<< Пред. стр. 5 (из 5) След. >>
Список литературы по разделу
То, что составляло одушевленное тело, становится действительно лишь конгломератом молекул. Химические превращения в нем идут лишь согласно второму закону термодинамики.
Глава 14. НАУЧНЫЙ МЕТОД
Научный метод, учит нас авторитетнейший международный научный журнал "Nature", есть такое "особое устройство", которое производит объективность и сдерживает естественное желание естествоиспытателей верить в свои идеи, часто ничего общего с истиной Природы не имеющие. История науки знает множество примеров подобных заблуждений. Одним из самых последних и ярчайших "Nature" считает эпизод с холодным термоядом.
Холодный термояд буквально "взорвался" в ходе взбудоражившей весь мир пресс-конференции, которую 23 марта 1989 года провели американский химик С. Понс и его английский учитель М. Флейшман. Они утверждали, что им удалось "запустить" термоядерную реакцию при ... комнатной температуре. Однако это заявление не было подвергнуто принятому в научной среде рецензированию со стороны.
Тем не менее средства массовой информации стали подавать эту сенсацию как "открытие века". На авторов скромных критических заметок газета "Wall Street Jornal" обрушилась в своей редакционной статье, уверяя читателей, что "у нас принято на все новое реагировать категорически "нет". Поддавала время от времени жару "Salt Lake City Tribune", рассказывавшая об очередном успехе работавших в этом городе в Университете штата Юта Понса и Флейшмана. А журнал "News week" вынес на обложку: "Как обнаружили Понс и Флейшман, иногда попадают и сверхдальние выстрелы".
Естественным возбуждением были охвачены и многие вполне трезвые научные институты. Двум ученым удалось околдовать - другого слова не подберешь - руководство Университета штата Юта, а также Национальный исследовательский институт электроэнергии США. Подтверждения сыпались как из рога изобилия, причем что поражало, так это крайнее пренебрежение ученых к основам своей профессии: контролю и воспроизведению, оценке возможностей применяемой аппаратуры, проверке результатов перед их обнародованием и даже простой рутинной математической статистикой.
Ажиотаж возник благодаря "самозаявлению" в Юте, а также двум "солидным" подтверждениям из Техасского университета "Эй энд Эм" и Института технологических исследований штата Джорджия. Однако когда электрохимики из Техаса после пресс-конференции провели контрольные измерения не только с тяжелой, но и обыкновенной водой, выяснилось: повышенное выделение тепла было вызвано электролизом последней, поскольку термометр служил в качестве второго катода! В Джорджии же нейтронные счетчики оказались настолько чувствительными, что реагировали на тепло поднесенной руки. Так был зарегистрирован "выброс нейтронов".
Естественно, что когда за дело взялись солидные лаборатории, например того же Принстона, все встало на свои места. Обошлась эта проверка, как признавал тот же "Nature" в конце 1989 года, в 50 миллионов долларов. Гора родила мышь и шутку о разнице между химиками и физиками. Первые верят, что холодный термояд существует, поэтому защищаются от возможного потока высокоэнергичных нейтронов пластиковым колпаком. Физики же в него не верят, поэтому защищаются тоннами свинца.
Это, так сказать, в пику американским Химическому и Электрохимическому обществам, которые принимали только "результаты подтверждения". На следующий год А.Лэйн из Принстона издал книгу с характерным названием: "Слишком горячо, чтобы держать в руках". А недавно в Нью-Йорке вышла в издательстве "Рэндом хауз" книга Г.Тобса, который в свое время в критических тонах рассказал об удивительной карьере К.Руббиа, открывателя бозона, удостоенного в 1984 году Нобелевской премии по физике.
Тобс назвал свою книгу еще более определенно - "Плохая наука". И предпослал ей подзаголовок "Короткая жизнь, бурные времена холодного термояда". Ее рекомендуют в качестве поучительного чтения молодым ученым и студентам, чтобы они, не дай бог, не совершили в своей карьере подобной ошибки. И в данном случае ее сравнивают с физиологом, который кое-что узнает о функции того или иного органа по его патологии.
Да, действительно метод "экстирпации" - отрезания, например, мозжечка - может чему-то научить. Но изучение патологии порождает только "патологическое" знание, не имеющее ничего общего с истинным (в свое время никто не мог представить, что тот же мозжечок отвечает за функцию речи!).
Когда в конце 1989 года все дружно "похоронили" Понса и Флейшмана, никто, к сожалению, не задался вопросом, почему их заявление произвело такую сенсацию. А ведь стоило бы задуматься. Подобное открытие, если бы оно действительно состоялось, обещало миру избавление от кошмара будущих Чернобылей, а также избавило бы человечество от бесплодного полувекового ожидания термояда горячего, в который угроханы десятки, если не сотни миллиардов долларов (с тем же практически выходом, что и в ячейках Понса и Флейшмана). История науки полна примеров, когда рецензенты - по самым разным причинам - "рубили" работы одиночек, которые оказывались основополагающими.
Барбару Макклинток называли "сумасшедшей" за открытие "прыгающих генов". В 1983 году ей присудили Нобелевскую премию. О.Эйвери Нобелевскую не дали, потому что он утверждал, что веществом наших генов является ДНК. Вся наука вплоть до середины 50-х была убеждена (открытие состоялось в 1943 году), что ген состоит из белка! Г.Темин десять лет бился в одиночку, уверяя коллег, что у раковых вирусов имеется "обратное" копирование ДНК с "программы", записанной в РНК вируса. Никто ему не верил, но в 1975 году дали Нобелевскую премию.
Как же после этого доверять рецензентам? Например, тому же Р.Галло, который, проверяя работу француза Л.Монтанье, "присвоил" себе открытие вируса СПИДа? Между тем все можно изменить, переиначив условия рецензирования, при которых имя рецензента в отличие от имени автора часто оставалось неизвестным.
Если сделать наоборот, тогда все встанет на свои места. "Радетели" науки сразу же проявятся, а ее труженики начнут наконец-то нормально работать, не опасаясь вмешательства и влияния всяких не относящихся к научному содержанию статьи факторов. Кстати, в том же "Nature" довольно часто устраиваются дискуссии авторов статьи и их рецензентов. И ничего, наука не рушится...
Но вернемся к Понсу и Флейшману, которых, казалось бы, полностью изничтожили и обвинили во всех смертных грехах. Сравнительно недавно опубликовали свою новую статью, которая вышла в свет незадолго, а может, и одновременно с публикацией книги Тобса, которому они, кстати, отказались давать интервью,
Они уехали из США и работали во Франции на ... японские деньги. Перед опубликованием последней статьи ученые - а никто в их квалификации до той злополучной пресс-конференции в марте 1989 года не сомневался, они пользовались заслуженным авторитетом в научном сообществе - подали в итальянский суд иск на "La Republica".
В октябре 1991 года журналист газеты Джованни Паччи обвинил Понса и Флейшмана в "подтасовке" научных результатов. Статья была подана в виде рецензии на книгу А.Кана "Фальшивые пророки". Паччи сравнил двух ученых с попами-расстригами, поскольку и те, и другие предают "храм истины".
Газете тогда пришлось опубликовать сердитые письма трех сотрудников миланского Института физики, которые тоже занимались холодным термоядом, Паччи пришлось оправдываться. Однако это не спасло "La Republica" от иска на 8 миллиардов лир (5 миллионов долларов). Для Италии это было в диковинку, поскольку там иски о нанесении морального ущерба средствами массовой информации вообще редкость.
Сейчас работу Понса и Флейшмана финансирует богатый "мозговой резервуар" под названием "Технова". Японцы полагают, что холодный термояд далеко не пустая затея. Не так давно они провели в Нагое представительную конференцию на эту тему. В ней приняли участие 320 ученых из многих стран мира.
Нагойская встреча была уже третьей по счету международной конференцией подобного рода. Флейшман считает, что экспериментальных данных достаточно для того, чтобы пересмотреть некоторые устоявшиеся воззрения относительно того, что происходит в атомных ядрах. Ему возражает, как и в книге А.Лэйна, Ф.Клоуз, профессор-физик Апплетоновской лаборатории им. Резерфорда: "Холодный термояд - это миф!"
И тем не менее. "Мы создаем, - считает Флейшман, - новую научную организацию, целью которой является наука и технология следующего века. Сегодняшняя наука - это наука консенсуса. Характер финансирования нынешних исследований подталкивает ученых браться только за "безопасные" работы. Что же это за наука, когда с самого начала должно быть известно, что получится в результате? Иначе не дадут гранта! Вот и приходится поэтому "шлифовать" известное уже знание, а не добывать новое. Все боятся ошибиться. Мы пытаемся изменить этот порядок".
И у них есть сторонники, которые считают, что оба ученых натолкнулись на новый и неизвестный еще природный феномен. Даже Ф.Клоуз вынужден был признать, что избыточное тепло действительно есть, но это чисто химический процесс, а не термояд.
Сегодня Флейшман заявляет, что ему и его коллегам удается создать условия, при которых атомы дейтерия начинают подчиняться волновым эффектам, При этом начинает высвобождаться ядерная энергия в виде тепла, причем в полном соответствии с теорией квантовых полей. "Теория хорошо разработана, но очень сложна, поэтому люди испытывают большие трудности при ее приложении к описанию конкретных физических явлений. Истинная проблема заключается в том, что эти люди не желают, чтобы она была доказана".
