Итак, выше мы пока разобрались с нашим телом - чтобы наше тело функционировало, требуется сила извне тела, поскольку тех сил, которые известны химии, для жизни тела явно недостаточно.И поскольку это явно не механические силы и, как показано в предыдущей части, явно не химические, то остаются только силы полей.
Поскольку я употребил понятие поля в физическом смысле, то надо бы дать полю определение. В Википедии дается по нынешним временам простенькое такое определение тому, что такое поле:
«По́ле в физике — физический объект, классически описываемый математическим скалярным, векторным, тензорным, спинорным полем (или некоторой совокупностью таких математических полей), подчиняющимся динамическим уравнениям (уравнениям движения, называемым в этом случае уравнениями поля или полевыми уравнениями — обычно это дифференциальные уравнения в частных производных, Другими словами, физическое поле представляется некоторой динамической физической величиной (называемой полевой переменной), определенной во всех точках пространства (и принимающей вообще говоря разные значения в разных точках пространства, к тому же меняющейся со временем…».
Не радуйтесь - то, что вы прочли выше, это еще не определение поля, а только начало определения, а само современное определение поля в десять раз длиннее. Но мне хватило и этого начала: «По́ле в физике — физический объект… описываемый полем…». (Интересно, что бы сказали агрономы о теоретиках сельского хозяйства, если бы прочли в агрономической литературе, что «поле в сельском хозяйстве – это растения, описываемые полем»?). Поскольку я уже раньше подобное читал («Веревка - это вервие простое»), то я чтение этого определения из Википедии и закончу на его начале. А вместо этого определения возьму определение с тех давних времен, когда ученые еще не овладели всеми премудростями научной методы имени святого Эйнштейна, и не просто болтали иностранные слова, но и образно представляли то, о чем они говорят.
В те давние времена определение поля звучало так: «поле – это распространенная в пространстве сила». Все.
Какая сила – магнитная, электрическая или гравитационная – второй вопрос. Главное, что это пространство, в котором на вещество действует сила или силы. Поэтому я и пишу, что если в организме живого существа силы соединения атомов в молекулы действуют не так, как вне организма, то, значит, на силы, соединяющие атомы в молекулы, наложились иные силы – силы поля или полей.
Что это могут быть за поля? Давайте начнем размышлять об этом, перейдя к устройству нас, людей, и будем исходить из того, чем этим полям требуется заниматься.
Итак, мы, люди (под чем, повторю в который раз, я имею в виду не тело, а наши способности запоминать, мыслить и наши эмоции) существуем в природе помимо нашей воли, посему для нас уместна аналогия с известными нам устройствами записи и обработки информации. Но для их функционирования эти устройства должны содержать:
- устройство для получения и кодирования по времени информационного сигнала;
- устройство, которое принимает этот сигнал и преобразует его в вид, необходимый для записи информации на устойчивой к внешним воздействиям подложке;
- устройство для записи информации на подложке;
- саму подложку для записи информации;
- устройство для считывания этой информации.
Начнем с первого и главного – для нашего функционирования нужен сигнал, структурированный (кодированный) во времени.
В компьютере, к примеру, электрическое, поле структурируется тем, что несущее информацию электрическое поле по времени меняется, то есть в какие-то отрезки времени напряжение его равно 5 вольтам, в какие-то менее 1 вольта, эти напряжения принимаются за ноль и единицу (за точку и тире), а сочетанием этих напряжений поля кодируется информация. Поскольку электрическое и магнитное поля распространяются с огромной скоростью – 300 000 километров в секунду, то в секунду возможна передача огромного объема информации. Что-то похожее обязано быть и у нас, у людей, поскольку, хотя мы и не компьютер, но записываем и считываем информацию тоже с огромной скоростью, по ощущениям, практически мгновенно. Какой сигнал используем мы?
Для порядка, предположим - механический, как в граммофоне? Сразу отбросим эту гипотезу – не видно ни рычагов для передачи механического сигнала, ни борозд с записью информации.
Химический сигнал? Тут дело не то, что сложнее, а просто запутаннее из-за стремление биологов объяснить непонятное неопределенным. Вот мой оппонент, познавший истину из учебников, поясняет мне: «Наши органы чувств преобразуют внешние сигналы раздражения в электрохимические сигналы в виде нервных импульсов, которые по нервным волокнам попадают в мозг (спинной или головной). Далее эти импульсы воздействуют на нейронную сеть, меняя её электрические характеристики (напряжения на разных участках), в результате чего происходит перераспределение электроактивного вещества внутри нейронов этой сети - такое перераспределение влечет за собой создание внутри сети устойчивого на некоторое время электрохимического контура, который представляет собой отражение информации, поступающей на органы чувств». Звучит умно и грамотно, но смущает неопределенность: «электрохимические сигналы», «нервные импульсы», «нейронная сеть», «электроактивное вещество» «электрохимический контур», - это что такое, как это выглядит?
