на ментальный уровень. Следствием таких процессов могут быть различные магни-тоспнновые эффекты, управляющие биохимическими реакциями (о которых говорилось выше), что приводит к направленным изменениям морфофизиологического и психического состояния организма. Наблю­дается закономерная согласованность всех многочисленных уровней организации живого, от атомно-молекулярного, клеточного... до мен­тального. Эта связь прослеживается как снизу вверх, например при восприятии различных запахов, феромонов, инфразвуковых колебаний и других физико-химических носителей информации, так и сверху вниз, как в случае стрессовых ситуаций и других эмоциональных аф­фектов.

Поскольку магнитные моменты ядер и электронной оболочки свя­заны между собой динамическим взаимодействиям (сверхтонкое взаи­модействие), то любые изменения состояния ядер, например в режиме ЯМР, изменяют состояние электронной оболочки, и наоборот. Поэтому следует говорить о том. что управляющая информация на уровне ядер (частоты ЯМР) тесно связана с информацией на уровне электронов (атомов) и может транслироваться в область частот ЭПР и далее в оп­тический диапазон и определённым образом влиять на ход биохимиче­ских реакций в организме, функциональное состояние органов, систем, психическое состояние организмов в целом. В этом, возможно, кроется их фундаментальная роль в управлении процессами в биосфере, в осу­ществлении космо-земных связей и т.п.

Примечания к гл. 26:

/. Сини - уникальная квантовая концепция со сшей еобсшепноП загад­кой, не имеющая прямой классической интерпретации; снопство, отдаленно напоминающее момент импульса в классической механике. У частиц есть «врожденное» количество спина, равное нелому или нолуцелому числу (п еди­ницах постоянной Планка), которое никогда не изменяется. Все элементарные фермп-частицы: электрон, протон, нейтрон и др. имеют спин 1/2. Условно спин можно считать направленным либо вверх, либо вниз, и тго будет соответспю-пать различным уровням энергии. Сложные объекты в тех обстоятельствах, когда их можно считать неделимыми объектами, ведут себя как бозе- или фер-лш-частицы, смотря но тому, содержится а них четное или нечётное число ферми-частиц. Пели несколько таких частиц образуют сложный объект, общий спин их может быть либо целым, либо полупелым. К примеру, изотоп гелия Нв\ D котором 2 протона и 2 нейтрона, имеет спин, равный пулю, а 7, у кото­рого 3 прогона и 4 нейтрон;!, - спин 3/2. Таким образом, всякий сложный объ­ект с полуцелым спином имитирует ферми-частииу, тогда как всякий сложный объект с целым спином имитирует бозе-частицу. Амплитуды ферми-частиц складываются со знаком «минус», амплитуды боис-часпщ - со знаком «плюс». Объяснения этому правилу пет. Оно коренится в релятивистской кпантовон механике. Это означает, что мы до конца не понимаем лежащих и её основе принципов. Можно считать это еще одним законом Вселенной.

                  1. Зельдович Я.П., Бучачепко АЛ., Фраикттч ЕЛ. Магнитно-спиновые
                    эффекты в химии и молекулярной физике. Успехи физич, наук. I98S. Вып.!.
                    Т. 155. С. 3-4.

                  1. Журавлев А.Г., Бердичский ИЛ., Вучаченко AM Письма в ЖЭТФ. 1978.
                    Т. 28. С. 150.

                  1. Сагдееа Р.З., Салихои К.М, Лейиша Т.Н., Камха М.А., Шейн СМ., Мо-
                    шн iO.IL Письма в ЖЭТФ. 1972. Т. 16. С. 599.

                  1. Франкевич ЕЛ., Приступа A.M. Письма в ЖЭТФ. 1976. Т. 24. С. 397.



                  1. 378

87!)

гол

Глава 27

М агнитный резонанс — спиновый механизм коммуникации и энергетического (информационного) обмена в живой природе

D простейшем случае собственные состояния ядра и электрона, соответствующие различным ориентациям магнитного момента, выро­ждены. Под действием магнитного поля происходит расщепление этих уровней. Система магнитных (зеемановских) уровней, по аналогии с электронными, допускает инверсию населён ноете и, усиление и генера­цию. При определенных условиях, а именно когда объект помещают в постоянное магнитное поле (И) и облучают электромагнитным полем с частотой (v), соответствующей условию:

hv=g-$-H,(1)

где: g, P - постоянные, характеризующие природу объекта; атомная система, содержащая электрон или ядра, обладающие магнит­ным моментом, поглощает энергию электромагнитного поля резонанс­ным образом. Явление получило название магнитного резонанса: ядер­ного - ЯМР и электронного (спинового) - ЭПР.

Метод магнитного резонанса известен, главным образом, как высо­кочувствительный и тонкий инструмент для изучения строения мате­рии, диагностики и т.п.1 Мы же обратим внимание на другую сторону этого явления. Наблюдаемое явление - это отклик атомной (молеку­лярной) системы на внешнее электромагнитное воздействие в опреде­лённом диапазоне волн. Но это означает и то, что на тех объектах, где с помощью сложной аппаратуры мы наблюдаем ЭПР и ЯМР, существует созданный природой естественный, постоянно действующий канал поглощения (испускания) электромагнитной энергии волн. Мы его на­блюдаем, не задумываясь над тем, для чего он создан природой, о его

380

назначении и роли в различных явлениях и процессах, в первую оче­редь в биологических системах. Для его реализации требуется:

                  1. Наличие в биосистеме или её части ядер или электронов, обла­
                    дающих магнитным моментом, в виде неспаренных или свободных
                    электронов, радикалов, пара- и ферромагнитных веществ.