"Японцы проявили к нам и нашей работе интерес с самого начала. Из новых, разработанных после второй мировой войны, технологических подходов 70% открытий принадлежали английским ученым. Но мы так ни одно из них и не воплотили в металле, все вынуждены покупать за границей", - говорит Флейшман. А Понс добавляет: "Мы все еще обязаны дать полный отчет обществу о том, что нами сделано и как это произошло. Я к тому же лично горю желанием отомстить за Флейшмана. О нем сказано очень много несправедливого!"
М.Мак-Кубре, возглавляющий работы по холодному термояду в Институте электроэнергии, говорит, что у них тепла выделяется в 10 раз меньше, чему Понса и Флейшмана. У тех же - его в 100 раз больше сейчас, чем в самом начале 1989 года. Мак-Кубре определил по крайней мере три условия успеха, которые не соблюдались "проверяльщиками" в английском ядерном центре в Харуэлле.
Крупные ученые - под впечатлением последних достижений Понса и Флейшмана - согласны повторить свою проверку с соблюдением всех требований, предъявляемых к холодному термояду его авторами. Ближайшей целью Понса и Флейшмана является создание генератора мощностью 10 киловатт. Он не должен превышать по размерам обычного мазутного обогревателя дома. Ученые предполагают, что генератор будет выдавать "на гора" в 8-10 раз больше тепла, энергии, чем потреблять.
Понс и Флейшман никак не могут забыть взрыв в своей лаборатории в Университете штата Юта, когда в бетонном полу образовалась выемка диаметром более 10 см. Что это было? Они считают, что холодный термояд. Физики им не верят.
Флейшман спокойно воспринимает критику. Он бы только хотел, чтобы она была столь же научной, сколь и его подход к поискам ускользающей истины. "Физический истеблишмент категорически против нас. Не надо только забывать, что ядерная физика начиналась работами химиков. Физики могут очень многое потерять, если мы окажемся правы".
ПРИЛОЖЕНИЕ
ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО МИРА
В русле декларируемой "методологии" моделирования гипотеза С.Берковича представляет особый интерес с нескольких точек зрения:
- предлагаемая модель позволяет с иных (более глубоких) позиций исследовать неизбежные странности микромира и существующие парадоксы современной физики;
- гипотеза исследует возможности осуществления связи между, казалось бы, явлениями разной природы в рамках единой модели;
- предложенный подход по-новому позволит посмотреть на информатику, возможности естественнонаучного "освоения информационных ресурсов";
- концепция наиболее ярко демонстрирует возможности самой методологии моделирования, как главного инструмента познавательного процесса.
Модель. Предположим, что существует маленький счетчик. Не важно, что считает этот прибор. Потому что ничего еще нет. Ни килограммов, ни сантиметров, ни вольт или ампер, ни просто элементарных частиц, которые подсчитываются современными приборами. Речь идет о счетчике вообще. Об идее счетчика. Некоей абстрактной сущности, которая ведет счет не материальных величин, а идеальных. Условно можно сказать, что идет счет обыкновенных целых чисел - один, два, три... и так до ста, или тысячи, или, например, до 255 - словом, до некоего целого числа Z, после чего счет начинается сначала. Для наглядности можно себе представить, что этот счетчик похож на часы. Стрелка обегает круг по циферблату и начинает считать сначала.
Далее пусть существует несколько точно таких же "часов", но показывающих разное время: одни впереди, допустим, на двадцать минут, а другие отстают, предположим, минут на сорок. Как в таком случае узнать, который час? Разумнее всего сопоставить показания всех "часов" и вычислить среднее, после чего на всех подвести стрелки. Подводить стрелки некому, но между "часами"-счетчиками есть информационная связь: каждый данный счетчик знает показания соседних и стремится подстроиться к ним. То есть если данный счетчик впереди своих соседей, то он замедляет бег стрелки, давая им возможность себя догнать, а если он отстает, то ускоряет, догоняя их. Если счетчиков немного, то их показания очень скоро выровняются и все они станут показывать одно и то же "время" (будут находиться в одной фазе). Но если таких счетчиков очень много, то полного выравнивания фаз не произойдет никогда: ведь пока данный счетчик подстраивается под своих соседей, те, в свою очередь, подстраиваются под других. А это значит, что по информационным сетям, которыми соединены счетчики, постоянно происходит обмен информацией, все время перемещается какая-то информационная активность.
Такова суть идеи, которую Беркович положил в основу своей модели физического мира. Она может быть выражена одной фразой: материальный мир - это динамика синхронизационной активности в сети информации, которой связаны между собою счетчики. Остальное - дело техники. Беркович составил уравнение, описывающее поведение этой сети, и приступил к исследованию его решений.
"Материя исчезла, остались одни уравнения", - когда-то негодовал В.И.Ленин по поводу гносеологических концепций Маха и Авенариуса. В уравнении Берковича материя тоже "исчезает", вернее, она оказывается не первичной субстанцией, а производным продуктом, возникающим в процессе передачи информации. Если его концепция в конечном счете подтвердится, то можно будет, перефразировав библейское выражение, сказать, что в начале было число!
Мы живем в мире, заполненном движущейся материей. Мы знаем, что Земля движется вокруг Солнца и вокруг своей оси. Ветер - это движение воздуха, волны и течения в океане или реке - это движение воды. Бегают или ползают животные, летают птицы, в горах происходят обвалы... Мы сами постоянно двигаемся - либо на собственных ногах, либо на изобретенных нами аппаратах: самолетах, автомашинах, велосипедах.
Между тем древнегреческий философ Зенон, проанализировав само понятие "движение", пришел к выводу, что оно невозможно. Движение внутренне противоречиво, ибо двигаться - значит быть в каком-то месте пространства и в то же время не быть в нем. Зенон считал, что движение "есть только название, данное целому ряду одинаковых положений, из которых каждое отдельно взятое есть покой". Взгляды Зенона представлялись абсурдными, они противоречат нашему повседневному опыту. Но почему же абсурдные взгляды, высказанные две с половиной тысячи лет назад, до сих пор не забыты? Ведь взгляды Зенона живы, они продолжают нас задевать. Не потому ли, что в этом "абсурде" все-таки что-то есть?
Согласно модели мира, предлагаемой Берковичем, в основе всего сущего лежит не движение материи, а передача информации. Прямая аналогия этому - световая реклама. На табло в определенном порядке вспыхивают и гаснут лампочки. Они неподвижны, но образуемый ими рисунок перемещается и создает иллюзию движения. "Бежит" по табло текст, "летит" чайка, низвергаются каскады воды, имитируя Ниагару... Все это лишь иллюзии, порожденные искусной работой светодизайнера. Так, может быть, Зенон прав: то, что мы считаем движением материи, есть всего лишь передача информации, включение и выключение в определенном порядке каких-то "лампочек"?
Что играет роль лампочек? Чтобы ответить на этот вопрос, Беркович вернулся к представлениям физиков конца прошлого века. Когда Максвелл открыл электромагнитное поле, физики не сомневались в том, что существует среда, по которой распространяются электромагнитные волны. Эту среду назвали эфиром. Однако обнаружить эфир не удавалось: у него не оказалось ни массы, ни заряда, ни сопротивления, ни других свойств, которые можно было бы зарегистрировать какими-нибудь приборами. В конце концов был поставлен знаменитый опыт Майкельсона, который показал, что свет движется с постоянной скоростью независимо от того, приближается ли к наблюдателю источник света или нет. Этот опыт перевернул многие представления. В частности, из него следовало, что гипотетический эфир не увлекается движущимся через него телом (как, например, увлекается воздух), но в то же время эфиру нельзя приписать такое свойство, когда увлечение движущимся сквозь него телом равно нулю.
Теория эфира завела науку в тупик. Гениальность Эйнштейна состояла именно в том, что он отбросил представления классической физики (включая и теорию эфира) и объяснил факты с совершенно иных позиций. С тех пор об эфире стараются не вспоминать. Между тем проблема осталась, ибо если нет эфира, то как же все-таки свет и иные электромагнитные сигналы движутся в бесконечном пространстве Вселенной? Физики сошлись на том, что таково свойство пространства. Но это лишь иная формулировка проблемы, а не ее решение.
Изучение работ Эйнштейна показывает, что, хотя он и отказался от использования эфира в своих построениях, но вовсе не отрицал его существования. Он лишь указал, что эфир "не обладает свойством движения". Гипотеза Берковича объясняет, что это значит: достаточно представить себе эфир в виде "лампочек", которые, оставаясь на месте, вспыхивают и гаснут в определенной последовательности. Вопрос, увлекается ли эта среда движущимся телом или не увлекается, бессмыслен, потому что никакие тела сквозь нее не движутся - перемещается лишь информация. Итак, нет никакого парадокса в том, что увлекаемость эфира невозможно описать какой-либо величиной, включая и нулевую. Это среда, "не обладающая свойством движения". Различие это фундаментально.
