Биофизическая аномалия, связанная с присутствием стороннего статического электрического поля Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 541.13: 621.1

С. А. Некрасов, д-р техн. наук, профессор, чл.-кор. Российской академии естествознания, Южно-Российский государственный технический университет

Биофизическая аномалия, связанная с присутствием стороннего статического электрического поля

Ключевые слова: водный раствор, биообъекты, поле, электрическое, корреляция. Key words: a water solution, bioobjects, a field, electric, correlation.

В статье исследуются и обсуждаются вопросы проникновения электрического и прочих полей в объем электролитов и их воздействий на биообъекты. Рассмотрен расчет статического электрического поля в объеме электролита, находящегося между изолированными электродами. Описан феномен, обнаруженный Г. Эбне-ром и X. Шюрхом, о сильной корреляции свойств биообъектов с присутствием стороннего статического электрического поля. Сделан аналитический обзор соответствующих исследований. Дано объяснение рассматриваемой биофизической аномалии.

Введение

Обработка растворов магнитными и электрическими полями является одним из перспективных направлений прикладной электро- и биохимии [1—7]. Значительная часть работ в этой области преимущественно относится к исследованию влияния протекающего в растворе электрического тока [1, 3, 6, 7]. В работе [6] исследуется реакция водных животных к длительному воздействию электрических полей c напряженностью 3—10 В/м, в частности чувствительность форели (Salmo iridens) и карпа (Cyprinus carpio) к электрическому току и содержанию биогенных моноаминов в их тканях в течение года. Одно из первых исследований влияния гравитации и магнитных полей на биологические системы осуществили Гудман и Хендерсон [7].

Исследования воздействия стороннего статического электрического поля на свойства объема электролита практически не осуществлялись. Это объясняется, в частности, существованием широко известной теории двойного слоя (C. Gouy, D. L. Chapman [1—9]), согласно которой стороннее статическое электрическое поле проникает в слой электролита на расстояние порядка дебаевского радиуса. Сложившееся традиционное мнение было подвергнуто

сомнению в сенсационном исследовании [5], осуществленном в лаборатории одного из крупнейших в мире химических концернов CIBA-GEIGY (ныне Novartis). На основании результатов данного исследования был получен европейский патент «Усовершенствованный метод рыборазведения» [5]. В описании патента и ряде научно-популярных передач европейского телевидения [10] утверждается, что воздействие стороннего статического электрического поля многократно повышало всхожесть семян, урожайность зерновых, улучшало плодовитость, размеры и прочие качества рыб, выведенных из икры в объеме обрабатываемого водного раствора. При этом подчеркивается, что в объеме с водой отсутствовал электрический ток. В европейских СМИ представителями химического концерна была организована масштабная реклама исследований их лаборатории. Формула открытия заканчивается утверждением о настоящей революции в рыбоводстве [5, 10].

Однако теоретическое обоснование эффективности метода обработки раствора в описании патента [5], как показывает анализ, выполнено неполным образом, так как для расчета электрического поля применяется только соотношение для равномерного электрического поля, создаваемого источником постоянного напряжения в несколько киловольт.

Таким образом, причина полученных феноменальных результатов в описании открытия [5, 10] не получила научного объяснения.

Экранирование статического

электрического поля

двойным слоем водного раствора

Покажем, что в водный раствор стороннее статическое электрическое поле не проникает. Этот факт, вообще говоря, электротехникам и электрохимикам известен благодаря работам C. Gouy и D. L. Chapman [1—9]. Однако их теория разработана для бесконечного слоя электролита. В предлагаемой статье

Рис. 1

Аквариум для определения статического электрического поля

строго показано, что для конечного объема раствора теория двойного слоя полностью сохраняется и, таким образом, статическое электрическое поле не является прямой причиной значимого воздействия на биообъекты, помещенные в обрабатываемый раствор.

Исследование рассматриваемого открытия в 1993 г. осуществлялось при участии автора статьи на кафедре ТВН университета г. Кайзерслаутерн (ФРГ). Были разработаны расчетная и экспериментальная методики для нахождения значений статического электрического поля в аквариуме с водой.

