Исследовательские программы,
порождаемые биосферной парадигмой

Б.М. Владимирский
Крымская астрофизическая обсерватория.
Крым, п.о. Научный, Украина, 98409.
E-mail: bvlad@crao.crimea.ua

Абстракт

Биосфера как глобальная Система изучена мало. Открытым остается вопрос о привносе в среду обитания космического вещества межзвездного происхождения. Оценки вероятностей астероидальной опасности содержат существенные неопределенности. Накоплены данные, указывающие на важную роль электромагнитных полей в функционировании организмов и биоценозов. Некоторые явления, воспринимаемые долгое время как мифологемы, получают ныне рациональное истолкование («биолокация», «предчувствие» изменений погоды, геопатогенные зоны). Эти же поля играют, видимо, важную роль во временной организации биосферы. Спектр биологических ритмов среды обитания является отражением сложной организации Солнечной системы. Исследование ритмической структуры некоторых экологических параметров позволяет предложить рациональное объяснение эффекту Гоклена.

1. Введение.

Согласно представлениям, развитым В.И.Вернадским, Биосфера представляет собой открытую глобальную Суперсистему. Системные свойства Биосферы – согласно Вернадскому – ее «организованность» – изучены недостаточно. Например концентрация двуокиси углерода в атмосфере определяется динамическим равновесием: вся углекислота атмосферы обновляется за 6.3 года. Наличие этого и других подобных геохимических циклов, казалось бы, заставляет наделить Биосферу свойством гомеостата. Однако в обширной литературе, где обсуждаются результаты мониторинга концентрации этого газа, ее вариаций и соответствующих климатических последствий , гомеостатические свойства Биосферы как системы вообще обычно не упоминаются. Многие представители научного сообщества считают наличие глобального гомеостата на нашей планете гипотезой экзотической и малоправдоподобной…

Привнос на Землю космического вещества.

Функционирование Биосферы определяется поступлением в систему энергии. Важнейшее значение имеют вариации потока энергии, в том числе – изменения коротковолновой составляющей этого потока, связанной с солнечной активностью. Но на нашу планету непрерывно поступает также и космическое вещество. В.И.Вернадский всю жизнь интересовался этой проблемой: он возглавлял Комитет по метеоритам, разрабатывал исследовательские программы по изучению космической пыли, стимулировал и поддерживал исследования Тунгусской катастрофы. Он был уверен в наличии обмена веществом между планетами солнечной системы. Конкретно такой обмен был обнаружен сравнительно недавно – после находок среди метеоритов лунного реголита и фрагментов марсианского грунта. Два вопроса остаются весьма актуальными в этих областях исследований:

Во-первых, попадание на Землю вещества из далеких областей Галактики. Реализация этой возможности представляется теперь вполне вероятной после астрофизических открытий последних десятилетий. Имеет место следующая цепочка причин-следствий:

  1. Надежно обнаружены планетарные системы вокруг некоторых звезд; ясно, что их образование – явление вполне заурядное, достаточно широко распространенное. Планетарных систем в Галактике, скорее всего, много.
  2. Сценарий образования планетарных систем в общих чертах ясен; из этого сценария следует, что на периферии планетарных систем во многих случаях должно существовать обширное облако планетозималей, в котором процесс конденсации их в крупные тела не произошел. Такое образование вполне аналогично облаку Оорта нашей солнечной системы.
  3. Многочисленные тела этих облаков Оорта других планетарных систем (в облаке солнечной системы – порядка 1011) гравитационно очень слабо связаны; даже малые возмущения существенно влияют на орбиты планетозималей - кометоподбных тел разных размеров. В итоге облака Оорта постоянно «испаряются».