В рамках концепции Беркович дает объяснение как одни и те же единицы материи могут быть и частицами, и волнами. Электрон может вращаться вокруг ядра атома по нескольким орбитам. Восприняв дополнительную порцию энергии, он перескакивает на более удаленную орбиту; испустив квант энергии, наоборот, переходит на ближнюю. Однако физики до сих пор не могли ответить на вопрос, как происходит этот переход. Казалось бы, электрон должен перемещаться с орбиты на орбиту по какой-то траектории, однако уравнения квантовой механики дают другое: электрон как бы исчезает с одной орбиты и вновь появляется на другой. Модель Берковича показывает, как именно это происходит. Электрон действительно исчезает с одной орбиты и как-бы воскресает на другой. В промежутке он существует не как частица, а только как волна. К этому можно добавить, что время трансформации всего 10-24 с.
Одна из групп решений уравнения графически выражается в виде множества спиралей. Если счет ускоряется, то активность вдоль спирали нарастает, а если замедляется, то убывает. При этом оказывается, что и нарастание, и убывание информации подчинены одним и тем же математическим законам экспоненты.
Среди особенностей этой кривой - то, что вверх она взмывает очень круто, а вниз опускается полого. Эта особенность соответствует одному из самых фундаментальных фактов микромира: колоссальному различию в массе заряженных элементарных частиц при равенстве абсолютной величины заряда. Отрицательно заряженная частица, электрон, имеет примерно в две тысячи раз меньшую массу, чем положительно заряженная частица - протон. Когда эти факты были установлены впервые, они сильно озадачили физиков. Впоследствии к ним привыкли, но причина различия в массе между электроном и протоном так и осталась необъясненной. Гипотеза Берковича дает отгадку: протону соответствует возрастание экспоненты, а электрону - убывание.
Если же представить себе такую конфликтную ситуацию, когда счетчику приходится и ускорять, и замедлять счет из-за противоположной информации, получаемой от соседних счетчиков, то графически она может быть выражена путем сложения возрастающей и убывающей экспонент. Получится кривая, соответствующая третьей из основных элементарных частиц - нейтрону. Становится ясно, почему нейтрон электрически нейтрален и почему масса у него чуть-чуть больше, чем у протона. Понятна и причина относительной неустойчивости нейтрона: в свободном состоянии он через некоторое время распадается на протон и электрон.
Правда, при распаде нейтрона выделяется еще одна частица, сверхмалая и электрически нейтральная - нейтрино. Откуда она берется? Беркович объясняет ее появление информационными взаимодействиями второго порядка.
До сих пор мы рассматривали такую ситуацию, когда данный счетчик подстраивается только к своим ближайшим соседям. Но он может взаимодействовать также и с соседями своих соседей, только степень воздействия здесь существенно более слабая. Такой обмен информацией, согласно выводам Берковича, описывается синусоидой. Ей и соответствует нейтрино.
Если пойти еще дальше, то можно убедиться, что должна существовать частица нейтрино-2, во много раз меньшая, чем нейтрино-1. И должно быть нейтрино-3, меньшее, чем нейтрино-2. Когда Беркович теоретически рассчитал существование этих супермалых частиц, он решил, что наткнулся на противоречие, которое опровергает его гипотезу. Однако, порывшись в литературе, он обнаружил, что физикам известны как раз три вида нейтрино, но второй и третий были открыты уже после того, как он сам отошел от физики (закончив МФТИ Беркович много лет занимался исследованиями в области информационных систем управления).
Весьма интересно гипотеза Берковича объясняет загадку спина. Направление спина всегда либо совпадает, либо противоположно направлению измерения. А поскольку при одновременном излучении двух электронов их спины имеют противоположные направления, то при измерении спина одного электрона автоматически определяется направление другого, словно он "знает", что исследователи именно в данный момент проделывают с его партнером.
По представлениям Берковича, частица - это "материализованная" спираль, по которой распространяется информация. Движение информации напоминает движение ввинчивающегося шурупа: она продвигается вперед с поворотом. Это значит, что в каком бы направлении мы ни расположили измерительный прибор - вертикально, горизонтально или под каким-то углом, - он всегда зафиксирует один и тот же угол поворота шурупа. В этом и состоит разгадка странной послушности спина, чье направление совпадает с направлением измерения. Становится понятной и "информированность" парного электрона.
Из гипотезы Берковича вытекают и другие следствия, которые объясняют многие парадоксы современной физики. Известно, например, что мы обитаем в разбегающейся Вселенной. Путем экстраполяции установили, что это разбегание длится около пятнадцати миллиардов лет и идет из единого центра. Значит, когда-то нашей Вселенной не существовало, затем в определенной точке произошел грандиозный взрыв, который привел к образованию огромной массы движущейся материи. Из чего же все это произошло?
Теория относительности и квантовая механика отвечают так. Поскольку энергия и масса взаимосвязаны и могут переходить друг в друга, то можно представить себе столкновение двух даже самых малых частиц, наделенных сверхогромной энергией. Столкнувшись, как два биллиардных шара, такие частицы должны затормозиться, и часть их энергии превратится в массу. Но физиков мало удовлетворяет подобное объяснение, ибо, откуда могли взяться частицы, наделенные столь огромной энергией?
Согласно гипотезе Берковича, достаточно сделать допущение, что какая-то внешняя причина задержала ход одного из счетчиков. Если бы это произошло, то все соседние счетчики стали бы подстраиваться под него. В этом случае остановленный счетчик превратится в центр, из которого во все стороны разбегаются спиральки информационной активности, то есть генераторы материи. Подсчеты показали, что для образования всей массы материи, составляющей нашу Вселенную, достаточно остановить счетчик всего на такое количество оборотов, которое соответствует времени примерно в одну тысячу секунд, то есть меньше 17 минут.
Наконец еще один фундаментальной важности вопрос. Эйнштейн последние тридцать лет своей жизни работал над созданием единой теории поля. Он стремился выработать такую общую физическую концепцию, из которой и электромагнетизм, и квантовая механика, и тяготение вытекали бы как частные случаи. Однако эта работа не привела к успеху. Трудно предположить, что Эйнштейну не хватило ума и таланта для достижения цели, тем более, что те, кто отваживался идти по тому же пути после него, тоже почти не продвинулись вперед. Не значит ли это, что ошибка заключалась в самой постановке проблемы?
Беркович убежден, что это именно так. Все, что говорилось выше, связано только с одним классом решений его основного уравнения. Но есть и другие решения. Одно из них дает распространение информации не по спиралям, а диффузионным путем, как бы по простым прямым линиям. Причем эти линии, приближаясь к линиям, продуцируемым спиралями, стимулируют их смещение в свою сторону, что позволяет отождествить их с полем тяготения.
Если так, то становится ясно, почему не удалось создать единую теорию поля. Единства между тяготением и другими физическими явлениями в рамках физического мира не существует. Оно возникает лишь на более глубоком уровне - информационном.
Берковичу приходилось излагать свою модель мира на различных научных симпозиумах и конференциях. Отношение к его взглядам остается недоверчивым. Признают богатые возможности предложенного им подхода, но не принимают данную модель до тех пор, пока в ее рамках не будет получено четкого количественного (а не только качественного) описания фундаментальных физических явлений или пока она не будет подтверждена так называемым решающим экспериментом. Однако всестороннее количественное исследование модели наталкивается на трудности вычислений, что же касается экспериментальной проверки, то идея таковой возникла у Берковича только в самое последнее время.
Это связано с проблемой антимира. В модели Берковича он без труда находит свое место: спирали нашего мира имеют одно направление вращения, но теоретически возможны оба направления. Вращаясь в другую сторону, спираль дает античастицу: позитрон или антипротон.
По теории вероятностей, первоначально должно было возникнуть примерно равное количество частиц и античастиц. Сталкиваясь друг с другом, они взаимно аннигилировали. Те частицы, которые случайно оказались в избытке, - это и есть наш мир. Такую точку зрения высказал еще А.Д.Сахаров, который связал избыток материи по сравнению с антиматерией с проблемой нарушения симметрии в начальный момент жизни Вселенной. В этой концепции Беркович и увидел возможность экспериментальной проверки своей гипотезы.
Решающим считается такой эксперимент, результаты которого должны не только вытекать из проверяемой теории, но и опровергать существующую альтернативную концепцию.
Согласно представлениям современной физики, пространство однородно, то есть все направления в нем равноправны. Из модели Берковича вытекают иные представления: в пространстве существует абсолютное выделенное направление. Это направление связано с нарушением симметрии. Оно может быть выявлено экспериментально путем наблюдения распада некоторых недолговечных частиц (К-мезонов).
Физики давно уже обнаружили, что изредка, примерно один раз из тысячи, распад К-мезонов происходит аномально: так, словно материя имеет преимущества перед антиматерией. Беркович предполагает, что в случае отклонения от нормы распада направление движения частицы в момент распада совпадает с предсказанным им абсолютным направлением в пространстве. В этом и заключена возможность проверки. Для той же цели может быть использован распад любых неустойчивых частиц. Похоже, никто не обращал внимания на направление движения частицы в момент распада: ведь с точки зрения теории относительности оно не имеет никакого значения. По представлениям Берковича, именно направление движения частицы определяет, распадается она или нет.
Появившаяся возможность подвергнуть модель Берковича экспериментальной проверке превращает ее из красивого умозрительного построения в простую рабочую гипотезу.