Схема установки, приводимая в описании евро-патента [5], показана на рис. 1. Раствор находится в емкости из плексигласа, имеющей форму параллелепипеда. В днище и крышке емкости находятся залитые плексигласом плоские алюминиевые электроды, герметически изолированные от воды и воздуха, соединенные с источником постоянного напряжения. Плексиглас является признанным по свои качествам изоляционным, водостойким материалом (из него, в частности, изготавливают аквариумы). Других источников электромагнитного поля, воздействующих на воду или водный раствор электролита, нет.

Электрическое поле в объеме раствора определяется приложенным к электродам напряженем и (которое предполагается постоянным и равным нескольким десяткам киловольт), концентрацией, подвижностями и пространственным распределением заряженных частиц в объеме электролита, длиной объема раствора ('а = 0,1 м), толщиной ('ст = 5 мм) и материалом стенок.

При пер ечисленных условиях по причине симметрии геометрической формы объема и электродов электрическое поле является плоскопараллельным и может быть описано следующей одномерной краевой задачей (КЗ) [1,3—4]:

(12ф ах2

= 0; - Ь / 2 < х < 0; 1а < х < 1а + Ь / 2; (1)

' ст ' ' а а ст ' > \ /

й2ф йх2

* ОТ± £<С±*± 5> = О 0 < х < 'а-; <3>

ф(0) = и; ф(х* - 0) = ф(х* + 0);

е(х* - 0)(х* - 0) = е(х* + 0)Хф (х* + 0); ах ах

х* е {0, 'а}; ф('а + йст / 2) = 0;

г.± ас _ „± ± аф

- -+ С±ц± —11 = 0; х = 0; х = '„ ;

ах ах а

I

I 'а

II С± (х)йх = сш,

(4)

(5)

(6)

где (1) и (2) — одномерные уравнения Лапласа и Пуассона для электрического потенциала; ф — электростатический потенциал; х — абсцисса; 'а — длина объема раствора; Нст — толщина стенки аквариума; е — заряд электрона; ев — диэлектрическая постоянная раствора; С± — концентрации положительных (индекс «+») и отрицательных (индекс «—») свободных зарядов в воде; П± — коэффициенты диффузии; ц± — подвижности ионов; С^ — концентрация ионов в объеме раствора в отсутствие поля; (3) — уравнение диффузии ионов в растворе в присутствии электрического поля; (4) — краевые условия для электростатического потенциала; (5) — для ионных концентраций; (6) — уравнения, выражающие закон сохранения зарядов.

Решение задачи (1)—(6) описано в [3, 4]. Напряженность электрического поля в двойном слое определяется по формуле:

Е(х) = к2 + 4вЬ2 2(ф -2и /2). (7)

е

Здесь 0 = ; к = Е0гй; а — дебаевский радиус, кБТ

Е0 —напряженность поля в объеме раствора,

0,2 0,4 0,6

1,0 х

(С+- С-);

(2)

Рис. 2

Нормированные графики потенциала и напряженности поля

е

е

В

Ео <

и

(8)

лвь-^ 2а

где к =

еВ кст

Качественный вид зависимостей потенциала и напряженности электрического поля показан на рис. 2.

Расчет электростатического поля в объеме дистиллированной и обычной воды

Сделаем на основе выше полученных соотношений численные оценки электрического поля в объеме водного раствора. Для этого вначале вычислим значение дебаевского радиуса чистой воды й0, который, согласно [1, 8], зависит от концентраций ионов. Известно [8, 9], что в чистой воде проводимость осуществляется ионами водорода Н+ и гидроксид-ионами ОН-, которые образуются в результате реакций диссоциации Н2О о Н+ + ОН- и самоионизации 2Н2О о Н3О+ + ОН-.

В чистой воде при 25 °С концентрация ионов [8, 9]

Сю = [Н+] = [ОН-] = 10-7 моль/л = 6,14 • 1019 м-3.

