Фрадкин Захарович - Белые пятна безбрежного океана

• Название: Белые пятна безбрежного океана
• Автор: Фрадкин Захарович
• Издательство: Недра
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1983

В книге рассказывается о воде - самом распространенном и в то же время самом загадочном веществе на Земле. Приведены гипотезы, объясняющие происхождение воды на планете, раскрывается роль воды в формировании атмосферы, океанов, климата и как движителя научно-технического прогресса на протяжении всей истории человечества.

---

Теплорегулирование, как мы уже пытались доказать, зависит от уникальной способности воды поглощать (или отдавать) тепло в больших количествах. Количество тепла, необходимого для нагревания 1 кг вещества на 1 °С, называется удельной теплоемкостью. Величина удельной теплоемкости не остается постоянной. Не все равно, нагреть ли вещество от 0 °С до +1 °С или от + 100 °С до +101 °С. У всех веществ с повышением температуры нагрева возрастает и величина удельной теплоемкости. У всех, но не у воды.

Рис. 13. Изменение величины удельной теплоемкости воды в зависимости от температуры

У воды от 0 °С до +37 °С теплоемкость падает, а начиная с + 37° до +100°С возрастает. Таким образом, легче всего вода нагревается и быстрее всего охлаждается в своеобразной температурной "яме", дно которой соответствует интервалу 35-40 °С (рис. 13).

Следует добавить и еще одно обстоятельство - наиболее интенсивно химические реакции обмена веществ идут также в интервале 35-40 °С. Получается будто природа, создавая человека, мудро снабдила его оптимальным, т. е. экономически наивыгоднейшим режимом работы всего организма в целом.

Механизм мышления

Самой большой загадкой Homo sapiens является не только способность мыслить, но, главное, способность мозга перерабатывать и запоминать колоссальное количество информации. Запоминать прочно, иногда на всю жизнь.

Каких только гипотез, объясняющих работу мозга, не высказано! В основу одних положены электрохимические процессы, в основу других молекулярные и субмолекулярные...

На наш взгляд, наиболее убедительной является гипотеза ученых Казанского университета У. Ахмерова и А. Бильдюкевича. Она опирается на известные нам свойства молекулы воды - переходить из парасостояния в ортосостояние и обратно. Как уже отмечалось, суть воздействия магнитного поля на молекулу Н2О состоит в том, что один из протонов Н+ меняет знак своего спина, т. е. меняет направление вращения вокруг собственной оси. Это происходит скачкообразно: шарик-протон перевертывается в плоскости своей орбиты, его полюса меняются местами. Энергетический уровень молекулы Н2О при этом также делает скачок в сторону повышения или в сторону уменьшения энергии.

Нечто подобное происходит при работе триггера - элемента электронно-вычислительной машины (ЭВМ). Триггер имеет два возможных состояния: "включено" (ток течет) и "выключено" (тока нет). Разве не напоминает поведение молекулы воды в магнитном поле? Поле есть - ортосостояние, поля нет - парасостояние. Вот вам и триггер.

В таком случае клетку нервной ткани можно рассматривать как микроскопическую ЭВМ. Молекулы воды, входящие в структуру ядра и плазмы, не просто присутствуют там, выполняя роль инертного растворителя. Нет, они наверняка объединены в единую систему, в один общий, отлично организованный, слаженно работающий агрегат.

Допустим, что в нормальном невозбужденном состоянии, т. е. при отсутствии сигнала извне, ровно 3/4 молекул Н2О в этом агрегате будут ортоводой и 1/4 - параводой.

Но вот поступил сигнал. Нервное волокно отвечает на него преобразованием накопленной в клетке химической энергии в электрическую. Вдоль волокна пробегает короткий импульс электрического тока. Волокно, подобно проводнику, окутывается магнитным полем. Немедленно приходит в действие вся система молекул Н2О. Фиксируя сигнал, часть молекул из парасостояния переходит в ортосостояние. Соотношение 3/4:1/4 нарушается. Оно устанавливается в пропорции, строго соответствующей характеру сигнала, характеру информации.

Теперь представьте себе, какое астрономическое число сочетаний орто- и парамолекул становится возможным в каждой клетке! А ведь каждое сочетание - зафиксированная информация. Чем вам не блок памяти с колоссальной емкостью?

В мозгу человека, как утверждают биологи, содержится 14 млрд. нервных клеток (нейронов). В нашем понятии это 14 млрд. вычислительных машин, разрешающая способность каждой из которых (т. е. способность перерабатывать и запоминать информацию) невероятно велика. Даже самая современная ЭВМ не идет в сравнение с одной единственной клеткой!

А мозг в целом? Его можно представить как уникальную квантовую вычислительную машину с неисчерпаемой возможностью запоминания. Едва ли мы с вами даже при самой феноменальной памяти используем даже миллиардную долю этой возможности.