ПРИЛОЖЕНИЕ
БИБЛЕЙСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Примирить библейскую картину творения с эволюционными взглядами современной науки не столь сложно, если провести между ними четкое разделение. Библия символически выражает связь природного мира с Творцом, а наука непосредственно описывает природу, отвлекаясь от существования этой связи. Но не теряет ли от этого сама наука?
Мысль о том, что природный мир не существовал изначально, но был создан Творцом рядом последовательных актов творения, стимулирует глубокие научные идеи. В космологии она привела к открытию "антропного принципа", согласно которому законы природы и вся Вселенная устроены так, как будто они были специально созданы для появления человека. Небольшие изменения в законах микромира сделали бы невозможным появление атомов. Существующие законы электрического взаимодействия позволили возникнуть сложным молекулярным структурам. Закон всемирного тяготения гарантирует возникновение и устойчивость Солнечной системы, обеспечивающей нужные климатические условия Земле.
Конечно, признание учеными "антропного принципа" не означает их уверенности в том, что мир был сотворен, а лишь в том, что изучаемая наукой Вселенная устроена так, как если бы она создавалась специально для того, чтобы в ней мог существовать человек. Этот факт допускает различные мировоззренческие интерпретации.
Здесь и открывается интересная возможность перейти к принципиально новым отношениям между религией и естествознанием. Вместо соперничества возникает сотрудничество, которое можно пояснить такой аналогией. Палеонтология дала огромный эмпирический материал, который можно интерпретировать как следы эволюционного процесса жизни. Подобно этому естествознание накопило гигантский запас сведений об устройстве физического мира и жизни на Земле, который можно интерпретировать как следы Божественного акта творения. Антропный принцип в космологии - это лишь первая ласточка в возможном ряду таких представлений.
Все дело в том, что наука позволяет обнаружить в глубине открытых непосредственному наблюдению феноменов фундаментальные сущности. Эти сущности составляют реальность, совсем не похожую на то, что непосредственно видит наблюдатель. Классическое естествознание еще пыталось объяснить мир "видимых" явлений через наглядные представления: взаимодействие атомов, мыслимых как обычные частицы миниатюрных размеров, или движение материальных субстанций (теплород или эфир), похожих по своим свойствам на жидкость или газ. Современная наука отказалась от принципа подобия "глубинной" и наблюдаемой реальности. Современная физика ищет объяснение в математических структурах, лишенных наглядной интерпретации (бесконечномерные пространства, структуры симметрий и т.п.). Биолог объясняет появление органических форм через свойства генетического кода, записанного в молекулярном строении ДНК и несущего информацию об этих формах. Глубинная ("невидимая") реальность как бы несет в себе "замысел Творца", проявляющийся в феноменах, доступных наблюдению.
Ученый ставит себе целью не просто объяснить одни явления через другие, но понять этот "замысел". Для этого требуется воображение, способность конструировать объекты, свойства которых совсем не похожи на свойства вещей, открытых в непосредственном опыте. Опять-таки, не важно, верит ли данный конкретный исследователь в существование Творца. Объективная логика развития науки заставляет ученого действовать так, как будто он разгадывает замысел Творца, чтобы понять феномен природы.
Ученый волен здесь сместить акцент: пытаясь понять некий феномен, он реконструирует обусловившую его фундаментальную реальность как запечатленный след акта творения. Так, например, концепция эволюции по Л.С.Бергу позволяет ставить вопрос о расшифровке эволюционной программы преобразования генотипа, как некоторой исходной информации, возникающей в акте творения жизни.
С данной точки зрения интересно не столько объяснить сам процесс эволюции, сколько понять факторы, определяющие многообразие живых форм. Поэтому самостоятельный интерес приобретают систематика, морфология, генетика и эмбриология, позволяющие обнаружить фундаментальные механизмы, которые лежат в основе эволюционного развития жизни на Земле.
Время и вечность. Акт творения отличается от эволюционного процесса не только своей однократностью, но и тем, что сотворение мира происходит в вечности, а эволюция длится во времени. Вечность - это вовсе не бесконечно длящееся время, но отсутствие времени, преодоление его. В вечности нет понятий "раньше" и "позже", "короче" и "дольше". Само время было сотворено вместе с миром. Поэтому бессмысленно ставить вопрос о том, сколько в действительности длился каждый из шести дней творения. Однако если в этот "день" был инициирован определенный этап эволюционного процесса, то длительность этапа правомерно пытаться оценить. Строго говоря, нельзя говорить о том, что первый день имел место раньше второго или пятого, ибо и тот и другой состоялись не во времени, но в вечности. Нумерация этих дней характеризует, скорее, их логическую, а не временную последовательность. Можно было бы говорить о шести уровнях или "пластах" вечности, в лоне которой зародилось время.
Про событие, происходящее в вечности, нельзя сказать "оно было" или "оно будет". Это событие есть всегда - пребывает вечно. Последовательность дней творения - это только попытка символического соотношения шести уровней акта творения, как начальной точки отсчета исторического времени (Ю.А.Шрейдер)
Если дни творения интерпретировать не как события на временной оси, но как пласты вечности, то мы придем к представлению о том, что эта временная ось располагается как бы внутри этих пластов. Вечность не только предшествует историческому времени, но и замыкает временную ось (Ю.А.Шрейдер)
Такая интерпретация имеет определенную опору в Апокалипсисе, повествующем о конце земной истории. Если творение мира завершается созданием человека, то история имеет своим непосредственным финалом суд над человеком, а этапы конца света, по откровению святого Иоанна Богослова, допускают сопоставление, по крайней мере, с тремя из этапов творения мира, но следуют в обратном порядке.
Все это еще раз подчеркивает, что представления о сотворении мира и его эволюционном развитии в принципе не конкурируют, но дополняют друг друга. Первое из них рассматривает мир в перспективе вечности, допускающей лишь символическое описание, а второе - в перспективе исторического времени, требующей научного объяснения. Проблема состоит в правильном соотнесении обеих перспектив для понимания природных феноменов.
ПРИЛОЖЕНИЕ
КРИЗИС ИНФЕКЦИОННОГО ПОДХОДА.
Эволюционный подход к лечению ран.
Рана - всякое механическое повреждение, при котором нарушены кожа или слизистая оболочка. Хотя раны лечат с незапамятных времен, общепринятой теории их лечения нет до сих пор.
Сто лет назад из раны были выделены микроорганизмы; с тех пор нагноение раны рассматривают как инфекционное осложнение. Если так, то для профилактики и лечения надо принимать те же меры, что и для лечения инфекционных болезней - предохранять организм от контакта с возбудителем и уничтожать микробы, коль скоро они там обнаружатся.
Асептика сыграла решающую роль в становлении современной хирургии. Стерильный инструмент и операционное белье, обработка рук хирурга и операционного поля - все это позволило резко сократить число послеоперационных нагноений. Появилось множество бактерицидных препаратов. И все же при лечении не стерильных, как в операционной, а уже инфицированных, случайных ран они не оправдали надежд. В 1945 г. известный хирург И.Г.Руфанов писал: "Стремление уничтожить микробы в ране с помощью бактерицидных средств потерпело крах".
Открытие сульфамидных препаратов и антибиотиков воскресило давнюю надежду победить инфекцию. Поначалу казалось, что дело идет на лад - послеоперационных осложнений, особенно со смертельным исходом, действительно стало меньше. Но потом, по мере применения этих препаратов, число нагноений вновь достигло уровня начала века, а частота трагических исходов при сепсисе достигает ныне 80%...
В последние годы все чаще появляются сообщения о недостаточной эффективности антибиотиков для профилактики нагноения - они токсичны, могут вызвать тяжелые аллергические реакции и подавлять иммунитет, увеличивая риск возникновения особенно тяжелых форм сепсиса. Поэтому хирурги вновь стали применять антисептические средства, от которых раньше отказались, - органические и неорганические кислоты, растворы перманганата калия и нитрата серебра. Не лучший вариант, но если нет лучшего...
Словом, хирурги вернулись, так сказать, "на круги своя", а это свидетельствует о наличии кризисной ситуации.
Посмотрим, насколько нагноение в ране сходно с инфекционным заболеванием, ну, хотя бы с дизентерией. По таким признакам, как обязательное присутствие микробов или возможность передачи инфекции от одного больного к другому, например, во время перевязки (так называемая госпитальная инфекция), они весьма похожи. Однако нетрудно обнаружить и существенные различия.
Так, возбудитель инфекционного заболевания всегда строго специфичен, каждое инфекционное заболевание вызывается только "своим" микробом; а в разных ранах могут быть разные микроорганизмы. Более того, иногда в одной ране присутствуют сразу несколько микробных видов.
Далее. Если у больного обнаруживают патогенные микроорганизмы, то это, как правило, явно указывает на заболевание. А вот наличие микробов в ране далеко не всегда сопровождается нагноением. При исследовании мазков, взятых с поверхности хирургических ран в конце операций, микробы были найдены в 80-90% случаев. Однако послеоперационных нагноений было гораздо меньше! Когда в годы Великой Отечественной войны наши хирурги накладывали швы на безусловно инфицированные раны, эти раны в четырех случаях из пяти заживали тем не менее без нагноения.
