Страница:
Тензоры третьего ранга описывают взаимоотношения между тензорами второго ранга и векторами. При этом возможны следующие сочетания: 1) полярный тензор – полярный вектор; 2) аксиальный тензор – аксиальный вектор; 3) полярный тензор – аксиальный вектор и 4) аксиальный тензор – полярный вектор. Аксиальный вектор – это пироэлектрический коэффициент. Как мы видим, всего таких сочетаний 16. Количество азота в белке также 16 %, незаменимых аминокислот в белках 8, и если их удвоить, то мы опять получим 16! Причем незаменимых аминокислот, не важно каких, должно быть ровно 8! В молекуле ДНК 4 основания (2 – пуриновых и 2 – пиримидиновых), которые, объединяясь в триплеты, образуют основу генетики. Несложные математические действия с этими цифрами опять приведут нас к 32-м… В общем куда ни кинь взгляд, везде «кристальная» цифра 32! Тензорами четвертого ранга описываются обобщенный закон Гука (который описывает связь между тензорами деформаций и напряжений), фотоупругость, квадратичный электростатический эффект (эффект Керра), электрострикция. Как мы уже договорились, на живые существа распространяются общие законы кристаллических классов и, с некоторой оговоркой, законы оптики.
С позиций оптики все прозрачные вещества можно разделить на две группы: изотропные и анизотропные. К изотропным кристаллам относятся кристаллы кубической системы и некристаллические вещества, например, стекло. В изотропных веществах свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скоростью, поэтому такие вещества характеризуются одним показателем преломления. Раковые ткани подобны этим состояниям, они кубические, аморфные и изотропные. Группу анизотропных веществ составляют кристаллы всех других кристаллографических систем. В веществах этой группы скорость света и показатель преломления непрерывно изменяются при переходе от одного кристаллографического направления к другому. Когда свет входит в анизотропный кристалл, он разделяется на два луча, колеблющихся под прямым углом друг к другу и распространяющихся с разными скоростями.
Это явление называется двойным лучепреломлением; всякий анизотропный кристалл характеризуется двумя показателями преломления. Для гексагональных и тетрагональных кристаллов указывают максимальный и минимальный, то есть «главные» показатели преломления. Один из них соответствует лучу света, колеблющемуся параллельно оси, а другой – лучу света, колеблющемуся под прямым углом к этой оси. У орторомбических, моноклинных и триклинных кристаллов имеются три главных показателя преломления: максимальный, минимальный и промежуточный, определяемые лучами света, колеблющимися в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Поскольку показатели преломления зависят от химического состава и строения материала, они являются характеристическими величинами для каждого кристаллического твердого вещества, и их измерение служит эффективным методом его идентификации. Анизотропия материи и пространства взаимозависимы и взаимодополняемы, поэтому еще раз внимательно рассмотрим анизотропию, ее особую сущность.
Примем как должное, что законы, которым подчиняются кристаллы, распространяются и на живое. Причиной жизни является диссимметрия, а она в свою очередь является порождением анизотропии… Видимая симметрия живых организмов – это совместный динамичный продукт анизотропии и материи. Анизотропия твердых тел – зависимость равновесных физических свойств твердого тела от направления. Величины, описывающие макроскопические свойства вещества, делятся на скаляры, псевдоскаляры, векторы и тензоры различных рангов. Скалярная характеристика (например, средняя плотность вещества, температура, теплоемкость, энтропия) задается одним числовым значением, которое не связано с понятием направления в пространстве и не изменяется при вращении. Подобная характеристика однородного тела в состоянии равновесия не может обладать анизотропией. Псевдоскалярные характеристики (например, удельное вращение плоскости поляризаций) также изотропны, так как их численное значение сохраняется при поворотах тела или системы координат (но они меняют знак при отражении). Для задания векторной величины (например, средней намагниченности кристалла) требуется указать 3 компонента вектора в некоторой системе координат. Эти компоненты являются проекциями вектора на оси координат, они изменяются при вращении системы координат. Примером физических свойств, описываемых симметричными тензорами второго ранга, могут служить электропроводимость и теплопроводимость, а также диэлектрическая и магнитная проницаемость твердых тел. В общем случае в некоторой системе координат тензор второго ранга имеет 9 компонент. Если тензор симметричен, то независимыми являются лишь 6 из них: три диагональных и три недиагональных элемента матрицы. При повороте системы координат матрица тензора преобразуется по определенному закону. Всякий симметричный тензор второго ранга может быть приведен к главным осям, то есть существует такая система координат, в которой матрица этого тензора диагональна; соответствующие 3 диагональных элемента называются главными значениями тензора. Если главные значения не совпадают, имеет место анизотропия, а направления главных осей определены однозначно. Так, для всех кристаллов, кроме кубических, направление электрического тока обычно не совпадает с направлением приложенного электрического тока. Если, однако, поле приложено вдоль одной из главных осей кристалла, возникающий ток будет параллельным полю и, измеряя значения проводимости вдоль трех главных осей, можно определить главные значения тензора электропроводности кристалла. Аналогично могут быть определены главные значения тензоров теплопроводности, диэлектрической и магнитной проницаемостей. Если для тензора два главных значения совпадают, говорят, что в отношении данной тензорной характеристики вещество является одноосным; вещество с несовпадающими тремя главными значениями называется двухосным. Если все три главных значения симметричного тензора второго ранга одинаковы, матрица тензора диагональная во всякой системе координат и не изменяется при вращениях системы координат. В этом важном частном случае для задания тензорной характеристики достаточно указать всего одну величину. Это означает, что в отношении данной характеристики вещество изотропно.