Оппонент, кстати, достаточно интересуется вопросом, чтобы понимать, что собственно химия тут бессильна – она никакие сигналы выдать не способна. Но и то, что оппонент написал об электрохимии, что-то объясняет только ему самому.
Поэтому я и задал оппоненту вопрос, как он представляет себе хотя бы этот самый «электрохимический сигнал», а заодно посоветовал разобраться, что входит в круг вопросов, изучаемых электрохимией. Быстро получил ответ:
«Электрохимический сигнал он потому и электрохимический, что передается с помощью комбинирования электричества и химических реакций. Его скорость (как было ранее сказано в одной из предыдущих тем - это же можно проверить в учебниках по биологии) максимальна для человека в 120 м/с (установлено экспериментами) - это не 300 000 км/с, как для электрического сигнала, но и не взрыв - как в химических реакциях. При его распространении происходит чередование: сначала в некоторой области повышается электрический потенциал - за счет этого происходит перераспределение электроактивного вещества (ионы калия/натрия и д.р - какие именно см. википедию или учебники по биологии), которое в свою очередь генерит новый электрический потенциал, но уже со смещением в соседнюю область и т.д. - то есть идет распространение импульса».
Как и ожидалось, старая неопределенность – «электрохимический сигнал» объясняется новой – некой «комбинацией электричества и химических реакций», которые каким-то неведомым образом «генерят» электрический потенциал в одной точке, а эта точка как-то сама переползает по нервным волокнам со скоростью 120 м/сек. Ну и, разумеется, отсылка к умным людям, написавшим умные разъяснения в справочной литературе. Как без этого?
Что касается моего совета разобраться с тем, чем занимается электрохимия, то оппонент тоже не заморачивался, а процитировал определение, сделав в нем выделения шрифтом: «Вот цитата из БСЭ: «Электрохимия, раздел физической химии, предметом изучения которого являются объёмные и поверхностные свойства твёрдых и жидких тел, содержащих подвижные ионы, и механизмы процессов с участием ионов на границах раздела и в объёме тел. Практическое значение электрохимических процессов, их роль в живом организме, своеобразие экспериментальной техники привели к выделению Э. в самостоятельный раздел науки».
Остановлюсь на этом определении. В нем настолько все «научно» правильно, что невольно вспоминается анекдот.
Холмс и Ватсон полетели на воздушном шаре, попали в туман, заблудились, приспустились к земле и увидели идущего по дороге джентльмена.
- Сэр, вы не подскажете, где мы находимся? – спросил Холмс.
- Вы находитесь в корзине воздушного шара, - ответил джентльмен.
- Сэр, вы наверняка ученый, - заметил Холмс.
- А как вы узнали? – удивился джентльмен.
- Только ученый может дать ответ настолько же точный, насколько и бесполезный.
Изучением всей материи занимается физика, ее подраздел, занимающийся вопросами превращениями веществ в ходе только химических реакций (без разрушения ядра атомов), называется химией. Вопрос - вот что в этом определении из БСЭ указывает хотя бы на химию, как таковую, кроме самого слова «химия»? И как можно понять, чем занимается в свою очередь подраздел химии, названный электрохимией?? Не мудрено, что только человек, абсолютно не понимающий, о чем идет речь, мог соблазниться таким определением, но об этом ниже, а сейчас продолжу объяснения оппонента и то, как он видит электрохимический сигнал, несущий информацию, и передачу этого сигнала в теле организма.
«И что я не так написал про электрохимический сигнал?
Представьте себе что вы между двумя пунктами А и Б выложили в линию с десяток направленных громкоговорителей с микрофонами на расстоянии 1 км друг от друга и начали с их помощью передавать речь из А в Б. Как вам назвать такой сигнал передачи? Акустический? Но ведь в громкоговорителях (не забываем, они с микрофонами) акустический сигнал преобразуется в электрический! Электрический? Но он затем усиливается и вновь преобразуется в акустический! Так как же его назвать? Логично было бы электроакустический - указывая на то, что в его передаче участвуют как звуковые волны, так и электрический ток». Думаю, что оппонент описал массовое представление биологов об электрохимии.