Отметим еще одно различие между нагноением и инфекционным заболеванием, на сей раз в эволюционном плане. Встреча организма с микробом, который вызывает инфекционное заболевание, - это явление случайное, оно вполне может не состояться, и тогда человек (или животное) данной болезнью не заболеет. Другое дело ранение. Должно быть, нет на Земле существа, которое всю жизнь не получало бы ссадин, царапин и порезов. А так как микробы вездесущи, они непременно попадают в рану, и потому в процессе эволюции обязательно должен был появиться некий механизм, который не позволил бы каждому ранению стать причиной опасного для жизни заболевания, либо возникнуть некий симбиоз с микробами.
Второе предположение, по-видимому, более вероятно. Ведь на любом этапе, вплоть до полного выздоровления, при самом благоприятном течении, в ране можно обнаружить микроорганизмы. Вряд ли их взаимоотношения построены на антагонизме.
Зачем ране микробы? При случайной травме в рану попадают самые разнообразные микробы. Однако некоторое время спустя микрофлора в ране заметно меняется: она становится похожей на ту флору, которая населяет кожу, слизистые оболочки и кишечник. Это стафилококки, синегнойная палочка, кишечная палочка, различные анаэробы. Конечно же, в ране размножаются не всякие микробы, а лишь те, для которых здесь самые подходящие физико-химические условия.
Характерная особенность микробов, заселяющих кишечник и рану: у них есть мощная ферментная система, способная расщеплять белки. Микроорганизмы кишечника гидролизуют своими ферментами пищевые остатки и способствуют их усвоению. Что касается раны, то в ней всегда есть омертвленная, некротизированная ткань, рана никогда не заживает, пока нежизнеспособная ткань в ней сохраняется. Единственный механизм, который предлагает природа - ферментативное расщепление такой ткани. Конечно, ферменты для этой цели вырабатываются организмом. Но и микробы принимают в этом участие.
Итак, биологический смысл присутствия микробов состоит в том, что, способствуя разложению мертвой ткани, они ускоряют очищение и заживление раны. А если так, то, стремясь во что бы то ни стало убить микробы, покуда в ране есть некротическая ткань, мы действуем против механизма, выработанного природой. С помощью антибиотиков и сульфамидных препаратов мы нарушаем экологические взаимоотношения, которые сложились между микробами и раной в процессе эволюции. В результате наших действий рану стали заселять микробы, нечувствительные к применяемым препаратам. Появились новые экологические системы, которые организму не на пользу.
Исследования последних десятилетий позволили понять закономерности заживления ран. Установлено, в частности, что все без исключения раны заживают через воспаление, а подавляющее большинство ран, если они не подвергались специальной хирургической обработке, и через нагноение. Запомним это: воспаление - обязательный этап заживления всех ран, нагноение сопровождает почти каждую рану,
В любой ране, будь то царапина или обширное повреждение тканей, тотчас после ранения возникает нервно-сосудистая реакция, которая ведет к отеку. С первых минут ткани закисляются, pH уменьшается до 5.0 и ниже. В близлежащих тканях повышается концентрация солей, в самой ране растет осмотическое давление, туда начинают поступать плазма и клетки крови - эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Клетки двух разновидностей - нейтрофильные лейкоциты и эозинофилы - в первые же дни распадаются и выделяют в рану протеолитические ферменты, способные расщеплять белки. Заметим, что речь идет о расщеплении нежизнеспособных, мертвых тканей. Что касается живых клеток, то они содержат антиферменты, которые мешают протеолитическим ферментам проявить свою активность.
Эти стереотипные изменения рассматривают обычно как результат отклонений от нормы. Так, закисление объясняют нарушением обменных процессов и накоплением молочной кислоты, повышение осмотического давления связывают с нарушением водно-солевого обмена, отек тканей - с нарушением микроциркуляции и проницаемости капилляров.
Но ведь эти процессы происходят всегда и в каждой ране! Разве это не говорит нам, что они, так же как воспаление, выработаны в процессе эволюции и, следовательно, в основе своей целесообразны?
Это принципиальный момент. Если мы имеем дело с осложнениями, то с ними необходимо бороться, а если с закономерностями, то им нужно следовать.
В чем же целесообразность закисления раны? По-видимому, в том, что кислая среда препятствует развитию патогенной флоры. Рост осмотического давления способствует вымыванию из глубины тканей нежизнеспособных клеток, а повышенная ферментная активность ускоряет их распад и отторжение.
Биологический смысл воспаления и нагноения в ране также состоит в том, чтобы ускорить ее очищение. Механизм представляется следующим. Рана не закроется, пока из нее не будет удалена мертвая, некротизированная ткань. Если ее немного, с задачей справляются макрофаги и другие клетки. Они удаляют микроорганизмы подобно инородным телам, и рана заживает. Но когда некротической ткани больше и макрофаги не могут сами с ней справиться, в ране начинают размножаться микробы. Пока их мало, до 105 на грамм, нагноения не возникает. Но, если омертвленной ткани в ране так много, что ни макрофаги, ни присутствующие там в небольшом количестве микробы не способны ее удалить, микробы получают сигнал к размножению. В ответ на их бурное размножение в рану поступают новые и новые лейкоциты, они захватывают микроорганизмы и погибают вместе с ними, образуя гной. Распадаясь, лейкоциты выделяют в рану и собственные протеолитические ферменты,
Конечно, взаимоотношения между микробами в ране и организмом не всегда такие идиллические. Целесообразность эволюционных процессов относительна. Если защитные механизмы недостаточно сильны, микробы могут проникнуть в здоровые ткани и вызвать распространение инфекции. Правда, с общебиологических позиций гибель существа с дефектной иммунной системой оправдана, это часть системы биологического отбора. Но врачи, обязаны смотреть не с общебиологической точки зрения, а с гуманной, медицинской. Как правило, неизвестно состояние иммунной системы раненого, и нельзя исключить, что микробы в ране могут стать причиной смертельной опасности. Стремление их уничтожить - оправдано и разумно.
При первичной хирургической обработке из раны удаляются сразу и микробы, и нежизнеспособная ткань, то есть врач идет тем же путем, который проложен природой. Впрочем, заживление происходит намного быстрее, чем если бы рана очищалась естественным путем.
Хирургическая обработка возможна далеко не при всяком ранении; но даже если она проведена, полностью удалить некротическую ткань удается не всегда. Профилактика нагноения, нехирургические методы лечения ран по-прежнему остаются проблемой.
Что же надо сделать? По меньшей мере, три дела одновременно: ускорить расщепление некротических тканей, сохранить способность тканей к регенерации и подавить рост микробов. Последнее - вынужденная мера, к которой придется прибегать до той поры, пока не научимся предсказывать активность иммунной системы каждого больного.
Пытаясь решить эту задачу, профессора С.С.Фейгельман и А.В.Каплан разработали препарат. Этот состав был разрешен к медицинскому применению. Он примерно в два раза по сравнению с традиционными способами лечения ускоряет отторжение нежизнеспособных тканей, подавляет рост микробов, в том числе устойчивых к антибиотикам. После обработки препаратом число микроорганизмов в ране уменьшается на несколько порядков. Опасность сепсиса резко уменьшается, токсические и аллергические явления исключены, восстановление тканей идет существенно быстрее.
Эволюционный подход, при котором процессы в ране рассматриваются не как случайные осложнения, а как закономерности, позволил создать препарат, помогающий естественным механизмам заживления.
Лихорадка, иммунитет и здоровье человека. Вряд ли найдется человек, который не испытал хотя бы раз лихорадку (или, что то же, горячку) - то состояние, при котором существенно повышается температура. Все тело "горит", ощущение озноба сменяется жаром, нарастающая слабость валит с ног; иногда человек теряет сознание и бредит, а проснувшись, обнаруживает, что белье мокро от пота. Особенно часто лихорадка сопровождает простудные заболевания. Хорошо это или плохо? Есть ли связь между лихорадкой и работой иммунной системы организма?
Еще 20-25 лет назад на этот вопрос нельзя было ответить определенно. Сейчас - можно (С.М.Лихолетов).
Холоднокровные и теплокровные. Начнем с самого простого - с вопроса о теплокровных и холоднокровных.
У каждого класса и каждого вида животных есть свой диапазон температур, который они постоянно должны поддерживать. Нужна ли лихорадка холоднокровным (пойкилотермным) животным? Как ни странно, но зачем-то нужна: если болезнетворными бактериями заразить таких животных, то они усиливают двигательную активность, и температура тела повышается. Когда ящерицам, золотым рыбкам и другим холоднокровным давали аспирин, которым чаще всего сбивают температуру, то смертность увеличивалась ...
Подобная картина наблюдалась и у теплокровных животных, подверженных инфекции. Так, взрослых мышей заражали вирусами герпеса или бешенства в тот период, когда искусственно повышалась температура, и мыши оказывались более устойчивыми к инфекции, чем животные с нормальной температурой. Мыши лучше сопротивлялись инфекциям даже в том случае, если температуру повышали только через сутки после заражения.