Вещество может обладать и более сложными тензорными характеристиками. Так, коэффициент пьезоэлектрического эффекта образует тензор третьего ранга, а характеристики упругих свойств вещества образуют тензор упругих модулей четвертого ранга, для задания которого в произвольной системе координат необходимо указать значения 34–81 его элементов. Учет симметрии позволяет значительно понизить число независимо задаваемых компонент. Анизотропия кристаллов связана с симметрией их кристаллической структуры.
Чтобы вещество обладало векторной характеристикой (например, спонтанной поляризацией в случае сегнетоэлектриков), его кристаллическая решетка не должна быть симметричной относительно преобразования инверсии, то есть не должна обладать центром симметрии. Этот центр можно условно идентефицировать с местом диссимметрии в живых организмах. Если принять за аксиому, что в тканях существуют кристаллоидные структуры из разных сингоний, то возникновение рака объясняется очень легко. Как мы знаем, все кубические кристаллы изотропны в отношении характеристик, описываемых симметричными тензорами второго ранга (например, электропроводности или диэлектрической проницаемости), поэтому в раковых клетках увеличиваются токи деполяризации. Выше сказанное относится к раковым тканям и клеткам, но перед этим в них, не очень выраженно, проявляются изохромные свойства. Менее симметричные кристаллы обладают анизотропией в отношении этих свойств. Тензорный характер диэлектрической проницаемости проявляется, в частности, в эффекте двойного лучепреломления для некубических прозрачных кристаллов и живых тканей. Например, в хрусталике и, надо полагать, вообще в любых тканях. Существует мнение, что наше пространство изотропно. Изотропное пространство – это когда все направления равны. Но этого не может быть по определению, что подсказывают живые существа фактом своего существования, своей диссимметрией. В здоровых живых организмах (и в Космосе) пространство анизотропно, то есть неоднородно во всех направлениях. Только это свойство предопределило появление живых организмов. Только благодаря анизотропии возможно появление в системе белок-вода – автоволн, «клеток-доменов», спирализации «ядер» и их «митоз» (рис. 2 и 3).
Рис. 2. «Клетки-домены» с энергетическим ядром – «реликтовым вортексом» (микроскоп, увеличение 20х40).
Рис. 3. Момент деления «клетки-домена» и ее «ядра» под действием анизотропии (микроскоп, увеличение 20х40).
На рис. 3 видно деление центра «ядра» и возникновение зеркальной симметрии. Этот механизм выстраивает конусы в конусе, трубки в трубке, в центре «ядра» по ходу пространственного вектора (подробно об этом явлении мы расскажем в следующей главе). Этот конус создают сами пространства за счет волнового процесса. Энергия, или так называемая биоэнергия, исходя из этого положения, черпается непосредственно из пространства, из физического вакуума. Но вакуума как такового быть не может, исходя из того, что пространство анизотропно… Именно этот антагонизм, «скольжение» неоднородных пространств относительно друг друга, в волновом режиме вызывает кавитацию и скручивание пространств, что мы видим как спирализацию. Этот же механизм играет решающую роль в образовании материи, живых существ и биоэнергии.
В рамках предложенного нами сценария, в ГПК живых организмов, в их тканях при малигнизации исчезает анизотропия, двойное лучепреломление, о симметрии говорить не приходится – ее там нет, и именно поэтому изотропия всегда сопровождает эту патологию тканей. При автоволновом процессе в ГПК белки регулярно совершают переход из одной стадии жизни в другую. В какой-то момент они теряют «устойчивость», и именно тогда анизотропия и ее сателлиты решают – быть раку или нет. Если быть еще точней, все зависит от триптофанзависимых полипептидных цепей, и их стереочувствительности.
Анизотропия может быть искусственно вызвана внешним воздействием. Поликристаллические материалы, состоящие из огромного числа случайно ориентированных мелких монокристаллов, могут приобрести анизотропию в результате механической обработки, например, прокатки. Искусственная оптическая анизотропия может быть создана в кристаллах и изотропных средах под действием внешнего электрического или магнитного поля, либо путем акустического и механического воздействия. Это также может быть использовано исследователями в поисках диагностики и лечении рака, так как восстановление анизотропии тканей любым путем – это уже здоровье.
Формально анизотропия однородной безграничной среды означает неинвариантность ее свойств относительно группы вращений. Поскольку у реальной среды обычно есть границы, при строгом подходе к определению анизотропии необходимо иметь в виду не абстрактную безграничную среду, а сделанный из этой среды макроскопически однородный шар. Среду следует считать анизотропной, если существует экспериментально обнаруживаемый поворот вокруг центра указанного шара.
Анизотропия среды может быть обусловлена несколькими причинами: анизотропией образующих ее частиц, анизотропным характером их взаимодействия, упорядоченным расположением частиц, мелкомасштабными неоднородностями. В то же время анизотропные при анизотропном взаимодействии частицы могут образовывать изотропную среду (например, аморфные вещества или газы и жидкости, в которых изотропия обусловлена хаотическим движением и вращением частиц). Анизотропная среда может образоваться под действием внешних полей, ориентирующих или деформирующих частицы. Даже физический вакуум во внешних полях (электромагнитном, гравитационном и др.) ведет себя как анизотропная среда. Физические поля и вещество искривляют само пространство, которое приобретает анизотропные гравитационные свойства. Анизотропные свойства сплошной среды описывают тензорными величинами; в неоднородной анизотропной среде они меняются от точки к точке. Анизотропные среды для одного класса явлений могут вести себя как изотропные по отношению к другому классу. Так, механические свойства кристаллической поваренной соли NaCl анизотропные (ее упругость различна вдоль ребер и диагоналей кубической решетки), тогда как тепловые и оптические свойства изотропны с высокой степенью точности. Видимо поэтому в организме каждую молекулу соли так трепетно сопровождают до 400 молекул воды… Анизотропные среды обычно классифицируют по типу симметрии их структуры, которая характеризуется распределением частиц в пространстве и корреляцией между ними. Это связано с тем, что симметрия любого физического свойства не может быть ниже симметрии структуры среды (принцип Неймана).