В Википедии статью о том, что исследует электрохимия, писал не такой умный ученый, как статью в БСЭ, поэтому у него и получилось точнее: «Электрохимия исследует процессы окисления и восстановления, протекающие на пространственно-разделённых электродах, перенос ионов и электронов. Прямой перенос заряда с молекулы на молекулу в электрохимии не рассматривается».
Сначала акцентируем внимание на последней строчке: «Прямой перенос заряда с молекулы на молекулу в электрохимии не рассматривается». Этот ограничение означает, что заявленная оппонентом схема – «между двумя пунктами А и Б выложили в линию с десяток направленных громкоговорителей с микрофонами на расстоянии 1 км друг от друга и начали с их помощью передавать речь из А в Б», - к электрохимии не имеет отношения. Если уж образно представлять себе схему электрохимического процесса, то по этой схеме из пункта А в пункт Б бежит гонец с информацией. И даже без микрофона и репродуктора.
Я рассматриваю философию вопроса, стараясь не задевать детали, но в данном случае, нужно немного уточнить. По сегодняшним представлениям, атом – мельчайшая частица вещества – имеет вид как бы шарика, в центре которого сосредоточены еще более мелкие и универсальные для всего вещества (всех атомов) частицы, несущие положительный заряд, – протоны. С ними в кучке находятся и частицы без заряда – нейтроны. Количество этих частиц в ядре и определяет, что это за вещество. А вокруг ядра в один (для легких водорода и гелия) или несколько слоев вращаются несущие отрицательный заряд частицы – электроны.
Так вот, в ходе химических реакций и физических процессов, электроны с верхнего слоя атома могут быть сорваны и добавлены другому атому или молекулы. Это происходит при разрыве молекулы на две части. Такие заряженные атомы и молекулы называются ионами. Вот поэтому в определении электрохимии из Википедии и говорится о переносе ионов и электронов. Далее, атом, с которого сорван электрон, считается окисленным, а атомы или молекулы, которым электрон добавлен сверх его собственных, – восстановленным. Именно поэтому, в определении указано, что электрохимия «исследует процессы окисления и восстановления».
Мало этого, повторю, срыв электронов и хаотичное образование ионов идет в массе растворов химических веществ в ходе обычной диссоциации (разложения) этих веществ. Но вот такое образование ионов – это не электрохимия, это просто химия. Срыв электронов и образование ионов идет и в плазме, но это не электрохимия – это физика. Так, что такое электрохимия?
Для того, чтобы вопрос относился к электрохимическому процессу нужно условие, указанное в определении Википедии – нужны минимум два «пространственно-разделённых электрода», поскольку перенос ионов в растворе – какой-никакой «электрохимический сигнал» – в одном случае может идти только при наличии напряжения электрического поля между электродами (к примеру, зарядка аккумулятора) – поле должно ионы гнать в нужном направлении, во втором случае, перемещение в растворе атомов и молекул создает напряжение на электродах (разрядка аккумулятора). Таким образом, электрохимический процесс – это процесс перемещения в растворе масс вещества.
Для примера электрохимического процесса проще всего рассмотреть процесс получения алюминия. Сроится из стали большая коробка, внутри тепло- и электроизолируется огнеупорным кирпичом, поверх кирпича укладываются угольные блоки, которые подключаются к минусу источника постоянного тока – это катод, сверху подвешен мощный угольный блок, подключенный к плюсу источника постоянного тока – анод. Сначала ванна загружается электролитом – легкоплавким раствором, - и он расплавляется, а потом в жидком электролите, непрерывно подгружая, растворяют окись алюминия – соединение алюминия с кислородом. Окисел алюминия диссоциирует на алюминий и кислород, при этом кислород отхватывает у алюминия электроны, в результате алюминий превращается положительно заряженный ион, а кислород – в отрицательно заряженный. И начинается их путешествие: раздвигая достаточно легкие молекулы жидкого электролита (по сравнению с молекулами, составляющими растворы в живом организме), положительно заряженные ионы алюминия начинаю двигаться к подине печи – к катоду, а отрицательно заряженные ионы кислорода движутся к центру и вверх – к аноду. Ионы алюминия получают от катода необходимые электроны, становятся обычными нейтральными атомами и осаживаются на подине в виде жидкого алюминия, сами становясь катодом. А ионы кислорода отдают избыточные электроны аноду, превращаются в атомы обычного кислорода, окисляют углерод непрерывно наращиваемого по этой причине анода, образуя окислы углерода, уходящие в атмосферу. А раз в сутки из ванны вакуумным ковшом отсасывается и 5 тонн металлического алюминия – процесс идет непрерывно. И вот это передвижение масс электрически заряженного вещества (алюминия и кислорода) и есть то, что можно условно считать «электрохимическим сигналом». Передвижение масс!