А если животные еще не могут сами регулировать температуру тела - например, новорожденные? Все равно - щенки в условиях гипертермии выживали значительно чаще, чем такие же щенки при нормальной температуре (и тех и других заражали вирусами собачьего герпеса). Правда, и этот пример - с вирусами. А как обстоят дела с бактериальными инфекциями?
И в этом случае замечено соответствие: животные выживают лучше при повышенной температуре. Такие данные получены при заражении кроликов пневмококками, стафилококками и бациллами сибирской язвы.
Однако вот какой вопрос: может быть, возбудители упомянутых инфекций просто чувствительны к температуре, которая возникает при лихорадке? Да, некоторые бактерии и вирусы действительно плохо переносят температуру 38-39°С, а значит, защитный механизм лихорадки может объясняться - хотя бы отчасти - прямым влиянием тепла. Однако в большинстве случаев такого губительного действия выявить не удалось, и все равно при лихорадке сопротивляемость животных выше, чем при нормальной температуре. Значит, есть еще какие-то механизмы защиты? ... Есть.
Что есть лихорадка - добро или зло? Этот вопрос врачи ставили с незапамятных времен. Однако ж припарки, компрессы и грелки пришли в наши дни из глубины веков...
Строгие научные исследования начались намного позже. Основоположник современной микробиологии и иммунологии Луи Пастер попытался выяснить, отчего куры не болеют сибирской язвой. В прошлом веке уже знали, что, температура тела птиц на 6-7°С выше, чем у млекопитающих и человека. Именно в этом Пастер и видел причину непонятного феномена. Действительно, когда Пастер, взяв тазы с холодной водой, охладил кур до температуры 38°С, то палочки сибирской язвы за сутки сделали свое черное дело - все подопытные птицы погибли. Но если зараженную курицу доставали из воды, то она - в зависимости от срока, прошедшего после заражения, - или вовсе не заболевала, или вскоре выздоравливала.
Итак, опыт показал, что температура тела имеет значение для возникновения и развития инфекции у птиц. А у человека?
Четко и однозначно сказать, есть ли связь между сопротивляемостью к инфекции и лихорадкой, пока нельзя. Если же заглянуть в историю медицины, то можно обнаружить, что в те времена, когда не было антибиотиков, лихорадку использовали для лечения спинной сухотки и поражений сердца гонококком; публикации такого рода можно найти в медицинских изданиях конца тридцатых годов. Однако при других заболеваниях (например, при полиомиелите) лечение лихорадкой себя не оправдало.
Нормальная температура поверхности кожи тела человека - приблизительно 36.6°С. Отклонения допустимы на 0.5°С; эти колебания зависят от режима жизнедеятельности. Установлен любопытный факт: сон и пробуждение связаны с температурой тела. Понижение температуры служит внутренним сигналом для отхода ко сну - мы склонны засыпать при падении температурной кривой, а просыпаться, напротив, на ее подъеме. От температурного цикла зависит и продолжительность сна; очередное повышение температуры разбудит вас, даже если перед тем вы не спали очень долго.
Возможно, тем, кто страдает расстройством сна, полезно выяснить свой температурный цикл, измеряя температуру каждые 2-3 часа на протяжении нескольких дней. Так можно установить, в какое время вам легче будет заснуть ...
Зададимся вопросом: отчего повышается температура тела? Ведь лихорадка сама по себе - это не заболевание, а лишь его проявление, реакция организма на болезнь или какой-то внешний раздражитель.
Причин лихорадки несколько. В частности, на терморегулирующие центры мозга воздействуют продукты распада микробов. Разрушенные лейкоциты и обломки микроорганизмов, попадая в эти центры, повышают температуру до такого уровня, что она может губить остальных возбудителей болезни. А еще температуру повышают особые вещества - пирогены (в переводе с греческого это слово можно перевести как "рождающие горячку").
Обычно пирогены выделяются лейкоцитами после их встречи с микробами. Впрочем, лихорадка бывает и при безмикробном воспалении - например, при кровоизлияниях в суставы и обморожениях. И в этих случаях не обходится без пирогенов.
За последние десятилетия пирогены, особенно бактериальные, привлекают все большее внимание исследователей - теоретиков, экспериментаторов и клиницистов. И не только как причина естественных и искусственных лихорадочных реакций, но и как весьма активные физиологические раздражители широкого спектра действия. Первый отечественный пирогенный препарат - пирогенал был создан еще в 1954 г. в лаборатории проф. X.X.Планельеса (Институт эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи). Пирогенал приготовляется из микробных тел возбудителя синегнойной инфекции. Он нетоксичен для человека, и, что еще важнее, организм не реагирует на него образованием антител.
В последующем был получен препарат продигиозан, биологически еще более активный; за рубежом выпускают пирексаль - препарат из грамотрицательных бактерий. Такие бактериальные пирогены воздействуют на самые разные системы, включая энзиматические системы на уровне клетки. В современной фармакологии есть немного веществ со столь высокой активностью и таким многообразием эффектов.
И вот что существенно: наблюдать воздействие пирогенов можно при минимальных дозах этих веществ, явно недостаточных для равномерного воздействия на клетки всех систем, функции которых изменяются. Ведь для того, чтобы вызвать пирогенный эффект, достаточно ввести 0.0035 мкг вещества на 1 кг тела!
Только в последние годы стало ясно, что дело не обходится без иммунной системы. Бактериальный пироген, по-видимому, служит только стимулом (но не обязательным участником) последующих изменений в организме.
Сейчас мы знаем, что повышенная температура каким-то образом усиливает иммунный ответ организма, во всяком случае, некоторые его проявления, и тем самым помогает бороться с инфекцией. Особенно ясно это прослеживается в опытах in vitro. Например, белые клетки крови, которые принимают участие в фагоцитозе бактерий, при повышенной температуре становятся более подвижными и энергичнее уничтожают микроорганизмы. Недавно выяснилось, что у молекул эндогенных пирогенов - веществ, которые ответственны за повышение температуры тела, - общее происхождение с молекулами другого вещества, активатора Т-лимфоцитов, организующих иммунную защиту от чужеродных веществ. Это второе вещество называется интерлейкином-1; оно, как и эндогенный пироген, вырабатывается одной и той же клеткой - макрофагом. Получается такая цепочка: при контакте макрофага с возбудителем инфекции начинает вырабатываться интерлейкин-1, активатор Т-лимфоцитов, а дальнейшая его наработка поддерживается или даже усиливается лихорадкой, которая появляется в ответ на действие пирогенов - из тех же макрофагов.
Другой пример. При повышенной температуре усиливается образование интерферона - вещества с особыми антивирусными свойствами, которое, кстати, принимает участие в регуляции иммунных реакций. Но еще более интересно, что в присутствии интерферона и при повышенной температуре тела начинается усиленная продукция клеток, специально предназначенных для уничтожения чужеродных клеток, - так называемых цитотоксических лимфоцитов. Это наблюдение заставляет по-новому взглянуть на не распознанную ранее роль лихорадки в развитии защитной реакции. Исследователи полагают, что лихорадка стимулирует в первую очередь выработку Т-лимфоцитов, в то время как В-лимфоциты, ответственные за синтез антител, вероятно, мало зависят от повышения температуры. Однако В-лимфоциты получают сигнал к действию от особой разновидности Т-лимфоцитов - от Т-хелперов, а те в условиях лихорадки проявляют повышенную активность.
Что и говорить, хитра на выдумки природа; или, если процитировать Козьму Пруткова,- "от малых причин бывают весьма важные последствия"...
Согласно математической модели инфекции и иммунитета, разработанной академиком Г.И.Марчуком, вирусы, проникшие в организм, встречаются с лимфоцитами, стимулируют их размножение и образование плазматических клеток. Повышенная температура ускоряет миграцию лимфоцитов и вирусов, они чаще сталкиваются друг с другом и образуют комплексы "вирус-лимфоцит". Температура тела зависит от концентрации этих комплексов в организме: если она ниже некоторого порога, температура не повышается, если же выше - температура растет.
Но если так, то искусственное снижение температуры с помощью таблеток может спровоцировать затяжные или хронические болезни. Вероятно, лучше опираться на естественную защитную реакцию организма. Для лечения затяжных форм предложен и обоснован даже такой парадоксальный метод - перевод болезни из хронической формы в острую.
Лечение температурой. Если горячка может оказаться полезной организму, стимулируя иммунные реакции и, направляя иммунный ответ на верный путь, то почему бы не лечить больных повышенной температурой? Скажем, просто согревая извне...
Не будем путать принципиально разные вещи: лихорадку, вызванную пирогенами, и согревание поданной извне тепловой энергией. В последнем случае организм экономит энергию, непроизводительно затрачиваемую на процедуру "саморазогревания". Например, при температуре тела 41°С производительность сердца возрастает в 5-6 раз, и оно перекачивает 20-30 л крови в минуту. Такая нагрузка на организм чрезмерна; поэтому сейчас для лечения некоторых заболеваний все чаще используют гипертермию - согревание тела больного внешними источниками тепла. Обычно это лечение горячей водой в специальных ваннах и камерах; впрочем, иногда применяют местную гипертермию, повышая температуру того или иного участка тела.
