“Биофизика”, 2001, том 46, вып. 5, с. 852-855.
© И.М.Дмитриевский

Вслед за Чижевским А.Л., установившим корреляции между эпидемиями чумы и холеры и максимумами солнечной активности, Шноль С.Э. [1] показал, что при последовательных измерениях любых процессов вследствие флуктуаций получают последовательность дискретных величин. При исследовании последовательного ряда соответствующих гистограмм было обнаружено, что данная гистограмма с высокой вероятностью сходна с ближайшими соседями и повторяется с периодом 24 часа, 27 суток и около 365 суток. Все это, по мнению Шноля С.Э., свидетельствует о весьма общей космофизической (космогонической) причине установленного явления.

Феномен Э.Шноля является типичным примером слабых воздействий, определение которых дано в [ 2] . Сейчас уже ясно, что проблема слабых воздействий охватывает очень широкий круг различных явлений от упомянутых уже солнечно-земных связей до лечебного действия слабых электромагнитных полей нетепловой интенсивности. Раскрытие механизма слабых воздействий давалось с трудом. Основная проблема при решении этой задачи - поиск усилительного механизма. По оценкам Чернавского Д.C. [ 3] во всех предложенных механизмах не хватало коэффициента усиления слабого воздействия, равного, по крайней мере, 10⁴ _. Именно такой коэффициент усиления мы и обнаружили экспериментально при воздействии циркулярно поляризованного (определенным образом упорядоченного) излучения на биологические объекты по сравнению с действием неполяризованного излучения [ 4] . Но это усиление имело место только в области слабых сигналов, практически не доступной для экспериментов. Именно поэтому с этим феноменом не столкнулись ранее. А в области не слабых (выше некоторого порога) сигналов столь существенной разницы в воздействии поляризованного и неполяризованного излучения не наблюдается. Поэтому и была сильна уверенность в отсутствии такого эффективного воздействия поляризованного излучения.

В основу предложенного нами магнито-резонансного механизма слабых воздействий [ 2] помимо этого экспериментального факта было положено явление возникновения источников поляризованного излучения по механизму ядерного магнитного резонанса-ЯМР (для ионов H⁺, Na⁺, К⁺ и др.), электронного парамагнитного резонанса - ЭПР (для свободных радикалов) и химической поляризации ядер и электронов (для тех же ядер и радикалов) в земном магнитном поле или других постоянных магнитных полях.

Универсальность развитого механизма позволяла использовать его и в других явлениях, в частности, при анализе неизвестных сторон механизма слабых взаимодействий в ядерной физике[ 5] . На эту мысль наталкивали также естественное предположение о слабости воздействия нерегистрируемого агента, вызывающего b -распад, и поляризация электронов распада, с которой можно связать высокую эффективность слабого воздействия, не смотря на его энергетическую малость. Поначалу было просто заманчиво подвергнуть весьма жесткому испытанию универсальность разработанного биофизического механизма, приложив его к явлению далекому от биологии. Но при проведении этого экстравагантного исследования мы были вознаграждены неожиданным установлением фундаментальной причины и физических, и биологических явлений и в частности космофизических флуктуаций. Эту причину мы вряд ли бы столь легко обнаружили, не обращаясь к слабым взаимодействиям в ядерной физике.

Следующим важным шагом было обращение внимания на то, что характеристики этой компоненты точно совпали с характеристиками соответствующей компоненты такого фундаментального природного явления, как реликтовое излучение Вселенной. Реликтовым оно называется потому, что образовалось, по гипотезе Большого Взрыва, при возникновении Вселенной. Остывая при расширении Вселенной, реликтовое излучение достигло к настоящему времени температуры 2,7 градуса по Кельвину. По соображениям общности реликтовое излучение” (или всеобщий фон, как считают некоторые) должно состоять их 4-х компонент - переносчиков фундаментальных взаимодействий. Для слабых взаимодействий, которые ответственны за b -распад, - это пара нейтрино-антинейтрино со средней энергией 10^-4 эВ и средней концентрацией около 200 нейтринных пар в каждом кубическом сантиметре Вселенной [ 6] . Сейчас, задним числом, можно только удивляться, что такое фундаментальное явление, как всюду присутствующее реликтовое излучение (самая естественная конкретизация злополучного эфира) оставалось в стороне от основных понятий и теорий физики, игнорировалось. Вместо этого изобретался физический вакуум с необходимыми гипотетическими свойствами.

Реликтовое излучение оказалось тем скрытым (слабым) параметром, неучет которого делал систему незамкнутой и приводил к видимому нарушению закона сохранения четности. С этих позиций распад нейтрона - n+n ® p+e^-.связан с резонансным поглощением известной пары нейтрино-антинейтрино реликтового излучения. Эта модель обладает общностью и позволяет указать причину не только b -, но и g - и a -радиоактивности, объяснить многие неясные вопросы в ядерной физике, указать ошибки в интерпретации экспериментов по несохранению четности и т.п.