Относительная диэлектрическая проницаемость воды при комнатной температуре равна 81 [11]. После подстановки соответствующих численных значений, получаем, что дебаевский радиус дистиллированной воды приближенно равен одному микрометру [3, 4].

Считая 1а = 0,1 м, кст = 5 • 10-3 м, ест = 2,5е0 (типичный плексиглас [11]), и = 10 КВ, находим, что к = 0,16 м.

В воде, согласно расчетам [3, 4], падает менее 0,01 % от межэлектродного напряжения. Напряженность электрического поля в центре объема воды ничтожно мала: Е§ < 10-20 000 [В/м].

Поле данного значения не оказывает никакого ощутимого воздействия на биообъекты, находящиеся в объеме воды: для сравнения, подобное силовое воздействие оказывает на электрон молекула воды, находящаяся от него на расстоянии 1010 км.

Все электрическое поле в воде сосредоточено в тончайшем микроскопическом слое толщиной около 0,01 мм.

В обычной пресной воде или в водных растворах электролитов концентрация свободных ионов на много порядков больше, чем в дистиллированной воде, дебаевский радиус имеет значения меньше 0,1 мкм, поэтому электрическое поле во много раз слабее, чем в дистилляте.

Таким образом, электростатическое поле в объеме воды полностью отсутствует, так как экранировано микроскопически тонким слоем ионов в двойном

слое и никоим образом не может влиять на жизнедеятельность организмов. Следовательно, есть основания утверждать, что сенсационные открытия лаборатории химического концерна СГОА-СЕЮУ [5, 10], объясняются не влиянием стороннего электростатического поля, а факторами иной, еще не объясненной природы.

Сделанный вывод нисколько не уменьшает значимость результатов рассматриваемого открытия, поскольку они действительно сенсационны. Данное обстоятельство требует рассмотрения истинных причин аномальных результатов опытов [5, 10].

Рассмотрим результаты, полученные Г. Эбнером и X. Шюрхом несколько подробнее.

Феноменальные открытия в лаборатории концерна CIBA-GEIGY

Институт фармакологических исследований вблизи г. Базель выдал Гидо Эбнеру еще один патент на тему воздействий электростатических полей на клоповник, пшеницу, кукурузу, папоротник, микроорганизмы, бактерии в различных стадиях развития. Изучались последствия воздействий на находившихся в водном растворе биообъекты внешнего электрического поля, значения которого в воздухе составляли 500-2000 В/м.

Результаты опытов с пшеницей разных сортов

Эксперименты с пшеницей (табл. 1) привели к необычному результату: пшеница, выращенная из семян в присутствии внешнего электростатического поля, содержала новые белки, которые отсутствуют в обычной пшенице. Значительно увеличилось по сравнению с нормой число корней, что является одной из возможных причин аномального ускорения вызревания нового вида зерновой культуры: 4 недели вместо обычных 7 месяцев. Исследовате-

Таблица 1 Корреляция между присутствием статического электрического поля и свойствами семян сортов пшеницы Анца и Райнери

Показатель Анца Райнери

Без поля С полем Д Без поля С полем Д

Прорастание 2 2 100 3 4 133

Число корней 7 8 114 11 15 136

Длина корней, мм 140 160 114 140 380 270

Эпикотиль, мм 220 170 80 110 490 460

П р и м е ч а н и е. Д — коэффициент улучшения, %.

е

ст

лям удалось вырастить аномальную пшеницу в климатических зонах, где обычная пшеница вообще не произрастает. Появилась возможность воздержаться от использования пестицидов и гербицидов, так как вредители, которые приспособились к процессу роста нормальной пшеницы, не успевали развиться. Заслуживает особого внимания, что описанные выдающиеся результаты были получены без применения каких-либо специальных химических средств и генной инженерии.

Результаты опытов с кукурузой

Эксперименты осуществлялись по следующей методике. В чашечки с искусственной землей и водой помещали кукурузные зерна. Чашечки герметически закрывали во избежание проникновения извне воздуха и воды и на 3 дня ставили в статическое электрическое поле при полном отсутствии каких-либо электрических токов. Постоянное напряжение меняли в широких пределах до 10 000 В. Затем зародыши переносили в горшки или в теплицу в обычные условия. Имел место феноменальный результат: после нормального периода роста количество початков на одном растении увеличилось в 5 раз.

