Доктор физико-математических наук, профессор - обладатель Государственной Премии РФ в области науки и техники за работу "Квантово-химические и радио-спектроскопические методы исследования в химии твердого тела."

С. П. Габуда

Энерго-информационные свойства воды

При замерзании сверхчистой воды образуется протонно-неупорядоченный гексагональный лед, характеризуемый тепловой аномалией в окрестности от ~80 до ~120К. Природа аномалии до сих пор не выяснена. Поскольку ее температура приблизительно соответствует энергии спин-орбитального взаимодействия для атома кислорода (140 см-1), можно предположить, что данная аномалия имеет существенно релятивистскую природу. Решение задачи о влиянии спин-орбитального взаимодействия на фундаментальные свойства воды необходимо для прояснения необычно высокой чувствительности свойств воды и льда к влиянию малых примесей, когда вода все еще является практически чистой системой.

Необыкновенность воды главным образом в наличии многих аномальных только ей присущих свойств. Почти все физико-химические свойства воды - исключение в природе, и только благодаря этим аномалиям воды возможна жизнь на нашей планете, по крайней мере, в той форме, в которой она существует.

Вода обладает исключительно высокой растворяющей способностью. Одной из причин этого является аномально высокое значение диэлектрической проницаемости - в 82 раза больше, чем воздух. Кулоновское взаимодействие электрических зарядов обратно пропорционально диэлектрической проницаемости среды, в которой происходит взаимодействие. Следовательно, если поместить в воду твердое тело, то самосцепление составляющих его разноименных зарядов, молекул и атомов уменьшится в 82 раза, и они легко переходят в раствор. Высокая растворяющая способность - подлинное счастье для всего живого на земле. Например, только благодаря этому свойству вода доставляет необходимые микроэлементы корням растений и участвует во многих других химических процессах.

Известно, что почти все вещества в твердой фазе имеют больший удельный вес, чем в жидкой. А у воды наоборот: лед, обладающий более ажурной структурой, плавает в воде. Если это было бы не так, то реки и моря наполнялись бы льдом и промерзли бы до дна и никакая жизнь в них не могла бы существовать. К этому привела бы и другая аномалия воды - её максимальная плотность при 4°С.

Это аномальное свойство воды также предохраняет водоемы от вымерзания: слой холодной воды с температурой ниже 4°С находится на поверхности основного объема, охлажденного до 4°С.

Даже абсолютно чистая вода состоит из различных компонентов. Она содержит три различных изотопа водорода и три кислорода, поэтому существует девять устойчивых видов воды с общей формулой Н2О.

Вода обладает высокой теплоёмкостью - способностью аккумулировать большое количество тепла и плохо отдавать его. Этим определяется климат нашей планеты, почти все биологические системы зависят от этой особенности воды. Там, где нет воды - пустыня Сахара, климат резко континентальный. Днем температура достигает 50°С, а ночью температура понижается до заморозков. Потому так беден животный и растительный мир пустыни.

Ещё одна аномалия. Для испарения единичного объема воды, нагретого до 100°С, требуется в 5,5 раз больше тепла, чем для нагрева её от 0° до 100°С. Не будь этой аномалии на Земле, не могла бы зародиться и существовать жизнь. Каждый день на Землю выпадает в виде дождя, снега, града огромное количество воды. Например, известно, что на материковую часть Америки каждый день выпадает почти 13,5 миллиардов литров воды. Если этой водой наполнить 60-кубовые цистерны и составить из них поезд, то его длина составила бы более 5000 км. Под действием солнечной радиации вода испаряется, пар поднимается в верхние слои атмосферы и, конденсируясь, превращается в мельчайшие частицы воды. Часть из этих частиц укрупняется и вновь возвращается на Землю в виде дождя, снега или града, а часть под действием солнечного тепла снова испаряется.

На солнце превращается в энергию 250 миллионов тонн солнечного вещества, и это колоссальное количество энергии частично направляется в сторону Земли. Если бы Земля не была защищена от такого потока тепловой энергии, то все на её поверхности было бы испепелено. Так вот таким тепловым щитом и являются эти мелкие частицы воды. Из-за высокой теплоты парообразования воды, до поверхности Земли доходит только одна двухмиллиардная часть той тепловой энергии, которая направляется солнцем в сторону Земли.

Важнейшей особенностью воды является сохранение во времени её структурных изменений, т.е. "память воды". Согласно существовавшим ранее представлениям вода не могла обладать памятью. Основанием для этого служил тот факт, что время пребывания молекулы воды в определенном состоянии исчезающее мало - всего 10-9 сек. Однако, в последние годы получены многие экспериментальные данные, опровергающие это положение. Опытные данные свидетельствовуют о том, что вода способна "запоминать" определенную информацию, что можно объяснить её структурированностью. Например, при таянии бидисцилята его диэлектрическая проницаемость медленно самопроизвольно повышалась, и достигала равновесной величины через 800 секунд, а при конденсации пара было обнаружено, что плотность свежесконденсированной воды несколько выше, чем обычной, но уже через 30 минут её плотность достигает 1 г/см3. Как будет изложено ниже, временное запаздывание объясняется временным процессом восстановления структурных кластеров воды.