Из сказанного следует, что среди метеоритов – комет должна существовать межзвездная составляющая. Данные астрофизики комет не противоречат этому предположению. В общем, среди объектов метеорных коллекций, в антарктических «накопителях» метеоритов могут быть обнаружены тела с такими изотопными аномалиями, которые совсем не характерны для нашей солнечной системы. Может быть, подобные объекты уже найдены и научное сообщество просто психологически не готово к открытию метеоритов межзвездного происхождения? Наличие межзвездных комет и астероидальных тел существенно и для рассмотрения второй крупномасштабной исследовательской программы, связанной с привносом на нашу планету космического вещества – «космического катастрофизма». Ныне ясно, что в истории Биосферы самые драматические события обусловлены столкновением Земли с космическими объектами достаточно больших размеров. Оценки показывают, что глобальная катастрофа неизбежно наступает при энерговыделении (в тротиловом эквиваленте) порядка 106 мегатонн (Chapman, Morrison, 1944). Это эквивалентно падению (с космической скоростью ≅20 км /сек) тела с диаметром ≅3 км. Энергетический эквивалент Тунгусской катастрофы - около 10 мегатонн. Устойчивое развитие нашей цивилизации может быть уже прервано, следовательно, событием с энергетическим эквивалентом 1000 мегатонн. Каков риск возникновения такой катастрофы? Возможен ли в данном случае заблаговременный прогноз?

Частота следования подобных катастроф может быть грубо оценена как 10-6±1 в год. Для более аккуратной оценки требуется достаточно полный каталог земных астроблем с определением их возраста. Соответствующая международная исследовательская программа потребует серьезного финансирования. Что касается прогноза астроидальной опасности, то его реализация с заблаговременностью более сотни лет представляется вообще проблематичной. Если ныне действующий мониторинг «опасных» для Земли сближений с космическими телами («космическая стража») будут усовершенствован, то оперативный прогноз станет реальностью. Но когда научное сообщество и инженерный корпус нашей планеты будут готовы к эффективной реакции на сигнал опасности?

Роль естественных электромагнитных полей в Биосфере

Несомненно, одним из важных открытий конца века в биофизике было обнаружение очень высокой чувствительности организмов к внешним электромагнитным полям, в том числе – низких и сверхнизких частот. (>~ 10-3 Гц выше 0.001Гц). Биологический эффект нелинейным образом зависит от частоты и амплитуды и обнаруживает связь с величиной напряженности статического магнитного поля (см. в качества примера лабораторные опыты с растительными объектами – Белова, Леднев, 2000). Накопленные данные подтверждают высказанную еще в 60-х годах прошлого века гипотезу о важной экологической роли электромагнитных полей (Пресман, 1968). Вариации естественных электромагнитных полей в среде обитания в пространстве и во времени играют, похоже, очень важную роль в функционировании Биосферы. Интересно, что эти новейшие открытия позволяют построить рациональные модели явлений, которые долгое время рассматривались как реально несуществующие, как мифологемы. В частности, без каких-либо предположений оказывается возможным предложить истолкование следующих явлений, входящих ныне в компетенцию экологии (Темурьянц и др., 1992).

  1. Биолокация («Лозоходство»); из-за электрической неоднородности подстилающей поверхности внешние поля искажаются полями индукционных токов в каждой точке этой поверхности по-разному. В простейшем варианте над областью повышенной проводимости (рудное тело, выходящее к поверхности, подземный ручей) амплитуда колебаний на некоторой (достаточно низкой) частоте «искажена» больше, чем на некотором удалении от этой области. В общем, существует некоторый электромагнитный «ландшафт» со своими «долинами» и «возвышенностями». Тренированный «лозоходец» отмечает некоторым идеомоторным актом попадание в электромагнитную аномалию. Соответствующий метод геофизической электроразведки менее чувствителен и имеет меньшее пространственное разрешение.
  2. «Предчувствие» изменений погодной ситуации, обнаруживаемое некоторыми метеолабильными людьми. Возможность подобного прогноза с заблаговременностью около суток объясняется электромагнитными шумами приближающегося атмосферного фронта. «Сенситивы» чувствуют его на расстоянии порядка 1000 км. Новейшие данные указывают, что в выработке сигнала приближения фронта определенную роль играют также акустические колебания очень низкой частоты – микро вариации атмосферного давления. связанные с инфразвуками и внутренними гравитационными волнами.
  3. Существование «геопатогенных зон» – пространственных областей, где повышена эмиссия электромагнитного излучения литосферного происхождения. Имеются достоверные данные о повышении риска заболеваемости некоторыми заболеваниями (например сердечно-сосудистая патология) в зоне подготовки будущего землетрясения (близ будущего эпицентра). Упомянутая электромагнитная эмиссия возникает по вполне понятным причинам: деформации кристаллических тел, разрушение кристаллической решетки – явления, сопровождающиеся электромагнитным излучением с непреложной необходимостью. Конечно, электромагнитные аномалии индукционного происхождения и зоны с повышенной эмиссией литосферных электромагнитных полей иногда трудно различимы.