                  1. Внешнее магнитное поле, осуществляющее расщепление уровней.

                  1. Электромагнитное излучение с частотой, отвечающей условию
                    резонанса (]).

Обратимся к среде обитания человека. Среда обитания человека характеризуется наличием необходимых условий для функционирова­ния этого энергетического канала:

                  1. Сам человек на 70% состоит из воды. Концентрация ядерных
                    спинов (протонов) в воде примерно 5-10"cm"j. Магнитным моментом
                    обладают ядра l9F, 13С, Э1Р, "В, |7О, l5N, э9Со, которые также присутст­
                    вуют в разных количествах в организме человека. Кроме того, все жиз­
                    ненно важные биохимические реакции в организме включают перенос
                    электронов, протонов, а это и окислительно-восстановительные реак­
                    ции, реакции по свободнорадикальному механизму, катализ, последст­
                    вия радиационного воздействия и др.


                  1. Постоянное геомагнитное поле Земли < 0,7-КГ'1 Тл± флуктуа­
                    ции, связанные с внешними и внутренними источниками.

                  1. Электромагнитный фон естественного (излучение Солнца, Кос­
                    моса, молнии, электромагнитные волны, генерируемые клетками и ор­
                    ганами живых организмов, и др.) и искусственного (теле-, радиоком­
                    муникации, энергетика...) происхождения.

Напрашивается вывод: полирезонансная электромагнитная био­система «Человек» не может не принимать самое непосредственное участие в обмене электромагнитной энергией с окружающей средой на частотах магнитного резонанса.

Основная идея

Человек научился дозировать воздействие излучения на свои ор­ганизм или отдельные его органы и системы и использовать это в ле­чебных целях. Используется, практически, весь диапазон электромаг­нитных волн: радиодиапазон, оптический, рентген, у-излучение... Во всех подобных случаях речь идет об интегральном воздействии на ор­ганизм или его части, главным образом через нагрев. Управлять био­химическими процессами в организме человека более избирательно,

381

воздействуя на определенные молекулы и ядра, ответственные за пато­логические процессы в организме, известным методам и средствам не под силу.

Электроны и ядра, обладающие магнитным моментом, при опре­деленных условиях представляют собой «сфазпроваппые магнитные приемные антенны» (решетки) в бносистеме {{Человек», способные принимать (излучать) энергию электромагнитных волн избирательно в координатах: Н, v, у (у - гиромагнитное отношение). Настройка этих «антенн» отражает состояние атомной системы и его окружения.

Море электромагнитных волн, окружающее человека, пронизы­вающее его насквозь, содержит набор частот в диапазоне 0,001-1000 МГц, удовлетворяющих условию магнитного резонанса в поле Земли для целого ряда ядер и электронов, участвующих во всех жиз­ненно важных биохимических реакциях и процессах.

ЯМР-томография наглядно демонстрирует участие всего организ­ма человека в процессе резонансного поглощения электромагнитных волн в радиодиапазоне частот. При этом, как правило, наблюдают по­глощение протонов, но не только. Ыа ядрах водорода в обычной воде можно получать сильные сигналы ЯМР, сигналы спинового эхо. Ана­логичным образом можно наблюдать поглощение радиочастотного излучения ядрами фтора, углерода, фосфора и др. Современный ЯМР-томограф уверенно регистрирует спиновое эхо. Это означает, что все клетки тела человека при определённых условиях демонстрируют спо­собность генерировать когерентное монохроматическое излучение (рис. 16).

Основная идея настоящей работы состоит в следующем:

ЯМР на протонах и других ядрах (ЭПР на неснаренных и сво­бодных электронах) - фундаментальное природное паление - фор­мирует в живых организмах нриёмо-передающий капал энергети­ческого (информационного, психического) взаимодействия, при­званный обеспечить коммуникацию между клетками и субклеточ­ными элементами как внутри организма, так и с внешним миром, и управление через спиновую динамику ядер и электронов биохимиче­скими и ментальными(!) процессами;

построение моделей окружающего мира в сознании живого, включая восприятие, динамическую память, различение, кодирова­ние, абстрактное и логическое мышление.., и в целом сам феномен осознания, осуществляется резонансным образом на уровне спино­вой динамики магнитоактивных ядер, главным образом протонов, электронов - в буфере с биохимическим ПЗУ.

382

Магнитное поле Земли сопровождает человека на протяжении все­го его существования. «Полирезонанснып спектрометр» - человек, на­строенный сложным, но глубоко индивидуальным образом, находясь в условиях широкого спектра природных электромагнитных излучений, работает непрерывно, на всех структурных уровнях: спиновом, атомно-молекулярном, клеточном, на уровне органа, организма в целом... Че­рез резонансный механизм, как я полагаю, каждый зарождающийся (термодинамически выделенный) молекулярный агрегат подключается к некой глобальной, глубоко упорядоченной информационной системе (глобальному Космическому Сознанию), существующей в гармонии с фундаментальными законами мироздания, что ассоциируется у нас с потоком некой высокоорганизованной жизненной энергии - души, сознания, материализация которой через видимую самоорганизацию в конечном счёте определяет развитие и самосохранение каждой особи, вида, этноса, экосистемы... - всего их многообразия, и двигает эволю­цию. В целом материализуется и продвигается некая непостижимая, похоже, гегелевская Абсолютная идея.

Значения резонансных параметров для естественных условий

Резонансная частота. Частоты переходов между магнитными уровнями занимают широкий интервал, начиная с низкочастотных зву­ковых колебаний и кончая длинноволновой областью СВЧ:

2
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   45


написать администратору сайта