В случае трехмерного упорядочения частиц (кристаллическая решетка) существуют всего 32 точечные группы симметрии анизотропных сред (кристаллические классы). Если же пространственное упорядочение частиц является только двухмерным (одномерным) или отсутствует вовсе (жидкие кристаллы и анизотропные жидкости), то число типов симметрии анизотропных сред возрастает и определяется, например, взаимной корреляцией между ориентациями частиц.
Другим типом нарушения симметрии среды, отличным от анизотропии, является гиротропия. Среда гиротропна, если ее свойства меняются при зеркальных отражениях. Свойства гиротропных сред описываются псевдотензорными величинами. Гиротропия имеет прямую связь с очень важным явлением – спиральностью.
Как было сказано выше, среда меняется при зеркальном отражении и поэтому кроме эффекта двойного лучепреломления пространственная дисперсия в анизотропных средах может проявляться в виде вращения плоскости поляризации (оптической активности – гиротропии). В этом случае по мере прохождения среды вдоль ее оптической оси плоскость колебаний линейно поляризованного света поворачивается на некоторый угол j. В отличие от двойного лучепреломления вращение плоскости поляризации объясняется различной скоростью распространения в гиротропной среде право– и левоциркулярного света (ведь линейное колебание можно представить как векторную сумму двух вращений частоты w). Оптическая активность реализуется в микроволновом диапазоне при пропускании поляризованных электромагнитных колебаний через объем, хаотично заполненный пружинами с одинаковым направлением закручивания. Характерно, что при заполнении объема в равных количествах левыми и правыми спиралями поворот не наблюдается. Гиротропия по всей вероятности является стабилизатором динамических (вращающихся) процессов в стерических структурах, с нано– до макроуровня. Наибольшее влияние этот фактор оказывает на уровне организма и тканевом локальном гомеостазе. Нарушение гиротропии в тканях сопровождается изменениями в скорости и направлении вращения макромолекул и торсионных полей, что является толчком для развития многих болезней, в т. ч. и ракового процесса. Как мы писали в предыдущей книге – рак это правое в правом.
В оптическом диапазоне значительной гиротропией обладают растворы глюкозы, молекулы которой имеют спиральную D-форму. Вот почему в раковую область так неудержимо стремятся ее молекулы. Сахарный диабет возникает почти по тем же причинам, поэтому лечение, направленное против рака, будет и противодиабетическим.
С анизотропией (и гиротропией) связаны разнообразные явления. Однородная анизотропная среда оказывает существенное влияние на свойства распространяющихся в ней нормальных волн, определяя, в частности, их поляризацию и различные направления распространения волнового (фазового) фронта и энергии волн. В неоднородной анизотропной среде может происходить линейное взаимодействие поляризованных волн, приводящее к перераспределению энергии между нормальными волнами, но не нарушающее принцип суперпозиции. Последнее нарушается в случае нелинейного взаимодействия волн, которое в анизотропных средах также обладает своеобразными анизотропными свойствами.
Опираясь на вышесказанное, с определенной долей уверенности можно утверждать, что законы симметрии неживых веществ и живых организмов, их взаимоприемлемость, взаимозависимость налицо. Необходимо только сделать небольшую оговорку. Конечно же, законы оптики, которым подчиняются прозрачные кристаллы, только частично подходят к плотным тканям живых организмов, но другие физические составляющие кристаллов (магнитная, электрическая, волновая и т. д.) – подходят. Эти, казалось бы, далекие от биологии вещи, типа анизотропии, гиротропии, кристаллов и законов, по которым они «живут», формируют жизнь и определяют наше с вами здоровье. Анизотропные свойства кристаллов не могут существовать сами по себе. Если система находится внутри другой системы, они подобны и взаимосвязаны, то есть если наше пространство анизотропно, то все, что входит в него, также анизотропно. Организация и самоорганизация материи зависит как от свойств ее самой, так и от совокупности составляющих ее элементов, их свойств и, естественно, анизотропии пространства. На любом уровне организации живой системы, между ее элементами должны быть связующие квазисистемы, подобные резонансным. В живых организмах таким связующим звеном с нано– до макроуровня могут быть только белок, вода и неспаренные электроны в них. Причем белок и вода являются интегрирующими и связующими звеньями: белок только в аллотропной, мезоморфной фазе, а вода в особом квантум-гелевом, квазикристаллическом состоянии.
Как мы знаем, существуют виды симметрии, которым не нужен центр или ось. Так, если вообразить себе бесконечную решетку из пересекающихся на равном расстоянии вертикалей и горизонталей, то такая решетка обладает симметрией движения: сдвигая ее на величину одной ее ячейки, картина не будет изменяться. Таким видом симметрии, например, обладают кристаллы. Это явление широко представлено в живых системах. В биологических структурах в процессе динамических флуктуаций возникают апериодические кристаллы. Причем у полимеров в процессе фазовых переходов преобладает стеклоподобная, а не кристаллическая структура. На формирование этих структур и другие процессы в живых системах огромное влияние оказывает вода, ее необычные свойства. Многочисленные исследования свойств воды и водных растворов показали, что вода является весьма неординарной жидкостью, трудно поддающейся не только непосредственному экспериментальному изучению, но и моделированию. Многие из ее параметров аномальны и существенно отличаются от аналогичных параметров других жидкостей, что может быть связано со структурой водной среды. В ходе экспериментов было установлено, что вода по своей структуре является неоднородной. При этом структура водных систем существенным образом влияет на эффективность физических процессов, регламентирующихся расстоянием между взаимодействующими молекулами. Все вместе объясняет поведение макроструктуры как единого целого. При этом наноструктуры играют посредническую роль в макроскопической организации, отражая поверхностную нековалентную химию при аморфности материала на микроуровне. В неравновесных условиях качественно изменяется фазовый переход – гель переходит в жидкий кристалл. Значит, геометрические размеры структур определяются параметрами морфологии. Это подтверждает наличие крупных кристаллоподобных структур на уровне тканей для восстановления апериодичности и порядка в выше и нижестоящих структурах.