Было время, когда высокая температура считалась безусловно вредной для человека и с ней активно боролись жаропонижающими средствами. И сейчас еще в медицинских справочниках можно найти раздел, где описаны подробно жаропонижающие лекарства - аспирин, антипирин, амидопирин, аскофен, асфен, пирафен, пиранал, фенацетин и т. п. Теперь, когда лихорадка усиленно изучается как биологическое явление, можно считать доказанным, что повышение температуры во многих случаях оказывает благоприятное действие на организм: при лихорадке интенсифицируется обмен веществ, происходят сдвиги в деятельности центральной нервной системы, сердца и легких, что стимулирует защитные силы. Ясно, что лихорадка активирует и главную защитную силу - иммунную систему. Но...
Лихорадка может оказывать и повреждающее действие. При некоторых вирусных инфекциях вирус сам по себе не настолько "силен", чтобы мешать нормальному течению жизни. Однако организм так бурно реагирует на него, что повреждаются Т-лимфоциты. И по каким-то причинам, пока не ясным, нарушается баланс между защитным и повреждающим действием лихорадки. Значит, надо, по меньшей мере, проявлять осторожность...
Что же делать при лихорадке? И действительно, что же делать, когда, достав градусник из-под мышки, мы обнаружили, что ртутный столбик поднялся выше ожидаемого? Может быть, быстро сбить температуру каким-либо препаратом, благо сейчас они легко доступны каждому и продаются без рецепта? Или лучше подождать? А ждать как раз и некогда, дело не терпит отлагательств. И мы, конечно, пытаемся сбить температуру. И сами же мешаем собственному организму бороться с инфекционным агентом.
Но это полбеды. Хуже, когда мы начинаем глотать первый попавшийся под руку антибиотик или сульфаниламид, который убивает не только болезнетворный микроб (а чаще вовсе не убивает), но и все другие микроорганизмы, которые нужны для нашего организма.
Бесконтрольное употребление жаропонижающих таблеток с точки зрения иммунологии совершенно не оправданно. Они снижают сопротивляемость организма, и тогда возникают благоприятные условия для болезнетворных бактерий и вирусов. Лучше не спешить с таблетками. Высокая температура свидетельствует не только о том, что организм вступил в борьбу с возбудителем заболевания, но и о том, что одним из орудий ближнего боя он избрал температуру.
А чего не надо делать - так это бояться горячки. Она не враг, а союзник в борьбе с инфекционным врагом. Температура, конечно, - не самая главная защитная сила организма. Но когда человек простужен и хочет как можно скорее встать на ноги, то вряд ли надо пренебрегать и второстепенным. При обычной простуде попробуем обойтись без жаропонижающих средств. Во всяком случае, если врач не будет настаивать.
Человек на новой ступени эволюции. Тот факт, что человеческий мозг учится влиять на свой собственный материальный и функциональный субстрат, следует рассматривать как появление нового механизма, возникшего в ходе эволюционного процесса.
Можно по-разному смотреть на историю человечества. Как правило, историков-профессионалов занимает изменение структур общества и не интересуют биологические особенности организма людей, их взаимоотношения со средой. А между тем экологический взгляд на историю может быть весьма поучительным. И, право, стоит с этой точки зрения посмотреть на людей - от австралопитеков до граждан XX столетия (Ю.В.Щербатых).
Для начала займемся режимом теплоотдачи человека и других млекопитающих. В жару расширяются кровеносные сосуды и усиливается потоотделение, а при снижении температуры все происходит наоборот. Именно поэтому у замерзшего человека лицо бледнеет (сосуды сужаются), появляется "гусиная кожа" (у предков человека густой волосяной покров при этом приподнимался, увеличивая воздушную теплоизоляцию). Тепло дает и так называемая холодовая дрожь.
Благодаря одежде наши терморегуляторные сосудистые рефлексы утратили гибкость, и даже кратковременное лишение "скафандра" из одежды и теплого помещения чревато простудой. Выражение "промочить ноги" стало синонимом слова "заболеть", в то время как для людей далекого прошлого, ходивших босиком, все обходилось благополучно.
Об исчерпании резервов организма человека свидетельствует и многое другое. Заселение полярных и пустынных областей, океанского шельфа, выход в космос возможны лишь после подгонки среды под организм человека. Но если допустимо (технически, а отнюдь не экологически) растопить арктические льды или обводнить пустыню, то осушить океан и перестроить космос по типу Земли нереально в принципе.
В определенных условиях будет выгоднее чуть-чуть изменить организм, чем среду обитания. Да и далеко не очевидно, что надо менять природу по своей мерке, подгоняя ее к себе вроде костюма. На первом этапе своей эволюции человек подстраивался под среду, меняя себя; на втором - менял среду; на третьем же, скорее всего, начнет сознательно изменять реакции организма там, где переделать среду невозможно.
Для примера снова обратимся к терморегуляции. В чем причина обморожений, столь частых при сильных морозах? Да в том, что система физической терморегуляции так распределяет кровь между периферией и кровяным депо, что на морозе необходимая температура сохраняется лишь в "ядре" тела, а периферические органы (пальцы, нос, уши) остаются почти без обогрева. Это имело смысл для наших предков, ибо при зимнем дефиците пищи позволяло сохранить жизнь ценой потери некоторых периферических органов.
А вот перестройка рефлексов при избытке пищи помогла бы избежать обморожений. Вспомним хотя бы, что в научной литературе описаны случаи, когда тибетские ламы стояли на морозе, обернутые в мокрую ткань. Вероятно, гималайские аскеты с помощью самовнушения повышают теплообразование в организме и расширяют кровеносные периферические сосуды.
Работы академика К.М.Быкова свидетельствуют, что условно-рефлекторным путем можно влиять на деятельность любого внутреннего органа - варьировать частоту сердечных сокращений, минутный объем кровотока и даже форму кардиограммы. Под воздействием нервной системы менялось желчеобразование, уменьшался объем селезенки и возрастал основной обмен веществ. Огромное значение для понимания взаимоотношений между корой и "внутренним хозяйством организма" имели исследования академика В.Н.Черниговского, посвященные интеррецепторам - биологическим датчикам внутри организма. Открылся целый мир сигналов внутренней среды, не уступающих по богатству сигналам внешнего мира. Ежесекундно, не прекращаясь ни днем, ни ночью, в мозг идет информация о температуре, давлении, ионном составе, pH и других параметрах внутренней среды.
Давно заметили, что психика могущественно влияет на тело. Разработанная в 20-х годах нашего века немецким врачом И.Шульцем аутогенная тренировка до сих пор остается самым доступным психотренингом, мобилизующим внутренние резервы организма и ослабляющим стрессовые нагрузки. Влияние самовнушения на человеческий организм исследовал наш соотечественник А.С.Ромен и увидел почти чудеса - возможность сознательного изменения температуры тела, болевой чувствительности, уровня сахара в крови и другие феномены. В общем, то самое, что делают таинственные йоги.
Еще одно бурно развивающееся направление появилось на стыке физиологии и психологии. Это работы по так называемой биологической обратной связи (БОС), когда испытуемый получает информацию о жизнедеятельности своего организма, которая обычно минует сознание. Данные о кровяном давлении, частоте сердечных сокращений или о кожно-гальванической реакции превращаются с помощью ЭВМ в звуковой или зрительный образ, что и позволяет человеку контролировать свое состояние. Используя БОС, можно регулировать мышечный тонус, частоту сердечных сокращений, давление крови, ритм электроэнцефалограммы... В США и Японии издаются журналы, посвященные БОС. Многие коммерческие фирмы наладили выпуск стационарных и портативных БОС-устройств на основе микропроцессорной техники.
С точки зрения классической физиологии, стержень БОС - это передача информации внутренних органов нашим традиционным органам чувств: зрению, слуху. При этом трансляция идет как бы по трем ступеням: один раз - когда нервная энергия внутреннего процесса превращается датчиком в электрический ток; второй раз - когда ток становится изображением на экране дисплея; третий раз - когда свет видоизменяется в импульсы зрительного нерва.
Но есть и другой, более короткий путь, по которому сознание получает информацию от внутренних органов. Он издавна привлекал восточных философов. В отличие от христианских стран, в Индии, Китае и Тибете совершенствование тела и психики издавна поощряли как путь к слиянию с божеством, для чего еще в древности были созданы особые методы воспитания тела и духа. Йога предлагает восемь способов такого воспитания: яма (воздержание), нияма (культура), асана (положение), пранаяма (контроль за дыханием), пратьяхара (удаление чувств), дхарана (внимание), дхьяна (созерцание) и самадхи (сосредоточение).
Первые четыре направлены на культивирование доброты, правдивости, контроля за отрицательными эмоциями и укрепляют здоровье. Эти качества не цель, а лишь средство достижения других целей йоги, а именно "слияния сознания с океаном божественного разума". Каким же образом йогам удается достичь многого в овладении своим телом? Давайте взглянем на это глазами физиолога.
Поначалу подавляются инстинкты - голод, жажда, половое влечение, уменьшается содержание гормонов в крови, что ослабляет поток импульсов, поступающих в мозг от хеморецепторов. Затем наступает черед асан. Те, кто хоть раз пробовал йоговские асаны, знают, как они неудобны первое время: неестественно вывернутые руки и ноги, крайнее положение суставов и связок вызывают огромный поток сигналов от так называемых рецепторов Гольджи, Паччини и мышечных веретен. Однако по мере тренировки чувство неудобства слабеет и в конечном счете мозг привыкает к таким импульсам.
