Проблематика методологии исследований

[наверх]

Основные проблемы, сильно осложняющие проведение исследований влияния резонанса Шумана на живую природу и интерпретацию полученных результатов, вытекают из его природы и параметров сигнала. Во-первых, это не какой-то самостоятельный радиосигнал, а именно резонанс постоянно присутствующих в полости резонатора Земля - ионосфера электромагнитных колебаний с широкой полосой частот. Резонансные «горбы» сильно размыты вследствие низкой добротности резонатора и поэтому незначительно превышают уровень общего электромагнитного фона (рис.1.4). Уровень полезного сигнала при этом крайне низок и находится ниже уровня помех, что требует для его приема и регистрации специальных громоздких датчиков, чрезвычайно чувствительной аппаратуры и цифровых методов обработки.

Рис.1.4. Отфильтрованный от помех спектр колебаний в полосе частот резонанса Шумана

 

Возникает естественный вопрос: способны ли живые организмы почувствовать сигнал такого уровня и вида и выделить из него информацию, касающуюся частоты и амплитуды резонансов? Ответа на этот вопрос на сегодня нет, поскольку нет даже представления о механизмах рецепции, если она существует, хотя возможные варианты обсуждаются уже в течение длительного времени.

Как следствие сразу возникает другой вопрос: зачем организму чувствовать и выделять эти сигналы? Для синхронизации внутренних биологических часов? Но мгновенная частота резонансов скачет ежесекундно, а усредненная плавает в течение суток, от месяца к месяцу и в течение цикла солнечной активности, причем с большим разбросом. Понятно, что источник синхросигнала с такой нестабильностью организму не нужен. Да и зачем он, когда есть абсолютно стабильные «генераторы» - Солнце и Луна, возмущающие своими приливными силами все геосферы, включая геомагнитную, причем с существенно большей энергией?

Ну, а если организму такой синхросигнал не нужен, но он все-таки чувствует его, и этот сигнал оказывает какое-то действие на какие-то процессы, например, на клеточном уровне? И тут засада - на организм воздействует весь спектр диапазона, а не только спектр пиков, да к тому же вместе с помехами, превышающими уровень сигнала. И тогда при чем резонанс Шумана? А если организм имеет частотную избирательность, то каков ее механизм и смысл? И мы рекурсивно возвращаемся к началу вопроса.

Опираться на близость частот первой моды резонанса и альфа-ритма головного мозга тоже малоперспективно как из-за отстутствия каких-либо мало-мальски приемлемых моделей соответствующих механизмов, так и вследствие того, что кроме, как у человека, альфа-ритмов больше нет ни у одного живого существа, а корреляции частот Шумана с процессами в различных организмах, по утверждению целого ряда исследователей, вроде-бы обнаруживаются.

И, наконец, если корреляции все-таки имеют место, то почему нужно считать, что их источником является воздействие на организм волн резонанса, а не прямое воздействие на организм первичных факторов, которые определяют параметры резонанса, например, магнитного поля?

Как видим, вопросов много. Для поиска возможных ответов далее расмотрим более подробно наиболее показательные исследования по направлениям.

 

* * *

РЕЗОНАНС ШУМАНА И БИОСФЕРА: ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПЕРВОЙ ВОЛНЫ

общая панорама • эксперименты с человеком • эксперименты с животными

 

Общая панорама

[наверх]

Вдохновленные открывшимися перспективами после описанных в предыдущей главе опытов Кёнига и Анкермюллера, другие исследователи стали один за другим ставить свои эксперименты. Все они строились по базовым схемам, приведенным на рис.1.3, отличаясь, главным образом, регистрируемыми параметрами объекта и параметрами воздействующего на него электромагнитного поля.

Первоначально основная часть этих экспериментов ставилась на человеке, при этом оценивалось влияние искусственных полей на время реакции испытуемых, на результаты выполнения ими различных интеллектуальных тестов, на количество ошибок при оценке обстановки и принятии решений, на изменение собственных циркадианных ритмов, на субъективную оценку длительности временных интервалов и пр.

Исследования, проводившиеся на человеке, составили основную часть исследований возможного влияния резонанса Шумана на биосферу, и далее мы рассмотрим наиболее показательные из них. Тем не менее, проводились и исследования возможного влияния резонанса на животных, в первую очередь на традиционных лабораторных - обезьян, крыс и мышей. Исследования, касающиеся этой группы представителей биосферы, также будут рассмотрены, но в более сжатом варианте для дополнения общей исторической картины.

Релевантных публикаций, касающихся опытов по исследованию возможного влияния резонанса Шумана на растения, клеточный материал и микроорганизмы, проводившихся в рассматриваемый период, не обнаружено, хотя такого рода исследования, но без привязки к частотам резонанса Шумана, проводились в изобилии. По этой причине данные группы представителей биосферы в настоящей главе не рассматриваются.