Жизнь, как нам представляется, это одна из форм пространства, разновидность ее симметрии, которая имеет физическую составляющую. Вода при этом является средой ее обитания, а белок – ее сенсором и материальным воплощением. Живое самоорганизуется из элементарных составляющих, понижая симметрию и энтропию. Эти свойства указывают на ее информационную и полевую физическую основы.
Есть некоторые основания полагать, что вся система восприятия образной информации, отражающей окружающий нас материальный мир, способна работать в обратимых режимах. Может быть, поэтому в полупрозрачном экране, расположенном между зеркалом и наблюдателем, он видит свое когерентное необращенное изображение? Подобное происходит в организме со всеми веществами… Мы знаем, что диссимметрия порождает диссимметрию по принципу обратной связи. Нам также известно, что наличие обратной связи радикально меняет свойства (возможности) системы, где она применяется. Таким образом, включение обратной связи между побуждающей причиной и следствием привело к созданию системы, способной к интересному действию – генерации – автоматическому повторению (воспроизведению) рабочего цикла, свойства, ранее не имевшего места. То есть природа всегда между двумя явлениями «вставляет» третье. Для чего? Ответ напрашивается сам собой: для того чтобы контролировать их в динамике, и для усиления устойчивости. В трехмерном мире все должно быть трехчленным. Если же мы обратим внимание на то обстоятельство, что «третий член», несомненно, является фрагментом окружающей среды, то естественно он подвержен воздействию всех внешних факторов (полей, сил, энергий, пространств и т. д.), определяющих текущие и будущие состояния материального мира, то поймем, что он может быть использован организмом в качестве своего рода датчика информации и даже в роли «машины времени», т. е. выдавать информацию о происходящем (как в прошлом, так и в будущем). В живом организме «третьим членом» вероятнее всего являются ИКСоиды. Что же касается самого организма, то, как теперь модно говорить, он, защищая свой суверенитет, постоянно противостоит разрушительному воздействию на него окружающей среды, создает вокруг себя зону комфорта, где влияние всех этих факторов снижено, затушевано, стерто, что затрудняет, видимо, направленный сбор информации, снижает возможности организма. Представляется вероятным, что этот свой «органический недостаток» организм может преодолеть, «сотрудничая» с «третьим членом», воспринимающим воздействие факторов окружающей среды в полной мере. То есть вырисовывается возможность искусственного создания человеком рукотворной замкнутой системы с обратными связями. Для наглядности рассмотрим замкнутые системы с обратными связями и на возможную в них роль и место «третьего члена». Нам известны химические, энергетические, информационные, пространственные прямые и обратные связи организма и среды. И все они могут быть использованы для организации эффективных цепей обратной связи. Световая информация является главной на всех уровнях живых систем, а зрение занимает особое место в организации внешних искусственных цепей обратной связи. Ведь именно зрение – основной орган восприятия человеком окружающего. Зрение – это порождение света, основного источника информации и энергии для живых существ. В системах с положительной обратной связью сигнал управления, поступающий с выхода системы на ее вход, совпадя по фазе с входным сигналом, многократно усиливает его. Такие системы склонны к генерации (то есть к возникновению стабильных колебаний), что нередко полезно и даже необходимо, а порой бывает явлением побочным и нежелательным. Следует обратить внимание читателя на то, что «подвывание» усилительных систем очень чувствительно к вариациям заполнения ограниченного пространства, прочим характеристикам озвучиваемого объема и несет в себе информацию о состоянии среды. Кстати, среда в рассмотренной системе весьма напоминает то, что мы именуем «третьим членом» (материальное тело в цепи обратной связи системы). Это важно для понимания дальнейшего материала. В случае с раком имеет место не «подвывание», а «рев», который выглядит как разупорядоченная передача информации в ГПК. Сигнал на «входе» из решетки ближнего порядка не совпадает по частоте, но совпадает по амплитуде с сигналом на «выходе» – решетке дальнего порядка. Обратно этот сигнал не вернется, либо вернется в искаженном до неузнаваемости виде. Поэтому лечить тот же рак можно нормализуя частотно-специфические характеристики ГПК, его составных частей. Легче всего это получается на тканевом уровне и на крови. Как видим, наличие цепей обратной связи существенно меняет и расширяет возможности и параметры систем, в которых они применяются, придает этим системам новые интересные свойства. Что касается положительной обратной связи, то она позволяет резко увеличить коэффициент усиления системы вблизи порога генерации (то есть поднять чувствительность системы, в том числе и к воздействию внешних сил и факторов), а это для нас крайне интересно! Итак, можно предположить, что «третий член», будучи включенным в организм в виде ИКСоидов, способен привести организм в состояние максимального восприятия внешних воздействий. Тут-то и проявляются, или резко усиливаются, все отрицательные стороны испорченной среды в виде нарушения диссимметрии, флуктуирующей симметрии, рака и т. д. Живое самоорганизуется, стремясь к понижению уровня симметрии по принципу синусоиды. Начало эволюции – симметрия зеркальная, потом расплывчатая, затем – хиральная с элементами асимметрии, следующий этап – разнообразие симметрий: сферическая, радиальная и, наконец, человек – хиральная симметрия. На первый взгляд понижение симметрии не связано с усложнением организмов. Но это на первый взгляд… Как мы успели заметить, одновременно с упрощением симметрии уменьшается энтропия и увеличивается объем информации получаемой системой. Живая система, таким образом, упорядочивается, доводится до идеала. Отсюда следует, что симметрия живого организма играет роль сателлита, а энтропия роль триггера информации.