Погодим рассматривать вопрос, как этот сигнал закодировать, давайте пока рассмотрим написанное выше.
Итак, применив к нашему телу гипотезу, что информация передается электрохимическим путем, нам надо как-то определиться, где там в теле биохимики нашли электроды, как они выглядят и как на них подается напряжение? Не нашли? Тогда о каком электрохимическом сигнале может идти речь?
Ладно, положим, что напряжение как-то подается, а, скажем, в глазах имеются некие аноды, а в мозгу – некие катоды. Тогда от каждого взгляда из глаз должны поступать в мозг положительные ионы, имеющие массу, и эта масса должна залегать в мозгу в виде «информации», а в глазах обязаны накапливаться отрицательные ионы, тоже имеющие массу. В результате очень скоро, переполнившись массой положительных ионов, наши глаза должны стать, как у рака, а голова, от «электрохимической информации», как дирижабль.
Как вы поняли, ионы сами никуда не передвигаются – их надо гнать напряжением электрического поля, поэтому пара слов о скорости передачи «электрохимического сигнала». Ее можно было бы подсчитать, если бы кто-то удосужился не просто болтать об электрохимическом сигнале, но и сообщил бы, ионами каких молекул этот сигнал кодируется и подается – из молекул каких веществ состоит? Сколько эти молекулы весят? Хотя промышленное напряжение электролиза и мало в бытовом смысле, но, все же, напряжение на тех же электролизерах, получающий алюминий, - 4-6 вольт. Электролиз воды, работающий с минимальными по весу атомами и молекулами, ведут при 2 вольтах, хотя встретил и такое сравнение. Теоретически для диссоциации воды на ионы водорода и кислорода требуется 1,2 вольта, но если вести электролиз при таком напряжении, то 1 кубический сантиметр кислорода (около 1,5 миллиграмма) будет получен через 400 тысяч лет. Во, скорость! Но, что такое даже эти 1,2 вольта применительно к организму? Вот цитата. «Еще И. М. Сеченов установил, что токи мозга подвержены колебаниям, которые характеризуются определенной ритмичностью. Так, например, альфа-ритм представляет собой электрические колебания с частотой 8-12 в секунду при напряжении до 100 микровольт (один микровольт равен одной миллионной доле вольта); для бета-ритма характерны частота 20-30 колебаний в секунду и напряжение до 50 микровольт; еще большей частотой обладают гамма-ритмы». Это на четыре порядка ниже, чем необходимо для перемещения в воде к электродам легких атомов водорода и кислорода, хотя в человеке расстояние между предполагаемым анодом (глазом) и катодом (мозгом) достаточно велико по сравнению с расстояниями в электролизере воды.
Ничего не дает для получения информационного сигнала с помощью электрохимии и обратный процесс – процесс растворения электродов с получением электрического напряжения на них и уже далее передача информации электрическим сигналом. Природу не обманешь – масса ионов все рано будет такой же, только надо будет сначала вещество этих ионов загнать в электроды, а потом перегнать в раствор электролита.
Заметьте, что я ни слова не сказал о том, что организму нужно чем-то (какими-то молекулами) кодировать этот «электрохимический сигнал», чем-то его принимать, на чем-то записывать, и потом чем-то считывать для осмысления, – сам этот «сигнал» выглядит так, что только руками развести.
Вот оппонент что-то такое знает про передачу в мозг информации посредством ионов натрия, но они получаются в организме, скорее всего диссоциацией хлористого натрия (поваренной соли). И если ион натрия как-то, со скоростью 120 м/сек, перемещается по нервным волокнам в мозг (а ион хлора прямо в глаз), а в мозгу ион натрия ловят нейроны в нейронные сети, то как после своей поимки ион натрия передает мозгу информацию? Ион несет ее с собою в сумке через плечо?
Ладно. Думаю, что пора задать вопрос – а зачем вам все это написанное выше надо читать? Если для того, чтобы показать, какой вы умный, то вам надо читать учебники и Википедию, запоминать прочитанное и повторять. И будете вы выглядеть очень умным.
Но если вы хотите понять, что вы такое в природе, если вам интересно, будете ли вы жить после смерти тела, то на всякой болтовне о неких химических способах передачи и хранения информации в теле человека, нужно поставить крест. Вне зависимости от того, как именно эту химию украшают – с помощью приставки электро- или био-.
Итак, остаются собственно электрические и магнитные поля, но о них в следующей части.
Ю.И. МУХИН