Опыты с форелью

Исследовались экземпляры радужной форели (Salmo irideus). Около 1000 икринок форели помещали в воду в аквариуме с семенем мужских особей форели и сразу переносили в аквариум выводка. Соответствующий аквариум изготовлен из плексигласа размерами: 31,5 х 28,5 х 4,5 см и объемом 1 л. В днище и крышке сосуда находились герметично залитые плексигласом алюминиевые электроды (см. рис. 1). Аквариум подключали к водопроводу родниковой воды 10—12 °C. Напряжение на электродах создавалось при помощи высоковольтного генератора FUG HCN 14-12500 (фирма Weter, Pfaffhausen, Швейцарская конфедерация). Напряжение составляло 2150 В при расстоянии между электродами 3 см, что соответствует напряженности электрического поля 716 В/см. В описанной установке происходило оплодотворение, а также развитие икринок. Примерно через 4 недели достигалась глазная фаза, через 8 недель выводились мальки, после чего их переносили в аквариумы с проточной водой размерами 50 х 50 х 15 см, и дальнейшее развитие рыб происходило без внешнего электростатического поля.

Результаты опытов представлены в табл. 2. В присутствии внешнего электростатического поля количество появившихся мальков увеличилось в 2—3 раза, потери мальков, напротив, уменьшились в 2 раза. Размер мальков увеличился на 1 см

Таблица 2 1 Результаты опытов с форелью

Условия эксперимента Без электростатического поля С электростатическим полем

Аквариум 1 Аквариум 2

Число появившихся мальков 140 244 469

Потери среди появившихся мальков 37 14 19

Потери мальков после 5 недель 10 5 6

Размер мальков после 10 недель, см 2,6 3,4 3,6

(т. е. приблизительно на 40 %). Эти данные свидетельствуют о существовании явной аномалии, поскольку, как было уже выше отмечено, внешнее электростатическое поле не проникает в воду и водные растворы.

В формуле открытия, названного его авторами «Улучшенный метод разведения рыбы», сказано [5]: «Описан новый метод, основанный на кратковременном воздействии электростатических полей и приводящий без значительных затрат к существенному улучшению качеств рыбы. Метод отличается простотой, высокой эффективностью и может применяться при разведении как съедобных, так и декоративных пород рыб». В тексте европа-тента отмечено, что метод приводит к «революционному перевороту» в области рыбоводства.

Беспрецедентное открытие — искусственное возрождение древних видов

В работах тех же авторов и множестве публикаций в СМИ [10] говорится о сенсационном открытии: после пребывания растворов с биообъектами в стороннем статическом электрическом поле из семян растений и икры рыб вырастали экземпляры с признаками, которыми обладали их предки миллионы лет назад. Об этом можно судить по сравнению с окаменелостями.

Результаты для папоротника. Фотографии папоротника продемонстрировал в докладе в Люцерне Хайнц Шюрх [10]. В докладе [10] Гидо Эбнер сообщил, что они работали со спорами обычного мужского папоротника (Dryopteris filix-mas). После экспериментов со статическим электрическим полем из спор мужского папоротника был выращен экземпляр, обладающий признаками вымершего вида папоротника оленьего языка (Phyllitis scolopendrium), о котором известно по окаменело-стям. Ученые лаборатории Ciba-Geigy назвали полученный вид Urfarn (древний папоротник, рис. 3).