 

Эксперименты с человеком

[наверх]

Эксперименты Хамера

Хамер (Hamer) помещал голову испытуемого между обкладками конденсатора, к которым прикладывалось переменное напряжение. В первом опыте (см. рис.2.1 слева) напряжение не изменялось и было равно 2В. Измерялось время реакции на сигнал при отсутствии и наличии сигнала минимальной и максимальной частот (3/8 Гц и 3/12 Гц, обозначенные окружностями и треугольниками соответственно). Опыт подтвердил результат, полученный Кёнигом и Анкермюллером, а именно, что низкая частота (3 Гц) замедляет реакцию, а высокая (8 - 12 Гц) - ускоряет. Последующие опыты с изменением частоты от от 2 до 6 Гц и от 3 до 11 Гц (без контроля при отсутствии поля) показали, что увеличение частоты приводит к сокращению времени реакции в среднем на 6%.

Рис.2.1. Эксперимент Хамера

Источник иллюстрации: Hamer JR. Biological entrainment of the human brain by low frequency radiation. NSL 65-199. Northrop Space Laboratories

Далее Хамер провел серию опытов со ступенчатым уменьшением приложенного к обкладкам напряжения по ряду 0,2В - 0,02В - 0,002В (см. рис. 2.1 справа), плавно изменяя частоту и оценивая при этом разрешающую способность организма (изображена «хитрым» образом с помощью скобок разной ориентации). По утверждению автора, оказалось что способность по разному реагировать на смежные частоты падает с ростом напряженности поля, т.е. сигнал большой амплитуды как-бы вводит «приемник» мозга в насыщение.

Как видно, этому эксперименту, с позиций исследования влияния конкретно резонанса Шумана, а не электромагнитных полей вообще, присущи те же недостатки, что и опыту с искусственными полями Кёнига-Анкермюллера, а именно: напряженность искусственного поля намного превышает напряженность естественно, хотя во втором эксперименте и приближается к величине напряженности поля Q-импульсов, вызываемых сверхмощными грозовыми разрядами. Кроме того, частота снова была принята равной 10 Гц и не было предусмотрено экранирование от воздействия естественных полей.

Через несколько лет Хамер провел другую серию опытов, целью которых было изучение влияния искусственного поля с частотами 8 - 12 Гц на ощущение испытуемыми хода времени. В частности, оценивалось ожидание истечения 5-ти секундного интервала. По утверждению автора эксперимента (см. Hamer JR. Effects of low level, low frequency eletric fields on human time judgement. Rep 5th Int Biometeorol. Congr.) повышение частоты с 8 до 12 Гц приводило к ощущению замедления хода времени (истечение эталонного интервала ожидалось испытуемыми раньше).

Эксперименты Вевера

Вевер (Wever) в середине 60-х провел серию экспериментов с целью поиска возможного внешнего источника синхронизации циркадианных ритмов человека. Схема экспериментов предусматривала размещение испытуемых в двух подземных камерах, одна из которых была оснащена многослойным железным экраном, что обеспечило подавление на 40 дБ по амплитуде внешних электромагнитных полей на частоте 10 Гц. Испытуемые находились в камерах по нескольку недель, при этом фиксировались фазы бодрствования и отдыха. Через определенное время с начала опыта, когда отмечалось устойчивое изменение внутреннего циркадианного ритма испытуемых, в камерах создавалось искусственное поле напряженностью около 2,5 В/м и вертикальной поляризацией, которое через некоторое время (в среднем через неделю) выключалось. При этом испытуемым не сообщалось, в какой камере (экранированной или нет) они находятся и включен ли генератор поля.

Рис.2.2. Эксперимент Вевера

Источники иллюстрации: Wever R. Einfluss schwacher elektromagnetischer Felder auf die circadiane Periodik des Menschen. Naturwissenschaften 55(1): 29-32. Wever R. Human circadian rhythms under the influence of weak electric fields and the different aspects of these studies. Int. Biometeorology. 17(3):227-232

По утверждению Вевера, в неэкранированной камере циркадианный ритм сохранялся. В экранированной же камере с первого дня эксперимента у испытуемых наблюдалась потеря синхронизации с астрономическим суточным ритмом и период собственного циркадианного цикла удлинялся до 26,6 часов. При воздействии искусственного поля с частотой 10 Гц синхронизация частично восстанавливалась с уменьшением периода до 25,8 часов, но после снятия поля период резко возрастал до 36,7 часов.