Следующая ступень - пранаяма. Снижение частоты дыхания уменьшает сигналы от рецепторов растяжения альвеол и дыхательного центра. Кроме того, из-за накопления СО2 в крови создается особое квазинаркотическое состояние. Пятая ступень - пратьяхара не обходится без блокировки внешних органов чувств, имитации психической слепоты и глухоты. Вот как описывают это состояние С.Чаттерджи и Д.Датта в своем "Введении в индийскую философию": "Когда чувства эффективно контролируются умом, ими руководят не соответствующие природные предметы, а сам ум. Поэтому в таком состоянии ум не подвергается действиям зрительных образов и звуков, проникающих через глаза и уши, но подчиняет себе эти чувства, заставляя видеть и слышать свои собственные объекты". Такая инверсия ощущений доступна не только йогам - об этом свидетельствуют хотя бы факты "мнимого ожога" при гипнотическом внушении.
Получается, что на первых пяти ступенях йоги резко уменьшается сенсорная информация как извне, так и изнутри организма, снижается эмоциональное возбуждение. Внимание направляется внутрь тела, что создает благоприятные условия для управления вегетативными процессами организма с помощью непосредственной обратной связи. Сигналы от рецепторов попадают прямо в кору больших полушарий, создают ощущение того, что творится в организме, в то время как в БОС-системах импульсы от внутренних органов превращаются в зрительные или слуховые сигналы, что затрудняет их отождествление. Возможно, именно с этим связаны более скромные успехи в БОС-тренинге по сравнению с впечатляющими достижениями йогов.
Удельный вес саморегуляции организма человека среди других способов сохранения здоровья все увеличивается. Наступило пресыщение химиотерапией. И вовсе недаром психотерапия, аутогенная тренировка и биоуправление все шире входят в клиническую практику. Так, список заболеваний, при которых был применен метод БОС, включает астму, гипертонию, бессонницу, сердечную аритмию, головную боль, спастические мышечные состояния...
Один из ведущих специалистов в этой области Н.В. Черниговская пишет, что биоуправление с обратной связью выгодно отличается от обычных методов тем, что привлекает личность самого больного к процессу лечения. Однако БОС может быть хороша не только для лечения, но и для диагностики.
Среди врачей-психотерапевтов зреет мнение, что самовнушение для регуляции психического и физического самочувствия должно войти в повседневную жизнь так же широко, как физическая культура. По книгам В. Леви тысячи людей уже приобщились к аутотренингу. И как было бы хорошо, если бы наша медицинская промышленность наладила массовый выпуск устройств для БОС-тренинга, как это сделано за рубежом.
Конечно, нужно помнить и о допустимой степени саморегуляции организма. Однако она выгодно отличается своей естественностью, скажем, от психофармакологии: в организм человека ничего не привносится извне, а изменения контролируются сознанием. Не таким ли методам принадлежит будущее на третьем этапе экологической эволюции организма человека?
Практические советы. Путь к возможностям, пролегающий через саморегуляцию организма, очень непрост. Требуется либо многолетнее подвижничество йогов, либо сложная биофизическая аппаратура, которой пока не отягощены наши поликлиники и оздоровительные центры. Так что прибегните к менее эффективным, на зато более простым способам контроля своего психофизиологического состояния (Ю.В.Щербатых).
Самое главное здесь - дыхание. Это единственная жизненно важная вегетативная функция, подчиняющаяся контролю сознания. Недаром "пранаяма" - учение о правильном дыхании - положено в основу хатха-йоги. Так вот, меняя соотношение длительности вдоха и выдоха, можно успокоить или, наоборот, активизировать свое эмоциональное состояние. Если вы взволнованы, раздражены, не спешите бурно реагировать на взрывоопасную ситуацию - попробуйте максимально продлить выдох, добавив в конце небольшую паузу, и увидите, что нервное напряжение ослабеет. Если вы сумеете выработать рефлекс, отвечая удлинением выдоха на любую стрессовую ситуацию, то заметите, что число конфликтов заметно сократится. В свою очередь, противоположное соотношение фаз дыхательного цикла (удлинение вдоха с резким выдохом) активизирует нервную систему.
Главное в саморегуляции - ощутить сигнал, идущий из глубин организма. Поймать его поможет "метод раскачки", который часто применяют для обучения релаксации, расслаблению. Мышцы сначала максимально напрягают, а затем на продолжительном спокойном выдохе "отпускают", произнося вот такие формулы самовнушения: "Мои руки расслабляются" или "Мои руки мягкие, теплые". Главное здесь не слова, а общее впечатление. По контрасту с предыдущим состоянием сознание запечатлевает ощущение расслабленности, мягкости, тепла мышц, и эта образная память поможет воспроизвести такое состояние в нужный момент без предварительного сокращения мышц.
Чтобы добиться расширения кровеносных сосудов и ощущения тепла в кистях рук, нужно, "настроившись" на ощущение тепла, исходящее от рук, произнести несколько раз; "Мои руки теплеют", после чего опустить их в горячую воду (40°С). Очень важно запомнить первые секунды этого ощущения, повторяя про себя: "Мои руки теплые". Через минуту руки выньте из воды, вытрите полотенцем и снова прислушайтесь к своим ощущениям. Если упражнение делать один-два раза в день, то уже через неделю, как правило, появятся первые результаты.
Навыки регуляции дыхания, сосудистого тонуса и мышечного расслабления стоит применять, чтобы успокоиться перед сложным экзаменом, снять нервное напряжение при бессоннице или обрести силы перед ответственной работой.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ
Андронов Александр (1901-1952)
Анохин Петр (1898-1974)
Аристотель (384-322 до н. э.)
Берг Лев (1876-1950)
Бериташвили Иван (1884/85-1974)
Бернар Клод (1813-1878)
Бернштейн Николай (1896-1966)
Берталанфи Людвиг фон (1901-1972)
Больцман Людвиг (1844-1906)
Больяй Янош (1802-1860)
Бор Нильс (1885-1962)
Борн Макс (1882-1970)
Бутлеров Александр (1828-1886)
Бэр Карл (1792-1876)
Вавилов Николай (1887-1943)
Вайнберг Стивен (р. 1933)
Везалий Андреас (1514-1564)
Вернадский Владимир (1863-1945)
Выготский Лев (1896-1934)
Гаусс Карл (1777-1855)
Гейзенберг Вернер (1901-1976)
Гельфанд Израиль (р. 1913)
Гёдель Курт (1906-1978)
Гиббс Джозайя (1939-1903)
Гильберт Давид (1862-1943)
Гиппократ (ок. 460 - ок. 370 до н. э.)
Д`Аламбер Жан (1717-1783)
Дарвин Чарлз (1809-1882)
Дирак Поль (1902-1984)
Евклид (ок. 3 в. до н. э.)
Зенон (ок. 490-430 до н. э.)
Клаузиус Рудольф (1822-1888)
Кольцов Николай (1872-1940)
Крик Френсис (р. 1916)
Кювье Жорж (1769-1832)
Ламарк Жан Батист (1744-1829)
Лейбниц Готфрид (1646-1716)
Лихачёв Дмитрий (р. 1906)
Лобачевский Николай (1792-1856)
Лоренц Хендрик (1853-1928)
Лукреций Кар (ок. 1 в. до н. э.)
Любищев Александр (1890-1972)
Ляпунов Александр (1857-1918)
Ляпунов Алексей (1911-1973)
Майкельсон Альберт (1852-1931)
МакКаллок Уоррен (1898-1969)
Максвелл Джеймс (1831-1879)
Марчук Гурий (р. 1925)
Менделеев Дмитрий (1834-1907)
Минковский Герман (1864-1909)
Моисеев Никита (р. 1917)
Нейман Джон фон (1903-1957)
Ньютон Исаак (1643-1727)
Оппенгеймер Роберт (1904-1967)
Павлов Иван (1849-1936)
Пастер Луи (1822-1859)
Паули Вольфганг (1900-1958)
Платон (428/427-348/347 до н. э.)
Постников Михаил (р. 1927)
Пригожин Илья (р. 1917)
Пуанкаре Жюль Анри (1854-1912)
Риман Бернхард (1826-1866)
Рэлей Джон (1842-1919)
Сахаров Андрей (1921-1989)
Селье Ганс (1907-1982)
Сеченов Иван (1829-1905)
Степин Вячеслав (р. 1943)
Сцилард Лео (1898-1964)
Тейяр де Шарден Пьер (1881-1955)
Уайтхед Алфред (1861-1947)
Ухтомский Алексей (1875-1942)
Фейнман Ричард (1918-1988)
Ферми Энрико (1901-1954)
Фридман Александр (1888-1925)
Шмальгаузен Иван (1884-1963)
Шредингер Эрвин (1887-1961)
Эддингтон Артур (1882-1944)
Эйген Манфред (р. 1927)
Эйнштейн Альберт (1879-1955)
Хаббл Эдвин (1889-1953)
Хокинг Стивен (р. 1942)
Черниговский Владимир (1907-1981)
<< Пред. стр. 5 (из 5) След. >>
Список литературы по разделу