С позиций оптики все прозрачные вещества можно разделить на две группы: изотропные и анизотропные. К изотропным кристаллам относятся кристаллы кубической системы и некристаллические вещества, например, стекло. В изотропных веществах свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скоростью, поэтому такие вещества характеризуются одним показателем преломления. Раковые ткани подобны этим состояниям, они кубические, аморфные и изотропные. Группу анизотропных веществ составляют кристаллы всех других кристаллографических систем. В веществах этой группы скорость света и показатель преломления непрерывно изменяются при переходе от одного кристаллографического направления к другому. Когда свет входит в анизотропный кристалл, он разделяется на два луча, колеблющихся под прямым углом друг к другу и распространяющихся с разными скоростями.
Это явление называется двойным лучепреломлением; всякий анизотропный кристалл характеризуется двумя показателями преломления. Для гексагональных и тетрагональных кристаллов указывают максимальный и минимальный, то есть «главные» показатели преломления. Один из них соответствует лучу света, колеблющемуся параллельно оси, а другой – лучу света, колеблющемуся под прямым углом к этой оси. У орторомбических, моноклинных и триклинных кристаллов имеются три главных показателя преломления: максимальный, минимальный и промежуточный, определяемые лучами света, колеблющимися в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Поскольку показатели преломления зависят от химического состава и строения материала, они являются характеристическими величинами для каждого кристаллического твердого вещества, и их измерение служит эффективным методом его идентификации. Анизотропия материи и пространства взаимозависимы и взаимодополняемы, поэтому еще раз внимательно рассмотрим анизотропию, ее особую сущность.
Примем как должное, что законы, которым подчиняются кристаллы, распространяются и на живое. Причиной жизни является диссимметрия, а она в свою очередь является порождением анизотропии… Видимая симметрия живых организмов – это совместный динамичный продукт анизотропии и материи. Анизотропия твердых тел – зависимость равновесных физических свойств твердого тела от направления. Величины, описывающие макроскопические свойства вещества, делятся на скаляры, псевдоскаляры, векторы и тензоры различных рангов. Скалярная характеристика (например, средняя плотность вещества, температура, теплоемкость, энтропия) задается одним числовым значением, которое не связано с понятием направления в пространстве и не изменяется при вращении. Подобная характеристика однородного тела в состоянии равновесия не может обладать анизотропией. Псевдоскалярные характеристики (например, удельное вращение плоскости поляризаций) также изотропны, так как их численное значение сохраняется при поворотах тела или системы координат (но они меняют знак при отражении). Для задания векторной величины (например, средней намагниченности кристалла) требуется указать 3 компонента вектора в некоторой системе координат. Эти компоненты являются проекциями вектора на оси координат, они изменяются при вращении системы координат. Примером физических свойств, описываемых симметричными тензорами второго ранга, могут служить электропроводимость и теплопроводимость, а также диэлектрическая и магнитная проницаемость твердых тел. В общем случае в некоторой системе координат тензор второго ранга имеет 9 компонент. Если тензор симметричен, то независимыми являются лишь 6 из них: три диагональных и три недиагональных элемента матрицы. При повороте системы координат матрица тензора преобразуется по определенному закону. Всякий симметричный тензор второго ранга может быть приведен к главным осям, то есть существует такая система координат, в которой матрица этого тензора диагональна; соответствующие 3 диагональных элемента называются главными значениями тензора. Если главные значения не совпадают, имеет место анизотропия, а направления главных осей определены однозначно. Так, для всех кристаллов, кроме кубических, направление электрического тока обычно не совпадает с направлением приложенного электрического тока. Если, однако, поле приложено вдоль одной из главных осей кристалла, возникающий ток будет параллельным полю и, измеряя значения проводимости вдоль трех главных осей, можно определить главные значения тензора электропроводности кристалла. Аналогично могут быть определены главные значения тензоров теплопроводности, диэлектрической и магнитной проницаемостей. Если для тензора два главных значения совпадают, говорят, что в отношении данной тензорной характеристики вещество является одноосным; вещество с несовпадающими тремя главными значениями называется двухосным. Если все три главных значения симметричного тензора второго ранга одинаковы, матрица тензора диагональная во всякой системе координат и не изменяется при вращениях системы координат. В этом важном частном случае для задания тензорной характеристики достаточно указать всего одну величину. Это означает, что в отношении данной характеристики вещество изотропно.
Вещество может обладать и более сложными тензорными характеристиками. Так, коэффициент пьезоэлектрического эффекта образует тензор третьего ранга, а характеристики упругих свойств вещества образуют тензор упругих модулей четвертого ранга, для задания которого в произвольной системе координат необходимо указать значения 34–81 его элементов. Учет симметрии позволяет значительно понизить число независимо задаваемых компонент. Анизотропия кристаллов связана с симметрией их кристаллической структуры.