Приведенные выше положения представляют суть “реликтовой концепции” [ 5] . Рассмотрим феномен С. Шноля с точки зрения этой концепции. Прежде всего, наибольшее удивление среди экспериментальных результатов С. Шноля вызывает наличие тонких пиков (“полиэкстремальность”) в гистограмме, вместо традиционного пуассоновского распределения. Каковы причины их появления и почему их собственное s - стандартное отклонение примерно на два порядка меньше s , характерного для пуассоновского распределения с тем же средним значением ?

Традиционно скорость радиоактивного распада ядер - dN/dt=- l N, где N- число ядер в момент времени t, l -постоянная распада. Но в соответствии с реликтовой концепцией [ 5] , эта скорость определяется как dN/dt=- w s j N, где s - сечение резонансного поглощения нейтринной реликтовой пары ядром, w - вероятность распада ядра после поглощения реликтовой пары, а j - плотность потока реликтовых нейтринных пар для b -распада или соответственно реликтовых переносчиков электромагнитных и сильных взаимодействий для g - и a -радиоактивности.

Следует различать две составляющие плотности потока: j ₀ - изотропная, неупорядоченная, неполяризованная составляющая плотности потока и j ₁ - анизотропная, упорядоченная, поляризованная составляющая, воздействие которой в 10⁴ раз более эффективно, чем действие неполяризованной компоненты (в соответствии с магниторезонансным механизмом слабых воздействий). Таким образом, l =w s (j ₀₊ 10^4j ₁). Последнее выражение позволяет исследовать зависимость постоянной распада и формы гистограмм Шноля от составляющих плотности потока реликта и их изменений во времени.

Действие этих 2-х компонент происходит по принципиально разным механизмам. Для неполяризованной составляющей все события независимы и поэтому результат взаимодействия определяется пуассоновским распределением, а для поляризованной составляющей, действующей с усилением 10⁴ первоначальных взаимодействий, события уже не являются независимыми и их распределение отличается от пуассоновского, пуассоновским будет лишь распределение для первоначальных (неусиленных и потому независимых) взаимодействий. Итак, мы будем иметь пуассоновское распределение для взаимодействий с изотропной (неполяризованной) составляющей реликта и наложенные на него тонкие пики от усиленного взаимодействия с поляризованными анизотропными компонентами реликта. На рис.1 построено пуассоновское распределение, полученное по канонам классической математический статистики с рекомендуемым ею исключением “выбросных” точек (тонких пиков) , отвечающее результату взаимодействия с изотропной, неполяризованной составляющей реликта. Тонкие пики, определяемые вычитанием из экспериментально определенной гистограммы полученного выше пуассоновского распределения, есть результат взаимодействия с поляризованными, анизотропными составляющими. Их расположение и интенсивности являются наиболее адекватными параметрами для сравнения и выявления сходства гистограмм.

(В скобках заметим, что если отсчситывать тонкие пики от кривой 2 на рис.1, то они часто на выходят за интервал 1s , в то время как отсчет от кривой 1 дает нередко высоту тонких пиков, превосходящую интервал 2s . С неучетом этого, по нашему мнению, может быть связано недоумение оппонентов С. Шноля, удивляющихся [ 7] как это “недостоверные” пики могут привести к выявлению “периодов” сходства гистограмм, да еще таких, как сутки, лунный месяц, год и т.п. Для получения более достоверной статистики выявления пиков увеличение времени измерения часто не приводит к желаемому результату. Так было бы лишь в том случае, если бы положение пика не передвигалось со временем. Поэтому “повышеть” сататистику следует увеличением активности источника или сложением синхронных измерений нескольких источников, стремясь к меньшей длительности измерения. Важно также, учитывая узость пиков, выбрать соответствующее “разрешение” - шаг гистограммы.) Кроме того можно оценить коэффициент усиления при действии поляризованного излучения К, исходя из параметров тонкого пика: - среднее значение числа распадов за интервал времени D t, и s - среднеквадратическое отклонение. Уменьшение в К раз (способ исключаения усиления) и уменьшение ординат пика в К раз (поскольку обе величины пропорциональны активности) должно приводить к пуассоновскому распределению первоначальных (неусиленных) взаимодействий (см. рис 2) . При этом s для последнего распределения равно s экспериментального пика. Поскольку последнее s по экспериментальным данным составляет, примерно, 10^-2(явно не пуассоновское распределение), то для того, чтобы для преобразованного распределения (кривая 3 на рис.2) то же самое по величине s было равно (т.е. чтобы оно отвечало пуассоновскому распределению независимых первоначальных событий), необходимо, чтобы К= 10⁴. А это именно то значение коэффициента усиления действия поляризованного излучения, которое было определено ранее экспериментально в других системах и заложено в усилительный механизм слабых воздействий поляризованного излучения в “реликтовой концепции” в качестве обобщенной закономерности. Более аккуратно этот результат можно получить, сравнивая преобразованное распределение 3 на рис. 2 с пуассоновским распределением для различных К по критериюc ². Типичный результат этого сравнения приведен на рис. 3. Из этих распределений можно также оценить порядок анизотропии реликтового излучения. При сравнимом или меньшем вкладе действия поляризованной составляющей по сравнению с неполяризованной в общую активность в районе пика тонкой структуры экспериментальных гистограмм С. Шноля ясно, что анизотропия реликта, связанная с поляризованной составляющей, составит в большинстве случаев ~10^-4 и меньше.Это значение находится в неплохом соответствии с общей оценкой исследователей реликтового излучения, которые указывают порядок анизотропии реликта не более 10^-3 [ 6] . Полученные совпадения служат неплохим аргументом в пользу правдоподобности предлагаемого объяснения феномена С. Шноля.