Результаты для радужной форели (Salmo irideus). Изъятую у самки обычной радужной форели

Рис. 3

Необычный папоротник, выращенный из спор обычного мужского папоротника в присутствии стороннего электростатического поля

икру искусственно оплодотворяли и на 4 недели разместили в водном растворе, находившемся в стороннем статическом электрическом поле. Методика работы с икрой была подобной исследования семян папоротника, пшеницы и кукурузы. В ра-

Рис. 4

Экземпляры обычной старой форели (окрас почти отсутствует, животные вялы)

Рис. 5

Экземпляр форели 2—4 лет, выращенный в условиях эксперимента (окрас нормальный, челюсть и зубы аномально развиты, животные больших размеров и энергичны)

ботах [5, 10] описывается сравнение экспериментальных и обычных взрослых экземпляров радужной форели околопредельного возраста — от 2 до 4 лет. Обычные экземпляры весьма медлительные, окраска плохо выраженная, верхние и нижние челюсти слаборазвиты, часто они имеют только часть зубов. Подопытные животные старого возраста имеют четко выраженную окраску, они значительно сильнее, на треть тяжелее и мя-систее, имеют больше зубов, у мужских особей нижняя челюсть весьма необычно выдается, как у диких лососей, в виде мощного крюка (рис. 4, 5). Исследовательский центр ихтиологии в Берне идентифицировал выращенных подопытных животных как прототип вида форели, который вымер 150 лет назад.

Значительное улучшение имело место по ряду других свойств рыбы (подвижность, скорость роста по массе и длине при одинаковом питании, устойчивость к болезням).

Состояние проблемы в настоящее время

Пресса и научная общественность Европы уделяют значительное внимание открытию Г. Эбнера и X. Шюрха. Создан интернет-сайт Urzeit-code.com (коды древности) [13]. Выпущен ряд книг, посвященных открытию, в частности книга известного швейцарского журналиста Лука Бюргина «Коды древности» [14]. В книге выдвинута идея, что глобальная проблема пищи может быть решена без использования генной инженерии.

Нобелевский лауреат профессор Вернер Арбер так охарактеризовал открытие: «Я лично наблюдал эксперименты в фирме СШа, которые произвели на меня сильное впечатление и надолго запомнились. Я уверен: эти результаты когда-нибудь будут открыты заново».

Известные немецкие ботаники профессор Эдгар Вагнер (университет Фрайбурга) и профессор Гюнтер Роте (университет Майнц) также положительно оценили открытие Г. Эбнера и X. Шюрха. Профессор Роте повторил их эксперименты в своем университете в 2001 г. и получил подтверждающие результаты.

Несмотря на феноменальные результаты, полученные в опытах Г. Эбнера и X. Шюрха, их открытие пока практически не нашло применения. Отмеченное обстоятельство обсуждалось в СМИ ФРГ [10]. Основным препятствием на пути практического использования открытия считается незаинтересованность химических концернов, производящих удобрения, средства защиты растений и медикаменты для рыб.

Феноменальные по своим свойствам «первобытные хлебные злаки», выращенные в присутствии внешнего электростатического поля, в отличие от обычных сортов не требуют пестицидов и прочих

№ 5-6(23-24) |

биотехносфера

средств химическои защиты, производимых концернами, подобными СГОА-СЕЮУ.

Метод Г. Эбнера и X. Шюрха также совершенно не использует генную инженерию. По выражению исследователей, «...эксперименты не создают мутацию рассматриваемого организма, а в случае геннои инженерии имеет место введение в организм дополнительного гена. НикакоИ полностью новыИ организм не создается. .Имеет место нечто другое».

В итоге один из исследователей покинул концерн СГОА-СЕЮУ, второИ был переведен в другое исследовательское подразделение фирмы, парадоксальным образом прекратившей многообещающие исследования. Открытие было подвергнуто замалчиванию со стороны основноИ части научного сообщества.

Г. Эбнер и X. Шюрх неожиданно скончались в 2001 г., а их эксперименты были продолжены на частноИ основе сыном Г. Эбнера Дэниелом, биологом-исследователем [15]. Согласно сообщениям прессы Дэниел Эбнер получил на своих полях увеличение урожаев злаковых культур на 40 % в результате применения семян, проращенных в присутствии стороннего электрического поля. Он также обратился к представителю ООН по проблеме питания, профессору Жану Циглеру с инициати-воИ экспортировать разработанную технологию электростатического поля в Африку как часть проекта помощи, чтобы сделать технологию доступноИ местным фермерам. Дэниэл Эбнер, заявил, что его метод является экологическоИ альтернативоИ спорным генетическим методам международных транснациональных агрокорпорациИ.