Структурирование воды определяет почти все её аномальные свойства, имеющие огромное практическое значение. Диаметр молекулы воды 2,8 А (1 ангстрем = 10-10м). Если рассматривать воду как простую совокупность молекул Н2О, то оказывается, что её удельный вес должен составлять 1,84 г/см3, а температура её кипения будет равна 63,5°С. Но, как известно, при нормальной температуре и давлении удельный вес воды равен 1 г/см3, а кипит вода при 100°С. Исходя из этого следует, что внутри воды есть пустоты, где нет молекул Н2О, то есть воде присуща особая структура. Это принципиальное открытие было сделано английским физиком Берналом. С тех пор в этой области проведено множество исследований, но полной ясности в этом вопросе еще нет.

Объединение молекул с образованием своеобразной структуры воды возможно из-за уголкового строения воды и распределения в ней электрического заряда. Если соединить отрезками центр атома кислорода с центрами атомов водорода, то угол между отрезками составит 104,5°, а распределение электрических зарядов соответствует электрическому диналю.

Способность молекул воды образовывать определенные структуры, основана на наличии так называемых водородных связей. Эти связи не химической природы. Они легко разрушаются и быстро восстанавливаются, что делает структуру воды исключительно изменчивой. Именно благодаря этим связям в отдельных микрообъемах воды непрерывно возникают своеобразные ассоциаты воды, её структурные элементы.



— атом кислорода

— атом водорода

— водородная связь

— валентная связь



Исследования исключительно чистой воды, проведенные в ГНИИ генетики под руководством доктора биологических наук Зенина С.В., дали интереснейшие результаты. Применив современные методы анализа, как-то рефрактометрического, протонного резонанса и жидкостной хроматографии исследователям удалось обнаружить полиассооциаты - "кванты" воды. Оказалось, что "квант" воды представляет собой структурное объединение 57 молекул воды, связанных друг с другом водородными связями. 16 квантов воды объединяются, создавая подобную льду кластерную структуру. Легко видится, что в состав кластерной структуры входят 912 молекул воды.

Вот из таких кластеров на 80% состоит вода.

Сочетание положительных и отрицательных зарядов на каждой грани кластера может быть разным, и разные кластеры в зависимости от этого сочетания зарядов могут по-разному ориентироваться относительно друг друга, образуя сложные пространственные узоры по типу "ключ - замок". А это уже своеобразные шифры, варьируя которые можно записывать разную информацию.

В 60-е годы в медицинской практике для лечения ряда заболеваний начали использоваться неинвазивные методы облучения больного органа, электромагнитные волны миллиметрового диапазона длин волн. Лечебный эффект был налицо. Хотя из того факта, что человеческий организм на 70% состоит из воды, которая является эффективным накопителем энергии электромагнитных волн указанного диапазона, и волны должны были затухать на глубине в несколько миллиметров, не ясен был механизм терапевтического эффекта. В то же время выяснилось, что из широкого спектра электромагнитных волн самой природой "используются" волны миллиметрового диапазона в качестве глубинной молекулярно-полевой основы процесса жизнедеятельности. Особенность свойств ММ-волн заключалась в том, что их активное биологическое воздействие на живые организмы проявлялось при крайне низком нетепловом уровне мощности. В связи с этим была высказана продуктивная гипотеза об информационно-резонансном, а не энергетическом характере взаимодействия мм-волн с биосредой.

Живой организм является сложнейшей системой, состоящей из огромного числа клеток. Такая система не может нормально функционировать без обмена информацией между ее структурами. Как осуществляется передача информации, что является ее носителем и какую роль при этом играет вода, на эти вопросы ответила научно-исследовательская работа, проведенная группой сотрудников ИРЭ АН России под руководством академика Гуляева Ю.В. и ныне покойного академика Девяткова Н.Д.

Разработанный метод исследования водных и биоструктур назван информационно-резонансным. Так как в его основе лежало представление о том, что электромагнитные волны при их воздействии на водные и биологические среды могут вызвать резонансное, т.е. существующее на определенных частотах, возбуждение волновых процессов в водных и биологических средах.

Этот метод является не только универсальным инструментом исследования структурных элементов, но и позволил предложить физическую модель канала передачи информации в указанных средах. Предложенный подход привел к качественно новым представлениям и обобщениям и позволил подойти к пониманию особой роли мм-волн в природе. Некоторые результаты исключительно интересной работы заключаются в следующем:

1. Предложен и аппаратурно разработан метод исследования структурных ассоциатов воды, основанный на анализе резонансных пиков поглощения энергии при воздействии на объект электромагнитных волн миллиметрового диапазона со спектральной плотностью мощности менее 1 мквт/см2.

2. Обнаружена зависимость интенсивности резонансных пиков от t° воды, начиная от -1000°С (лед) и до температуры кипения, а так же аналогичная зависимость при изменении температуры дистилляции, что позволяет оценить размеры концентрации структурных элементов по диссипации энергии на их границах.