Наше рассмотрение было бы не полным, если бы мы не привели аргументов в пользу того, что анизотропные составляющие реликтового излучения будут действительно поляризованы. Постановка такого вопроса , возникшая из нашего рассмотрения, способствовала нахождению аргументированного ответа на него. Ответ связан с мазерным эффектом в космосе [ 8] , который подтверждается прямыми экспериментальными наблюдениями. Мазерный эффект в космосе - это усиление проходящего через космическую среду излучения за счет индуцированного излучения. По отношению к нашей задаче активной средой с инверсной заселенностью являются сами астрофизические объекты. Накачка этой среды осуществляется по магнито-резонансному механизму соответствующими компонентами реликта. Рожденное при этом излучение обладает теми же свойствами (частотой, энергией, поляризацией, направлением), что и первичное излучение. Выделение и фиксация определенного направления задается узкой аппертурой телесного угла, под которым виден астрообъект с Земли. (Последнее по сути аналогично возникновению поляризации отраженного лунного света, также фиксирующего определенное направление на Землю и значит одинаковую ориентацию площадок отражения, задающих почти идеально отполированную плоскость отражения, создающую, как известно, поляризацию отраженного излучения.) Такое рассмотрение и толкование существенно уточняет прежнее представление о мазерном эффекте в космосе, когда он связывался лишь с поглощением молекулами ОН и Н₂О и излучением от какого-либо близлежащего источника (например, звезды) или с протекающими в космосе химическими реакциями[ 8] . При расшифровке тонкой структуры спектров гистограмм необходимо учетывать несколько мод мазерного излучения и возможную интерференцию излучений с различных направлений. Учитывая периодически изменяющееся положение астрономических объектов относительно земной точки наблюдения, можно прийти к динамически изменяющейся картине распределения плотности потока анизотропных составляющих реликта во времени. Эта картина и будет определять тонкую структуру спектров гистограмм. При этом синхронные гиспограммы процессов самой разной природы будут сходны, поскольку естественно полагать примерно одинаковое изменение плотности всех компонент реликтового излучения - переносчиков всех фундаментальных взаимодействий. Изложенная модель возникновения космофизических макрофлуктуаций позволяет анализировать и предсказывать и другие закономерности. Она была уже использована для нового объяснения расхождений хронологий ак. А.Т. Фоменко и общепринятой и расхождений в возрасте Туринской плащеницы между историческими данными и результатами радиоуглеродного анализа [ 9] ,.

Рис.2

Рис. 1. Распределение скорости a -распада ²³⁸Рu по первым 600 измерениям, получыенным из банка данных А.А. Конрадова, выполненным И.М. Зверевой (МГУ) 05.10.95г в течение трех часов, начииная с 8 ч. 37 мин. 17 с. Средняя скорость распада 171,71 расп.¤ 1.¤ 18 с. Кривая 2 (верхняя) – пуассоновское распределение, построенное по всем точкам экспериментальной гистограммы; кривая 1 (нижняя) – пуассоновское распределение, построенное по точкам гистограммы за исключением выбросныхз точек тонкой структуры гистограммы. По оси абсцисс – число распадов за 1.¤ 18 с., по оси ординат – частота выпадений измерений с данной скоростью распада.

Рис. 2. Иллюстрация эффекта усиления тонкого пика гистограммы: 1 – экспериментальный тонкий пик, полученный вычитанием из экспериментальной гистограммы кривой 1 на рис.1; 2 – пик 1, сдвинутый уменьшением среднего значения в К раз (К – коэффициент усиления первоначальных взаимодействий реликта с материнским ядром радиоактивного распада); 3 – пик первоначальных взаимодействий, полученный уменьшением пика 2 в К раз. По осям координат то же, что и на рис.1.

Рис. 3. Типичная зависимость log(c ²) от log К. По оси абсцисс - log К – логарифм коэффициента усиления взаимодействий поляризованной компоненты реликта с материнским ядром радиоактивного распада; по оси ординат - log(c ²) – логарифм критерия Пирсона при сравнении преобразованного тонкого пика (кривая 3 на рис. 2) с гипотетическим пуассоновским распределением первоначальных, не усиленных взаимодействий реликта с материнским ядром радиоактивного распада.