Чтобы вещество обладало векторной характеристикой (например, спонтанной поляризацией в случае сегнетоэлектриков), его кристаллическая решетка не должна быть симметричной относительно преобразования инверсии, то есть не должна обладать центром симметрии. Этот центр можно условно идентефицировать с местом диссимметрии в живых организмах. Если принять за аксиому, что в тканях существуют кристаллоидные структуры из разных сингоний, то возникновение рака объясняется очень легко. Как мы знаем, все кубические кристаллы изотропны в отношении характеристик, описываемых симметричными тензорами второго ранга (например, электропроводности или диэлектрической проницаемости), поэтому в раковых клетках увеличиваются токи деполяризации. Выше сказанное относится к раковым тканям и клеткам, но перед этим в них, не очень выраженно, проявляются изохромные свойства. Менее симметричные кристаллы обладают анизотропией в отношении этих свойств. Тензорный характер диэлектрической проницаемости проявляется, в частности, в эффекте двойного лучепреломления для некубических прозрачных кристаллов и живых тканей. Например, в хрусталике и, надо полагать, вообще в любых тканях. Существует мнение, что наше пространство изотропно. Изотропное пространство – это когда все направления равны. Но этого не может быть по определению, что подсказывают живые существа фактом своего существования, своей диссимметрией. В здоровых живых организмах (и в Космосе) пространство анизотропно, то есть неоднородно во всех направлениях. Только это свойство предопределило появление живых организмов. Только благодаря анизотропии возможно появление в системе белок-вода – автоволн, «клеток-доменов», спирализации «ядер» и их «митоз» (рис. 2 и 3).
Рис. 2. «Клетки-домены» с энергетическим ядром – «реликтовым вортексом» (микроскоп, увеличение 20х40).
Рис. 3. Момент деления «клетки-домена» и ее «ядра» под действием анизотропии (микроскоп, увеличение 20х40).
На рис. 3 видно деление центра «ядра» и возникновение зеркальной симметрии. Этот механизм выстраивает конусы в конусе, трубки в трубке, в центре «ядра» по ходу пространственного вектора (подробно об этом явлении мы расскажем в следующей главе). Этот конус создают сами пространства за счет волнового процесса. Энергия, или так называемая биоэнергия, исходя из этого положения, черпается непосредственно из пространства, из физического вакуума. Но вакуума как такового быть не может, исходя из того, что пространство анизотропно… Именно этот антагонизм, «скольжение» неоднородных пространств относительно друг друга, в волновом режиме вызывает кавитацию и скручивание пространств, что мы видим как спирализацию. Этот же механизм играет решающую роль в образовании материи, живых существ и биоэнергии.
В рамках предложенного нами сценария, в ГПК живых организмов, в их тканях при малигнизации исчезает анизотропия, двойное лучепреломление, о симметрии говорить не приходится – ее там нет, и именно поэтому изотропия всегда сопровождает эту патологию тканей. При автоволновом процессе в ГПК белки регулярно совершают переход из одной стадии жизни в другую. В какой-то момент они теряют «устойчивость», и именно тогда анизотропия и ее сателлиты решают – быть раку или нет. Если быть еще точней, все зависит от триптофанзависимых полипептидных цепей, и их стереочувствительности.
Анизотропия может быть искусственно вызвана внешним воздействием. Поликристаллические материалы, состоящие из огромного числа случайно ориентированных мелких монокристаллов, могут приобрести анизотропию в результате механической обработки, например, прокатки. Искусственная оптическая анизотропия может быть создана в кристаллах и изотропных средах под действием внешнего электрического или магнитного поля, либо путем акустического и механического воздействия. Это также может быть использовано исследователями в поисках диагностики и лечении рака, так как восстановление анизотропии тканей любым путем – это уже здоровье.
Формально анизотропия однородной безграничной среды означает неинвариантность ее свойств относительно группы вращений. Поскольку у реальной среды обычно есть границы, при строгом подходе к определению анизотропии необходимо иметь в виду не абстрактную безграничную среду, а сделанный из этой среды макроскопически однородный шар. Среду следует считать анизотропной, если существует экспериментально обнаруживаемый поворот вокруг центра указанного шара.
Анизотропия среды может быть обусловлена несколькими причинами: анизотропией образующих ее частиц, анизотропным характером их взаимодействия, упорядоченным расположением частиц, мелкомасштабными неоднородностями. В то же время анизотропные при анизотропном взаимодействии частицы могут образовывать изотропную среду (например, аморфные вещества или газы и жидкости, в которых изотропия обусловлена хаотическим движением и вращением частиц). Анизотропная среда может образоваться под действием внешних полей, ориентирующих или деформирующих частицы. Даже физический вакуум во внешних полях (электромагнитном, гравитационном и др.) ведет себя как анизотропная среда. Физические поля и вещество искривляют само пространство, которое приобретает анизотропные гравитационные свойства. Анизотропные свойства сплошной среды описывают тензорными величинами; в неоднородной анизотропной среде они меняются от точки к точке. Анизотропные среды для одного класса явлений могут вести себя как изотропные по отношению к другому классу. Так, механические свойства кристаллической поваренной соли NaCl анизотропные (ее упругость различна вдоль ребер и диагоналей кубической решетки), тогда как тепловые и оптические свойства изотропны с высокой степенью точности. Видимо поэтому в организме каждую молекулу соли так трепетно сопровождают до 400 молекул воды… Анизотропные среды обычно классифицируют по типу симметрии их структуры, которая характеризуется распределением частиц в пространстве и корреляцией между ними. Это связано с тем, что симметрия любого физического свойства не может быть ниже симметрии структуры среды (принцип Неймана).
В случае трехмерного упорядочения частиц (кристаллическая решетка) существуют всего 32 точечные группы симметрии анизотропных сред (кристаллические классы). Если же пространственное упорядочение частиц является только двухмерным (одномерным) или отсутствует вовсе (жидкие кристаллы и анизотропные жидкости), то число типов симметрии анизотропных сред возрастает и определяется, например, взаимной корреляцией между ориентациями частиц.