В гипотезе У. Ахмерова и А. Бильдюкевича делается еще одно важное допущение: в работе механизма памяти принимают участие одновременно все нейроны мозга. Они действуют как одно целое, слитно. Наш мозг функционирует сразу весь, включая одновременно бесконечное множество блоков памяти. И если один из блоков окажется заполненным или поврежденным, внешняя информация будет тут же подхвачена другим блоком без всякого ущерба для всей "машины" в целом. Отсюда объяснение той высокой надежности "квантовой ЭВМ", которая заключена в нашей черепной коробке.

Придет время, и гипотеза казанских ученых возможно превратится в теорию. Тогда в руках исследователей окажется оружие, с помощью которого можно будет неограниченно расширять и совершенствовать человеческую способность к феноменальной быстроте переработки информации и к сверхфеноменальной способности к запоминанию. Слова "забыл, забыла"... навсегда исчезнут из нашего лексикона.

До сих пор оставалось загадкой и еще одно обстоятельство в работе нашего мозга: чрезвычайно высокий коэффициент полезного действия. Наш мозг, эта невообразимая по числу ячеек памяти вычислительная машина потребляет всего каких-то 10 Вт. По аналогии с существующими ныне ЭВМ ей бы полагалась по меньшей мере мощность Днепровской ГЭС.

Гипотеза У. Ахмерова и А. Бильдюкевича легко преодолевает и это кажущееся противоречие. Для перевода молекул из парасостояния в ортосостояние и обратно затрачивается ничтожно малая энергия. Изменение знака спина происходит под воздействием слабого магнитного поля. Именно такие поля и зафиксированы в нейроне в момент прохождения импульса.

Насколько гипотеза У. Ахмерова и А. Бильдюкевича близка к истине покажут дальнейшие исследования. Но мы уже не можем не согласиться с мыслью ученых, что именно воде принадлежит главенствующая роль в деятельности центральной нервной системы человека.

Таким образом, в нашем теле вода - не просто жизненно необходимый растворитель. Она не остается в клетках инертной жидкостью, подобно воде, налитой в графин для питья. Она - движитель разума.

Человек - будущий обитатель океанических пучин

Вода обладает свойством растворять в себе не только твердые и жидкие вещества, но и газы. Чем выше давление окружающей среды, тем более жадно вода поглощает газ. При снижении давления происходит обратное - выделение газа в окружающую среду.

Для гидравлической техники указанная способность воды - сущее бедствие. При малейшей потере бдительности проектировщиками она наказывает кавитацией. Но для органического мира, для живой ткани это свойство обусловливает самую возможность существования. Достаточно сказать, что все млекопитающие (не исключая и человека) живут благодаря кислороду, растворенному в крови (еще раз напомним: кровь - на 90 % из воды). Кислородом, растворенным в воде, дышит все живущее в океанах, морях, реках, озерах.

Однако рыба, выброшенная на берег, гибнет. Не странно ли? Находясь среди кислорода, погибнуть от кислородной недостаточности. Зато и человек, погруженный в воду без специальных защитных технических средств, обречен на гибель, хотя вокруг него будет более чем достаточно кислорода.

Испокон веков человек мечтает покорить морские глубины. Мы не будем восхвалять совершенные скафандры, ультрасовременные акваланги и маски. Мы отвергаем также беляевского Ихтиандра, который по воле писателя-фантаста был превращен искусным хирургом в рыбу-человека. Ихтиандру, как, должно быть, вы помните, сделали пересадку жабр акулы, и, кроме страданий, он ничего не получил.

Надо воспользоваться теми потенциальными возможностями для дыхания человека в воде, которые скрыты в самой воде. При этом следует отказаться от всяких технических средств. Да, человек должен в воде, как рыба, дышать кислородом, растворенным в воде, погружаться на любые глубины и находиться там сколь угодно долго. При этом за ним должна оставаться возможность в любое время по своему желанию покидать водную стихию и возвращаться на сушу. И обе стихии должны быть в равной степени подвластны ему стать для него одинаковой средой обитания.

Сверхфантастика? Несбыточно? Вы ошибаетесь, все это не так уж далеко от реального воплощения.

Еще в 1956 г. голландский физиолог Бурема проделал сенсационный эксперимент: он поместил морскую свинку в специальную барокамеру, куда затем был накачан воздух давлением до 5*105 Па. Затем из животного выпустили всю кровь. Однако свинка не погибла. Она продолжала жить, хотя должна была бы задохнуться, поскольку вместе с кровью организм лишился возможности получать кислород из окружающей среды. Спустя несколько часов ей влили ее же кровь, и она вела себя так, будто ничего особенного и не произошло.