Все перечисленные здесь явления почти не изучены – если говорить о современных исследовательских технологиях. Конечно, исследования этих явлений обещает новые технологии и важные медицинские приложения.

«Космическая биоритмология»

Описанный выше электромагнитный фон среды обитания низких частот модулирован по амплитуде и поляризации спектром периодов солнечного происхождения. Этот спектр легко обнаруживается в самых обычных «классических» космофизических индексах – например, индексах магнитной активности Ар. Хорошо заметны периоды (сутки, в порядке возрастания) 3.5; 7.0; 14.0-15.0; 27-30; 41-45; ~=54…..Точно такие же периоды в последние годы обнаружены в динамике физиологических (биохимических) показателей многих организмов. При этом имеет место универсальная закономерность: в организмах существуют автоколебания указанных периодов, и «биологические часы» «подстраиваются » под электромагнитные ритмические «сигналы» среды обитания (Владимирский и др. 1995). В последние годы в лабораторных экспериментах получены убедительные доказательства влияния слабых искусственных электромагнитных полей на параметры суточной периодики и многодневных ритмов. Все согласуется с предположением, что организмы широко используют периодическую составляющую вариаций электромагнитных полей среды обитания как «временной ключ» для синхронизации биологических ритмов.

При рассмотрении всего спектра космических периодов (на самом деле все эти периоды, конечно. солнечного происхождения) обращают на себя внимание некоторые закономерности, например, такие как кратность значений периодов – очевидная для приведенного выше фрагмента спектра. Подобные структурные особенности различны для разных диапазонов спектра (от малоизученных внутрисуточных периодов до многовековых циклов). По всему спектру также сложные регулярные изменения, имеется, конечно и стохастическая составляющая. В настоящее время ясно, что весь этот спектр и его вариации устойчивы на больших интервалах времени и являются отражением высокой степени организации солнечной системы. Как известно, поиски некоторого глобального принципа («закона») описывающего эту организацию («гармонию») восходят пифагорейцам. Эта задача всю жизнь занимала И.Кеплера. В наши дни «гармония» находит себе истолкование в так называемом «принципе максимальной резонансности» солнечной системы, предложенным А.М. Молчановым (1973). В его основе лежит следующая идея: солнечная система должна быть уподоблена совокупности слабо связанных осцилляторов ; в процессе длительной эволюции в присутствии сил трения эта система выходит на особый кооперативный динамический режим, в котором все частоты связаны между собой целочисленными («резонансными») соотношениями: естественный отбор привел к исчезновению в процессе эволюции неустойчивых («нерезонансных») состояний.

Фундаментальную роль в установлении резонансного кооперативного режима движения играет процесс синхронизации. Замечательное свойство этого широко распространенного в природе явления - возможность выхода на синхронный режим движения при «сверхслабых» связях между осцилляторами, настолько слабых, что в некоторых случаях можно говорить об отсутствии порога синхронизации. В солнечной системе все автоколебательные подсистемы синхронизованы. После публикаций Молчанова было найдено множество подтверждений «принципа максимальной резонансности». Например, связь осевых периодов вращения планет с периодами орбитального движения их спутников (Панкратов и др. , 1996). Важное следствие этого принципа – наличие связи между конфигурациями планет и вариациями солнечной активности: ведь автоколебания в конвективной зоне Солнца, проявляющие себя в изменении числа солнечных пятен с периодом около 22 лет, также синхронизированы с движением планет. (Раньше полагали, что солнечная активность вообще индуцируется приливами на Солнце со стороны планет). Теперь понятно, что такая связь обусловлена синхронизацией. Разработан также алгоритм долгосрочного прогноза солнечной активности по планетным конфигурациям, «работающий» не хуже других методов прогноза. Наличие связи «солнечная активность – планетные конфигурации планет» позволяет подойти к истолкованию так называемого «Марс - эффекта» (эффекта Гоклена). Можно напомнить, что он состоит в повышенной вероятности рождения спортсмена с высоким рейтингом (чемпион Мира) в момент восхода или кульминации планеты Марс для данной местности (рождения) (Cauquelin,1991). В данном случае речь идет, понятно, о рождении человека с определенными типологическими характеристиками. Гоклен показал, что для лиц с другими чертами личности нежели чемпионы, также имеет место «планетарный эффект», но для других планет (Юпитер, Сатурн, Венера). Эффект Гоклена тщательно проверялся на протяжении трех десятилетий независимыми исследователями и должен ныне рассматриваться как факт, подлежащий теоретическому истолкованию. Поэтому очень мешает психологический барьер: эффект Гоклена подтверждает, казалось бы, классический тезис астрологии и противоречит общепринятым научным положениям. На самом деле, однако, это очевидное противоречие связано с наивным и прямолинейным истолкования этого эффекта. Оно снимается, если принять во внимание изложенное выше, в частности, если учесть что:

  1. Типологические характеристики личности в определенной степени контролируются воздействием параметров среды обитания в период эмбрионального развития;
  2. Имеет место статистическая связь упомянутых экологических параметров с фазой определенных биологических ритмов;
  3. Биологические ритмы синхронизированы с космическими ритмами и, следовательно, с планетными конфигурациями.
Не имеет места «влияния» планеты, но из-за тотальной синхронизации ритмики в солнечной системе положения планет статистически связаны с экологическими изменениями в среде обитания. Думается, следовало бы как можно скорее преодолеть «аллергию» к эффекту Гоклена и спланировать соответствующие исследовательские программы. Их реализация может иметь весьма далеко идущие последствия для развития медицины и педагогики. Человечество не отказалось же от развития ядерной физики из-за того, что идея трансмутации элементов составляло когда-то основную догму алхимии.
Заключение

Конечно, для выполнения упомянутых выше исследовательских программ, реализующих продолжение изучения «организованности» Биосферы, требуется создание некоторого благоприятного психологического климата. Важнейшей его составляющей является дальнейшее интенсивное развитие системы образования – например, в соответствии с идеями, сформулированными Н.Н. Моисеевым (1998). В частности, будущим исследователям все чаще придется иметь дело с междисциплинарными задачами. В рамках одной специальности разобраться в организованности Биосферы невозможно. Необходимы исследователи с широким кругозором, овладевшие важнейшими универсалиями современных научных технологий. Все связанное является обоснованием для следующих двух основных тезисов, которые предлагается включить в текст Обращения к участникам саммита Земли «Рио 10+»:

  1. Необходимо разработать долгосрочные исследовательские программы по более широкому изучению Биосферы как глобальной Системы. Реализация таких международных междисциплинарных программ, их финансированию должно уделяться самое серьезное внимание.
  2. Идеи устойчивого развития Биосферы не смогут быть реализованы, если самое серьезное внимание не будет направлено на интенсивное развитие образования, его совершенствование, повышение общественного престижа педагогики и педагога.
Литература

Белова Н.А. , Леднев В.В., Биофизика, 2000, Т.45, №6, С.1102 - 1107

Владимирский Б.М., Сидякин В.Г., Темурьянц Н.А., и др., Космос и биологические ритмы, Симферополь, 1995, С.3 - 206.

Gauqhelin M., Neo-astrology. A Copernican revolution, Penguin Arkana, 1991, P. 3 – 180.

Моисеев Н.Н., Судьба цивилизации. Путь разума, М., Изд., МНЭПУ, 1998, С. 3 - 228.

Молчанов А.М., О резонансной структуре Солнечной системы, в кн. Современные проблемы небесной механики и астродинамики, М.1973, С. 32 – 42.

Панкратов А.К., Нарманский В.Я., Черных Н.С. и др., Известия Крымской астрофизической обсерватории, 1996, Т., 93, С. 53 – 57.

Пресман А.С., Электромагнитные поля и живая природа, М., Наука, 1968, С. 3 – 288.

Темурьянц Н.А., Владимирский Б.М., Тишкин О.И., Сверхнизкочастотные электромагнитные сигналы в биологическом мире, Киев, «Науковая думка», 1992, С. 3 – 187.

Chapman C.R., Morrison D., Montly Nature, 1994, V.2, №1, P.58 – 64.

К началу страницы