Тем не менее, несмотря на любопытные результаты, эксперимент не вносит никакой ясности в вопрос о влиянии резонанса Шумана на человека как из-за колоссального, по сравненияю с естественным, уровня искусственного поля, так и вследствие возможной неверной трактовки влияния искусственного поля, которое просто может приводить к росту утомляемости. Собственно, и сама идея о том, что сигнал резонанса Шумана может выступать в качестве синхросигнала для внутренних циркадианных ритмов является некорректной, о чем уже говорилось в п. 1.3 предыдущей главы.

Эксперименты Альтманна

Альтманн (Altmann) провел в начале 70-х серию экспериментов по изучению влияния СНЧ электромагнитных колебаний на показатели высшей нервной деятельности человека. В этих экспериментах приняли участие 162 студента и 53 офисных работника, которые подвергались воздействию статического электрического поля напряженностью 50 В/м, промодулированного прямоугольным сигналом с частотой 10 Гц и напряженностью 30 В/м. Использование прямоугольного сигнала приближало спектр электромагнитных колебаний к спектру сигнала резонанса Шумана за счет присутствия высших гармоник. Эксперимент предусматривал фазы отсутствия и наличия искусственного сигнала, при этом в конце каждой фазы испытуемые проходили тесты на внимание с двумерными образами, в т.ч. тесты Айзенка.

Было установлено, что воздействие искусственного поля улучшает показатели тестов на внимание относительно контроля на 11,7%, а снятие воздействия поля в первый момент снижает результаты тестов относительно контроля на 4,8%. Воздействие поля также субъективно улучшало самочувствие испытуемых. Однако по сути эти результаты не дали ничего нового в оценке возможного влияния резонанса Шумана на организм человека по сравнению с двумя рассмотренными выше, поскольку сам эксперимент представлял лишь их модификацию, не затрагивая принципиальные аспекты и не устраняя уже отмеченные недостатки.

Подобного рода экспериментов было поставлено достаточно много. Их повторяли с разными вариациями сам Кёниг, Шульц (Schulz), Крёлинг (Kröling), Фишер (Fischer) и многие другие.

Эксперименты Ансельма

Ансельм (Anselm) с большой группой соавторов в середние 70-х поставил уникальный эксперимент по исследованию воздействия электромагнитных колебаний прямоугольной формы на реакцию водителей и качество вождения на автомобильном симуляторе. В эксперименте принимали участие 48 испытуемых, представляющих 3 возрастные группы и 2 ментальных типа. Программа и методика эксперимента были жестко регламентированы, а регистрация и последующая обработка данных полностью автоматизированы.

Общий вид использованного в эксперименте симулятора показан на рис.2.3. Постоянное электрическое поле создавалось приложением напряжения 1000 В между солнцезащитным козырьком и шаси автомобиля. На постоянное напряжение накладывось прямоугольное с размахом 20 В и частотой 10 Гц. Потенциал на расстоянии 7 см. от головы испытуемого относительно шаси составлял: постоянного поля - 60 В и переменного поля - 4 В. Во время тестирования испытуемых поле периодически автоматически включалось на заданное время (10 минут). Регистрировалось время реакции и количество допускаемых ошибок при оценке дорожной обстановки и принятии решений.

Рис.2.3. Симулятор в эксперименте Ансельма
слева - кабина, справа - общий вид симулируемой дорожной обстановки

Рис.2.4. Изменение числа ошибок испытуемых в эксперименте Ансельма

Источник иллюстраций: Anselm et al. Untersuchungen des Einflusses von luftelektrischen Impulsfeldern auf das Fahrund Reaktionsverhalten von Probanden im Kraftfahrzeug- Fahrsimulator. Ber AllianzZentrum Tech, TU München and Inst. Biomуed Tech, München

Было обнаружено, что включение поля практически не влияет на время реакции, но уменьшает количество ошибок при управлении симулятором на величину до 8-10%. При этом, как и в предыдущих экспериментах, в первое время после снятия поля измеряемый показатель ухудшался даже по сравнению с контрольным значением.

Как видно, результаты данного эксперимента в части влияния на интеллектуальные показатели в целом подтверждают результаты других описанных здесь экспериментов, но не согласуются с ними в части влияния поля на время реакции.

Эксперименты Кирмайера

Кирмайер (Kirmaier) с группой соавторов модернизировал описанный выше эксперимент Ансельма, пересадив испытуемых с симулятора на настоящие автомобили, снабженные такими же, как у симулятора, источниками постоянного и переменного поля. В данном эксперименте участвовало 100 водителей разных возрастов, прошедших индивидуальное тестирование. Каждый водитель в день совершал 4 рейса по 46 км в пригороде Мюниха. Поле в машине активировалось на всё время рейса автоматически по заданной программе, предусматривающей для четырех рейсов дня одну из двух последовательностей: 1-0-0-1 и 0-1-1-0 (1 - включено, 0 - выключено). При этом о заданной последовательности не знали ни испытуемые, ни экспериментаторы.