3. Исследовано влияние примесей в воде на ее структурированность. Например, показано, что добавление в воду спирта приводит к размытию спектра и смещению резонансной части продольных колебаний (водных) и резкому возрастанию интенсивности поперечных колебаний молекулярной структуры.

4. Предложен и теоретически обоснован механизм образования канала передачи информации в воде. Показано, что при необходимости информационного обмена происходит перестройка ориентации кластеров и их самосинхронизация, приводящая к образованию единой колебательной системы с собственными частотами колебаний.

5. Весьма проницательным является экспериментально установленный факт совпадения спектров колебаний дистиллированной воды и биосред живых организмов.

Если между различными системами живого организма происходит обмен информацией, следует предположить, что информацию можно обнаружить и вне организма в окружающем пространстве. Очевидным был только тот факт, что для индикации предполагаемого информационного сигнала потребуется высокочувствительная измерительная аппаратура.

Для решения этой исключительно сложной проблемы была создана исследовательская группа, которую возглавил профессор Бессонов. Во-первых, надо было определить, какие поля могут явиться носителями информации, а во-вторых, каков характер этой информации.

В основу исследования было положено предположение, что носителями информации являются электромагнитные волны, поэтому индикаторными устройствами должны были быть высокочувствительные приемники. Необходимая аппаратура была разработана. Исследователям удалось обнаружить излучаемый организмом сигнал. Этот сигнал представляет собой электромагнитную волну миллиметрового диапазона, промодулированную низкочастотным сигналом 0,03 Герца. Излучение происходит через акупунктурные точки. Как известно, акупунктурные точки связаны с определенным органом. Информации здорового органа соответствует неискаженная огибающая, а больному соответствует искаженная синусоида.

Обнаружено, что кластеры воды, как было определено выше, образуют канал, по которому информация передается к акупунктурным точкам. Детерминированное взаимодействие структурных элементов позволяет рассматривать воду как информационную систему, программируемую наложенными полями и растворенными веществами.

Полученные лабораторией Зенина в отдельном хроматографическом исследовании данные о квантованно-фракционном состоянии водной среды и опубликованные результаты работ по окончательному установлению структуры элементарной информационной ячейки воды позволяют предложить следующий механизм отражения присутствующим в водной среде веществом своих свойств в матрице структурных элементов воды.

При растворении вещества в воде происходит окружение молекулы вещества вполне определенными гранями структурных элементов воды, которые, согласно обнаруженному свойству самокодируемости информационной системы воды, выстраивают остальные структурные элементы воды в строго определенном порядке, отражающем свойства растворенного вещества.

На рис. 2 приведена модель передачи единичной информации структурными элементами воды. Ненарушенная упаковка структурных элементов (рис. 2-1) под влиянием вводимого вещества изменяется в виде поворота отдельных элементов (рис. 2-2).

Процесс потенцирования подстраивает под возникшее возмущение те структурные элементы, которые имеют максимальный энергетический выигрыш при взаимодействии с выделенным в результате возмущения структурным элементом. Происходит размножение навязанной исходным веществом структурной перестройки (рис. 2-3).

Рис. 2. Модель передачи единичной информации структурным элементам воды



2-1. Структурный элемент (выделен цветом) среди обычной упаковки подобных себе элементов воды.




2-2. Единичное возмущение в виде перевернутого на 180 градусов соседнего структурного элемента (выделен черным цветом).




2-3. Перестроенное под воздействием возмущения новое структурированное состояние воды. Как видно из рисунка, количество пар единичной информации (соседние черный и серый элементы) размножаются при переходе к новому состоянию



Согласно представлениям об информационной системе воды структурных элементов с гранями, имеющими максимальный энергетический выигрыш при взаимодействии с возникшим в результате возмущения определенно ориентированным структурным элементом, существует в используемом водном растворе вполне ограниченное количество. Поэтому потенцирование, вводящее размноженное "возмущение" в новую воду, позволяет подстраивать под возмущение все новые и новые подходящие или соответствующие структурные элементы воды, обогащая тем самым потенцированный раствор.

В результате получается готовый продукт, насыщенный именно теми структурными элементами воды, которые способны энергетически наиболее выгодно взаимодействовать с навязанной веществом структурой, тем самым существенно стабилизируя ее существование.

Доказательство перехода водной среды в определенное информационное состояние, формирующееся от кодируемого веществом состояния, представляется важным шагом на пути понимания информационной сущности действия малых и сверхмалых доз веществ на структуру и свойства воды.

Вода обладает большим количеством оригинальных особенностей, которые или уже исследуются, или будут исследоваться в ближайшее время. Достаточно отметить, что обнаружено излучение электромагнитной волны из воды, находящейся в магнитном поле. Если исключить магнитное поле, то еще длительное время будет наблюдаться излучение на частотах миллиметровых волн.

Новые времена, новые исследования еще больше приоткроют тайны уникальных свойств воды.