WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 46 |

«ЧАСТЬ 2 Проблема электромагнитного загрязнения окружающей среды В связи со стремительным развитием научно-технического прогресса, особенно за последние сто лет, все ...»

-- [ Страница 1 ] --

ЧАСТЬ 2

Проблема электромагнитного загрязнения окружающей среды

В связи со стремительным развитием научно-технического прогресса, особенно за последние

сто лет, все большее внимание привлекает проблема воздействия плодов этого процесса на

жизнедеятельность человеческого организма. Огромную актуальность приобретает проблема

воздействия на человека электромагнитных полей различного диапазона. В радиодиапазоне

электромагнитных волн, с момента изобретения радио, излучение нашей планеты выросло на несколько порядков и теперь, с позиции внешнего наблюдателя, мы выглядим как звезда, с возрастающей мощностью излучения. По объективным причинам человеческий организм не в состоянии адаптироваться к техногенному электромагнитному излучению и, возможно, не имеет соответствующих адаптационных механизмов. Эта проблема уже получила название электромагнитного смога. Широкое распространение индивидуальной мобильной связи безусловно придает этой проблеме особую актуальность.

Особенность мобильных телефонов, как генераторов электромагнитного излучения, состоит в том, что они находятся в непосредственном контакте с человеческим организмом как во время передачи полезного сигнала и его приема, так и в режиме ожидания. Причем контакт этот довольно глубокий, т.к. осуществляется с клетками головного мозга, на них соответственно и воздействуя в первую очередь. Вопрос о влиянии излучения мобильных телефонов в частности, а техногенных излучений в более широком аспекте вообще на человеческий организм как биологическую гиперкомплексную систему теперь исключительно актуален и имеет выраженный коммерческий оттенок. Если выпущенное на рынок устройство генерирует вредные для организма электромагнитные колебания, то оно, несомненно, должно быть запрещено и производитель, естественно, понесет значительные финансовые потери. Вся проблема заключается в адекватном определении вредности для биоформы того или иного излучения, причем этот фактор имеет несколько составных частей. Из них можно выделить частотную, амплитудную и фазовую.

Под частотной проблемой понимается анализ вредности (или полезности) того или иного спектра электромагнитного излучения. Суть в том, что формирование любого биологического организма в среде обитания происходит не в условиях его полной изоляции от окружающего мира, а, наоборот, в рамках полного и максимально глубокого контакта. В течение миллионов лет существования органическая жизнь на планете развивалась в условиях воздействия естественных электромагнитных полей и не только хорошо к ним приспособилась, но и не может без них существовать. Поэтому изоляция живого организма от этих излучений, являющихся неотъемлемой частью среды обитания, принесет только вред. Главный вопрос в том, какие излучения являются для человека полезными, а какие, наоборот, вредными. Например, солнечное излучение, согласно общему мнению, является весьма полезным, если не считать периоды активного Солнца и наличие озоновых дыр в атмосфере. А как быть с искусственным излучением в соляриях ультрафиолетовых ламп, дающих совершенно иной спектр излучения, но с сильным присутствием ультрафиолетовой компоненты. Целенаправленно они практически не проверялись на негативность последействия - дают хороший загар и замечательно, а какие могут возникнуть последствия – продавцов этих услуг особо не интересует. Необходимо провести обследование организма (и не одного, а как минимум контрольной группы, разного возраста, разных типов кожи и т.д.) до искусственного загорания, во время его и после. Нереальность такого исследования совершенно очевидна, тем более, что владельцам косметических кабинетов это не только абсолютно не нужно, но и может оказаться крайне вредным. Аналогичная ситуация возникает при эксплуатации любого прибора, генерирующего электромагнитные колебания того или иного спектра.

Под амплитудной проблемой понимается вопрос о влиянии интенсивности излучения на степень его воздействия. Развитие нанотехнологии и совершенствование контрольнометрологической аппаратуры выявило совершенно неожиданные факты, которые для своего объяснения потребовали немалых усилий от исследователей. Обнаружилось, что на известные ранее физические явления, такие, как кристаллизация, полимеризация, фазовые переходы и пр.

оказывают влияние слабые и сверхслабые воздействия электромагнитных, электрических и магнитных полей. Причем интенсивность воздействия может быть гораздо менее уровня тепловых колебаний в структуре твердого тела, т.е. по традиционно сложившимся воззрениям таковое воздействие должно мгновенно размываться и аннулироваться. Поскольку большинство биологических систем представляют собой коллоидные системы, то сегодня они являются объектом пристального изучения с позиций нанотехнологии.

Феномен слабых и сверхслабых воздействий на биологические и физические системы Многочисленными исследованиями установлены интереснейшие факты, связанные со слабыми и сверхслабыми воздействиями различной природы на разнообразные физические и биологические объекты и процессы. Несмотря на то, что интенсивность этих воздействий исключительно мала, факты такого влияния однозначно зафиксированы для самых различных типов воздействий и разнообразных физических систем. Эта проблема получила название «проблема КТ» в связи с тем, что во многих случаях мощность или интенсивность воздействия на систему заведомо меньше (иногда на порядок) энергии фононов - тепловых колебаний атомов, определяемых как произведение постоянной Больцмана (К) на среднюю температуру системы Т. Подобное воздействие, меньше уровня теплового шума, на первый взгляд, никакого результата на систему оказывать не в состоянии. Однако экспериментальные данные утверждают совершенно иное.