Во время рейса испытуемые выполняли несколько тестов по распознаванию образов. По окончании рейса фиксировалось его длительность, средняя и максимальная скорость и расход топлива, а также измерялся целый ряд медико-биологических и психомоторных показателей испытуемых - давление, пульс, острота зрения, пупилломоторный рефлекс, параметры нейро-координации, энцефалограмма и пр.

По данным, полученным в ходе эксперимента, были сделаны следующие выводы:

· тесты на внимание показали увеличение числа распознаваемых образов в конце рейсов с включенным полем (см. рис.2.4);

· измерение медико-биологических и психомоторных параметров испытуемых по окончании рейсов не выявило их связи с воздействием поля;

· измерение параметров рейсов также не выявило их зависимости от воздействия поля на испытуемых.

Рис.2.5. Изменение числа распознаваемых образов в эксперименте Кирмайера

Источник иллюстрации: Kirmaier N. Konig H-L. Einfluß von impulsmodulierten elektrischen Feldern auf Probanden im Fahrsimulator. 2nd Kolloq. Bioklimatol Wirk Luftelektr Faktoren, Münich.

 

Как видно, недостатка в энтузиазме и изобретательности исследователей первой волны (60-е - 70-е годы) не было. Однако ограниченные технические возможности по измерению параметров сверхслабых естественных электромагнитных полей и цифровым технологиям на тот период не позволяли получить необходимый объем знаний о резонансе Шумана, а также должным образом поставить эксперименты как в естественной, так в искусственной среде. Поэтому результаты экспериментов первой волны с современных позиций можно рассматривать скорее как имеющие историческую, нежели научную значимость, и ссылка на них в современных дискуссиях в качестве научного аргумента привлекательна, скорее, лишь в плане критики и методологического анализа.

 

Эксперименты с животными.

[наверх]

Приведенные выше сведения об исследованиях влияния резонанса Шумана на человека в целом дают общее представление о первой фазе развития направления «Резонанс Шумана - Биосфера». Тем не менее, для полноты картины далее вкратце рассмотрим эксперименты «первой волны», в которых в качестве объектов испытаний фигурируют животные.

Эксперимент Гаваласа

Гавалас (Gavalas) с группой исследователей обучал обезьян (макак) нажимать кнопку с 5-секундным интервалом. Голову предварительно обученного примата помещали между двумя проводящими пластинами, расположенными на расстонии 40 см друг от друга, к которым было приложено переменное напряжение с размахом амплитуды 2,8 В и частотой 7 или 10 Гц. При этом измерялся интервал между нажатиями кнопки и снималась энцефалограмма. Воздействие полем производилось случайным образом по четыре часа в день. В эксперименте участовали 3 обезьяны.

Облучение полем с частотой 10 Гц не приводило к изменению частоты нажатия кнопки, а облучение полем с частотой 7 Гц сокращало интервал между нажатиями в пяти из шести опытов минимум на 0,4 с. На энцефалограммах гиппокампа наблюдалось увеличение амплитуд на частотах 7 и 10 Гц. (Gavalas R.J, Walter D.O, Hamer J, Ross A.W. Effect of low-level, low frequency electric fields on EEG and behavior in Macaca Nemestrina. Brain Res 18:491-501)

Эксперименты Ланга

Ланг (Lang) исследовал влияние естественного и искуственного СНЧ электромагнитного поля на показатели метаболизма белых мышей. После выдерживания мышей в течение 4-х дней в клетке Фарадея, экранирующей от воздействия внешних электромагнитных полей, их показатели метаболизма существенно ухудшались, в т.ч. уменьшалось потребеление кислорода на единицу массы и ухудшался водно-щелочной обмен, в результате чего в тканях организма накапливалась излишняя вода, падал уровень гемоглобина, содержание солей натрия в крови росло, а солей калия - падало и т.п. Последующее воздействие на мышей, находящихся в клетке Фарадея, электромагнитными колебаниями прямоугольной формы с частотой 10 Гц частично возвращало показатели метаболизма к норме.

Рис.2.6. Изменение водного обмена мышей в экспериментах Ланга
(одновременный рост всех трех графиков, очевидно, связан с изменением других факторов среды)

источник иллюстрации: Lang S. Änderung des Wasser undElektrolythaushaltes bei weissen Mäusen unter Einfluss von Faraday-Bedingungen und eines Rechteckimpulsfeldes der Frequenz 10 Hz. Verh Dtsch Zoo I Ges Helgol pp 176-179