Другим типом нарушения симметрии среды, отличным от анизотропии, является гиротропия. Среда гиротропна, если ее свойства меняются при зеркальных отражениях. Свойства гиротропных сред описываются псевдотензорными величинами. Гиротропия имеет прямую связь с очень важным явлением – спиральностью.
Как было сказано выше, среда меняется при зеркальном отражении и поэтому кроме эффекта двойного лучепреломления пространственная дисперсия в анизотропных средах может проявляться в виде вращения плоскости поляризации (оптической активности – гиротропии). В этом случае по мере прохождения среды вдоль ее оптической оси плоскость колебаний линейно поляризованного света поворачивается на некоторый угол j. В отличие от двойного лучепреломления вращение плоскости поляризации объясняется различной скоростью распространения в гиротропной среде право– и левоциркулярного света (ведь линейное колебание можно представить как векторную сумму двух вращений частоты w). Оптическая активность реализуется в микроволновом диапазоне при пропускании поляризованных электромагнитных колебаний через объем, хаотично заполненный пружинами с одинаковым направлением закручивания. Характерно, что при заполнении объема в равных количествах левыми и правыми спиралями поворот не наблюдается. Гиротропия по всей вероятности является стабилизатором динамических (вращающихся) процессов в стерических структурах, с нано– до макроуровня. Наибольшее влияние этот фактор оказывает на уровне организма и тканевом локальном гомеостазе. Нарушение гиротропии в тканях сопровождается изменениями в скорости и направлении вращения макромолекул и торсионных полей, что является толчком для развития многих болезней, в т. ч. и ракового процесса. Как мы писали в предыдущей книге – рак это правое в правом.
В оптическом диапазоне значительной гиротропией обладают растворы глюкозы, молекулы которой имеют спиральную D-форму. Вот почему в раковую область так неудержимо стремятся ее молекулы. Сахарный диабет возникает почти по тем же причинам, поэтому лечение, направленное против рака, будет и противодиабетическим.
С анизотропией (и гиротропией) связаны разнообразные явления. Однородная анизотропная среда оказывает существенное влияние на свойства распространяющихся в ней нормальных волн, определяя, в частности, их поляризацию и различные направления распространения волнового (фазового) фронта и энергии волн. В неоднородной анизотропной среде может происходить линейное взаимодействие поляризованных волн, приводящее к перераспределению энергии между нормальными волнами, но не нарушающее принцип суперпозиции. Последнее нарушается в случае нелинейного взаимодействия волн, которое в анизотропных средах также обладает своеобразными анизотропными свойствами.
Опираясь на вышесказанное, с определенной долей уверенности можно утверждать, что законы симметрии неживых веществ и живых организмов, их взаимоприемлемость, взаимозависимость налицо. Необходимо только сделать небольшую оговорку. Конечно же, законы оптики, которым подчиняются прозрачные кристаллы, только частично подходят к плотным тканям живых организмов, но другие физические составляющие кристаллов (магнитная, электрическая, волновая и т. д.) – подходят. Эти, казалось бы, далекие от биологии вещи, типа анизотропии, гиротропии, кристаллов и законов, по которым они «живут», формируют жизнь и определяют наше с вами здоровье. Анизотропные свойства кристаллов не могут существовать сами по себе. Если система находится внутри другой системы, они подобны и взаимосвязаны, то есть если наше пространство анизотропно, то все, что входит в него, также анизотропно. Организация и самоорганизация материи зависит как от свойств ее самой, так и от совокупности составляющих ее элементов, их свойств и, естественно, анизотропии пространства. На любом уровне организации живой системы, между ее элементами должны быть связующие квазисистемы, подобные резонансным. В живых организмах таким связующим звеном с нано– до макроуровня могут быть только белок, вода и неспаренные электроны в них. Причем белок и вода являются интегрирующими и связующими звеньями: белок только в аллотропной, мезоморфной фазе, а вода в особом квантум-гелевом, квазикристаллическом состоянии.
Как мы знаем, существуют виды симметрии, которым не нужен центр или ось. Так, если вообразить себе бесконечную решетку из пересекающихся на равном расстоянии вертикалей и горизонталей, то такая решетка обладает симметрией движения: сдвигая ее на величину одной ее ячейки, картина не будет изменяться. Таким видом симметрии, например, обладают кристаллы. Это явление широко представлено в живых системах. В биологических структурах в процессе динамических флуктуаций возникают апериодические кристаллы. Причем у полимеров в процессе фазовых переходов преобладает стеклоподобная, а не кристаллическая структура. На формирование этих структур и другие процессы в живых системах огромное влияние оказывает вода, ее необычные свойства. Многочисленные исследования свойств воды и водных растворов показали, что вода является весьма неординарной жидкостью, трудно поддающейся не только непосредственному экспериментальному изучению, но и моделированию. Многие из ее параметров аномальны и существенно отличаются от аналогичных параметров других жидкостей, что может быть связано со структурой водной среды. В ходе экспериментов было установлено, что вода по своей структуре является неоднородной. При этом структура водных систем существенным образом влияет на эффективность физических процессов, регламентирующихся расстоянием между взаимодействующими молекулами. Все вместе объясняет поведение макроструктуры как единого целого. При этом наноструктуры играют посредническую роль в макроскопической организации, отражая поверхностную нековалентную химию при аморфности материала на микроуровне. В неравновесных условиях качественно изменяется фазовый переход – гель переходит в жидкий кристалл. Значит, геометрические размеры структур определяются параметрами морфологии. Это подтверждает наличие крупных кристаллоподобных структур на уровне тканей для восстановления апериодичности и порядка в выше и нижестоящих структурах.