В [1,2] при изучении влияния импульсных магнитных полей (ИМП) на конденсируемые среды установлено, что кратковременное воздействие слабых ИМП вызывает долговременное изменение структуры и физических свойств широкого класса немагнитных материалов, причем наблюдается запаздывание проявления эффектов после окончания воздействия и долговременный немонотонный характер кинетики этих процессов. В [3] показано, что под воздействием очень слабого ИМП с амплитудой порядка 0,015 Тл на модельный полимер меняются температура плавления, энергия активации и температура кристаллизации, причем не сразу, а через часов после снятия воздействия и остаются неизменными в течение 1500 часов!

Были получены аналогичные результаты по воздействию слабых ИМП (0,4 Тл) на плоскопараллельные пластины монокристаллического кремния [4]. Установлено, что кратковременное воздействие ИМП приводит к долговременным немонотонным изменениям, на сей раз топологии поверхности. Зафиксированные изменения достигают максимума в районе 150 – 200 часов после снятия воздействия. Похожие эффекты наблюдаются в высокотемпературных сверхпроводниках [5] и пленках борида циркония, нанесенных на стальную подложку [6]. Строгого объяснения эти факты пока не имеют, и хотя очевидно, что мы имеем дело с одним и тем же физическим механизмом, для каждого конкретного случая обычно подбирается более или менее удобоприемлемое объяснение.

Аналогичные по сути явления наблюдались и в биологических системах. В обзоре по магнитобиологии [7] отмечается, что хотя магнитобиология развивается уже порядка 20 лет, до сих пор отсутствует теория и общие физические концепции, нет даже предсказательных теоретических моделей. Магнитобиология изучает, в основном, биологические реакции и механизм действия очень слабых (менее 1 мТл) магнитных полей. Предполагается, что для биологических систем действия таких полей лежат ниже порога включения защитных биологических механизмов и способны накапливаться на субклеточном уровне - уровне генетических процессов. При этом делаются предположения об информационном характере действия слабых физико-химических факторов на биологические системы, полагая, что такие системы находятся в состоянии весьма далеком от равновесия, и достаточно слабого воздействия, чтобы система прошла точку бифуркации, реализовав биологическое усиление слабого сигнала магнитного поля. Вопрос о том, почему тепловые флуктуации, величина которых на десять порядков превосходит квант энергии магнитного поля, не разрушают магнитобиологический эффект, связывают с идеей когерентного воздействия внешнего фактора на фоне некогерентного теплового шума. Тогда за счет пространственной когерентности можно раскачать систему осцилляторов и высвободить квант энергии коллективного возбуждения, хотя и по этому поводу существуют различные воззрения [8].

В различных структурах, как физических, так и биологических, как в упругой среде, могут возникать объемные и, особенно, поверхностные волны. Свойство поверхностных волн локализовать энергию возмущений, созданных в узком приповерхностном слое, приводит к выраженным явлениям, сопровождающим движение вдоль поверхности источников возмущений. Причем в упругой среде резонансные эффекты проявляются и тогда, когда свободные поверхности возникают и [9] в подавляющем большинстве носят фрактальный характер. Естественно предположить, что большинство наблюдаемых эффектов воздействия слабых и сверхслабых возмущений на физические и биологические системы связано с резонансными процессами.

В связи с отсутствием общепринятого воззрения на механизмы поглощения энергии внешнего поля коллоидными системами и, особенно с «проблемой КТ», в работе [10] предложено ввести понятие диссипативного резонанса. Смысл этого явления заключается в возможности перехода энергии внешнего поля в энергию механических колебаний вязкоупругой распределенной среды, содержащей частицы - акцепторы электромагнитного излучения. Взаимодействие внешнего поля и вязкоупругой коллоидной среды может в результате привести к образованию в системе структуры порядка, в чем-то сопоставимой с фазированной решеткой. При этом индивидуальные колебания частиц под действием внешнего поля складываются синфазно, что приводит к увеличению энергии колебательного процесса, существующего в среде до величин, превышающих порог теплового шума (КТ) [11]. Авторы этой идеи ввели и обосновали понятие диссипативного резонанса и пришли к выводу, что в данном случае имеет место новый важный класс физических явлений. Это может не только объяснить характер совместного воздействия слабых электромагнитных полей на различные физико-химические системы, в том числе и биологические, но и играет важную роль в структурной организации этих объектов. Явление диссипативного резонанса имеет определенное сходство с явлением стохастического резонанса [12-14], рассмотренного ниже. В дополнение к этим работам, мы вводим новое понятие акцептора, включающее в себя не только тепловой шум, но, что особенно важно, и информационную составляющую кванта энергии.

В общем представлении диссипативный резонанс - это явление нарастания колебаний под действием внешних периодических сил за счет образования в системе структуры порядка. Это частный случай более общего класса процессов самоорганизации в диссипативных структурах, отличительной особенностью которого является квазипериодический характер изменения некоторых параметров системы. Диссипативный резонанс является принципиально новым классом физических явлений резонансного типа [15]. Одна из его характерных особенностей - отсутствие какой-либо выделенной резонансной частоты, поскольку система обладает способностью «настраиваться» на произвольную внешнюю частоту, при этом время нарастания колебаний определяется не временем установления колебаний, а именно временем настройки системы (временем возникновения структуры порядка). Однако явление диссипативного резонанса представляет собой лишь один из возможных кооперативных механизмов воздействия электромагнитных полей низкой интенсивности на биологические и физико-химические системы [15].



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 46 |