Заключение

АнглиИскиИ биохимик Руперт ШелдрэИк считает, что исследуемые в рассматриваемых экспериментах организмы получают доступ к своим генетическим воспоминаниям по команде в электрическом поле. Данное объяснение совершенно не согласуется с доказанным (в начале статьи) фактом, что стороннее электрическое поле н е п р о н и-к а е т в объем водного раствора, в котором находятся обрабатываемые биоообъекты. В этоИ связи описанныИ в статье феномен можно объяснить либо космическими влияниями, либо неизученными своИствами известных полеИ. Этот вывод уже был ранее сделан в работе автора [4] и согласуется с существующими теориями космобиологии. Одно из первых научных исследованиИ влияниИ косми-

ческих процессов на природу и общество осуществил основоположник гелиобиологии А. Л. Чи-жевскиИ. Он связывал катастрофы в биосфере с периодами солнечноИ активности и одним из первых исследовал воздеИствие космических факторов на историческиИ процесс [12]. Подобных воззрениИ придерживался также основоположник учения о био- и техносфере В. И. ВернадскиИ.

РассматриваемыИ в статье биофизическиИ эффект в работе [16] обсуждается примерно с тех же позициИ в свете гипотезы взаимовлияния полеИ и своИств пространства—времени.

Таким образом, описанныИ в статье феномен является еще одним аргументом в пользу предположениИ В. И. Вернадского и А. Л. Чижевского о взаимосвязи биосферы Земли и космоса.

| Литература |

1. Дамаскин Б. В., Петрий О. А. Электрохимия. М.: Высш. шк., 1987. 295 с.

2. Некрасов С. А. Моделирование массо- и электропереноса в потоке электролита при воздействии магнитного поля// Изв. вузов. Электромеханика. 2003. № 2. С. 22-24.

3. Некрасов С. А. Расчет электростатического поля в конечном объеме водного раствора// Изв. вузов. Электромеханика. 2012. № 1.

4. Nekrasov S. A. Biophysical Impacts of Space Origin. // European researcher. 2012. N 1 (16). P. 93-100.

5. Ebner, Guido, Dr., Schuerch, Heinz. Europaeische Patentanmeldung. Verbessertes Fischzuchtverfahren. Veroeffentlchun-gsnummer: 0 351 357 A1. Anmeldenummer: 89810461.7. Anmeldetag: 15.06.1989. Prioritaet: 24.06.1988 CH 2429/88. Veroeffentlichungstag der Anmeldung: 17.01.1990. Patentblatt 90/03.

6. Chemical abstracts. Band 95, 1981. P. 453. N. 165987b, Columbus, Ohio, US; M. VOSYLIENE et al.: "Reaction of aquatic animals to electric fields. Sensitivity of trout and carp to an electric current and content of biogenic monoamines in their tissues during various seasons of the year", & LICHT. TSR MOKSLU AKAD. DARB., SER. C 1981, (3), 109-18.

7. Goodman, Henderson. Bioelectromagnetics. 1986. N 7, P. 23-29.

8. Глинка Н. Л. Общая химия. Л.: Химия, 1986. 704 с.

9. Слета Л. А. Химия: справ. Харьков: Фолио; Ростов н/Д: Феникс, 1997. 496 с.

10. Suedwestfunk FS-Information. Baden-Baden. Report-Sendung: Datum 5.10.1992. Showmaster Kurt Felix.

11. Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 304 с.

12. Чижевский А. Л. Физические факторы исторического процесса. Калуга, 1924.

13. www.urzeit-code.com

14. Luc Bergin. Primeval Code. Munich, 2007.

15. Web-site of Institut Guido Ebner, Geneve, Suisse. www.geinstitute.org

16. Andre Waser. Eine kurze Einführung in die Global Scaling Theorie. www.global-scaling.ch