Жизнь, как нам представляется, это одна из форм пространства, разновидность ее симметрии, которая имеет физическую составляющую. Вода при этом является средой ее обитания, а белок – ее сенсором и материальным воплощением. Живое самоорганизуется из элементарных составляющих, понижая симметрию и энтропию. Эти свойства указывают на ее информационную и полевую физическую основы.
Есть некоторые основания полагать, что вся система восприятия образной информации, отражающей окружающий нас материальный мир, способна работать в обратимых режимах. Может быть, поэтому в полупрозрачном экране, расположенном между зеркалом и наблюдателем, он видит свое когерентное необращенное изображение? Подобное происходит в организме со всеми веществами… Мы знаем, что диссимметрия порождает диссимметрию по принципу обратной связи. Нам также известно, что наличие обратной связи радикально меняет свойства (возможности) системы, где она применяется. Таким образом, включение обратной связи между побуждающей причиной и следствием привело к созданию системы, способной к интересному действию – генерации – автоматическому повторению (воспроизведению) рабочего цикла, свойства, ранее не имевшего места. То есть природа всегда между двумя явлениями «вставляет» третье. Для чего? Ответ напрашивается сам собой: для того чтобы контролировать их в динамике, и для усиления устойчивости. В трехмерном мире все должно быть трехчленным. Если же мы обратим внимание на то обстоятельство, что «третий член», несомненно, является фрагментом окружающей среды, то естественно он подвержен воздействию всех внешних факторов (полей, сил, энергий, пространств и т. д.), определяющих текущие и будущие состояния материального мира, то поймем, что он может быть использован организмом в качестве своего рода датчика информации и даже в роли «машины времени», т. е. выдавать информацию о происходящем (как в прошлом, так и в будущем). В живом организме «третьим членом» вероятнее всего являются ИКСоиды. Что же касается самого организма, то, как теперь модно говорить, он, защищая свой суверенитет, постоянно противостоит разрушительному воздействию на него окружающей среды, создает вокруг себя зону комфорта, где влияние всех этих факторов снижено, затушевано, стерто, что затрудняет, видимо, направленный сбор информации, снижает возможности организма. Представляется вероятным, что этот свой «органический недостаток» организм может преодолеть, «сотрудничая» с «третьим членом», воспринимающим воздействие факторов окружающей среды в полной мере. То есть вырисовывается возможность искусственного создания человеком рукотворной замкнутой системы с обратными связями. Для наглядности рассмотрим замкнутые системы с обратными связями и на возможную в них роль и место «третьего члена». Нам известны химические, энергетические, информационные, пространственные прямые и обратные связи организма и среды. И все они могут быть использованы для организации эффективных цепей обратной связи. Световая информация является главной на всех уровнях живых систем, а зрение занимает особое место в организации внешних искусственных цепей обратной связи. Ведь именно зрение – основной орган восприятия человеком окружающего. Зрение – это порождение света, основного источника информации и энергии для живых существ. В системах с положительной обратной связью сигнал управления, поступающий с выхода системы на ее вход, совпадя по фазе с входным сигналом, многократно усиливает его. Такие системы склонны к генерации (то есть к возникновению стабильных колебаний), что нередко полезно и даже необходимо, а порой бывает явлением побочным и нежелательным. Следует обратить внимание читателя на то, что «подвывание» усилительных систем очень чувствительно к вариациям заполнения ограниченного пространства, прочим характеристикам озвучиваемого объема и несет в себе информацию о состоянии среды. Кстати, среда в рассмотренной системе весьма напоминает то, что мы именуем «третьим членом» (материальное тело в цепи обратной связи системы). Это важно для понимания дальнейшего материала. В случае с раком имеет место не «подвывание», а «рев», который выглядит как разупорядоченная передача информации в ГПК. Сигнал на «входе» из решетки ближнего порядка не совпадает по частоте, но совпадает по амплитуде с сигналом на «выходе» – решетке дальнего порядка. Обратно этот сигнал не вернется, либо вернется в искаженном до неузнаваемости виде. Поэтому лечить тот же рак можно нормализуя частотно-специфические характеристики ГПК, его составных частей. Легче всего это получается на тканевом уровне и на крови. Как видим, наличие цепей обратной связи существенно меняет и расширяет возможности и параметры систем, в которых они применяются, придает этим системам новые интересные свойства. Что касается положительной обратной связи, то она позволяет резко увеличить коэффициент усиления системы вблизи порога генерации (то есть поднять чувствительность системы, в том числе и к воздействию внешних сил и факторов), а это для нас крайне интересно! Итак, можно предположить, что «третий член», будучи включенным в организм в виде ИКСоидов, способен привести организм в состояние максимального восприятия внешних воздействий. Тут-то и проявляются, или резко усиливаются, все отрицательные стороны испорченной среды в виде нарушения диссимметрии, флуктуирующей симметрии, рака и т. д. Живое самоорганизуется, стремясь к понижению уровня симметрии по принципу синусоиды. Начало эволюции – симметрия зеркальная, потом расплывчатая, затем – хиральная с элементами асимметрии, следующий этап – разнообразие симметрий: сферическая, радиальная и, наконец, человек – хиральная симметрия. На первый взгляд понижение симметрии не связано с усложнением организмов. Но это на первый взгляд… Как мы успели заметить, одновременно с упрощением симметрии уменьшается энтропия и увеличивается объем информации получаемой системой. Живая система, таким образом, упорядочивается, доводится до идеала. Отсюда следует, что симметрия живого организма играет роль сателлита, а энтропия роль триггера информации.