БИОБЕЗОПАСНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА – СТРАТЕГИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. Косинов Н.В., кандидат технических наук Введение Стремительно нарастает энергонасыщенность быта людей. Телевизор, аудио- и видеосистемы, компьютеры, микроволновые печи, – вот далеко не полный перечень технических устройств, с которыми человек постоянно взаимодействует. Особенно интенсивно входят в нашу жизнь компьютеры. Однако все чаще появляются публикации о том, что компьютеры и телевизионные системы, в которых не приняты специальные меры для снижения уровня излучения, представляют серьезную опасность для здоровья пользователей. Непосредственно приближенные к человеку, они создают повышенный электромагнитный фон. 1. Электромагнитный смог После того, как Г.Герц в 1886-1889 г.г. экспериментально получил, с помощью изобретенного им вибратора, искуственные электромагнитные волны, это стало вехой не только в науке и технике, но и породило принципиально новую ситуацию в окружающем пространстве на Земле. За все время существования Земли ни биосфера, ни человек не знали искуственных электромагнитных волн. Общий фон искуственного электромагнитного поля на Земле с момента изобретения радио начал значительно возростать и продолжает сохранять тенденцию роста. Еще в начале нынешнего века такой высокой насыщенности биосферы электромагнитными полями не было. Особенно тревожным является тот факт, что идет нарастание уровня электромагнитного фона в среде жизнедеятельности человека, в непосредственной близости от него. Основываясь на результатах исследований, проведенных в различных странах мира, можно сделать вывод, что “электромагнитный смог” постепенно становится одним из основных факторов загрязнения окружающей среды. Паутины проводов электроснабжения в домах и в рабочем помещении окружают человека. Радиопередающие и радиолокационные станции создают глобальные электромагнитные поля на больших территориях. Человек уже поставлен в такие условия, при которых он находится значительное время под воздействием искуственных полей, создаваемых электронными системами, радиопередающими системами и системами электроснабжения. Особенно интенсивно входят в нашу жизнь компьютеры и телевизионные системы. Без них уже совершенно невозможно представить современный мир. Но и это прогрессивное явление, при широком его использовании, проявилось неожиданной стороной. Выявлено, какую серьезную опасность для здоровья пользователей представляют компьютеры, телевизионные системы и другие электро и радиоустройства. Корень зла находится в создаваемых ими полях. Электромагнитные поля таят в себе большую опасность для здоровья человека. Традиционно считалось, что основным действующим фактором на живые организмы является уровень энергии полей. Однако выявилось, что ситуация намного сложнее. Исследования проведенные в США и Швеции выявили, что электромагнитные поля, создаваемые техническими системами, даже в сотни раз слабее естественного поля Земли, могут быть опасными для здоровья. Ранее считалось, что низкоинтенсивные поля неионизационного уровня являются безвредными. Напряженность электрического поля в зоне монитора обычно составляет 1 – 10 В/м, магнитная индукция составляет 0,1 – 10 мГс, что значительно ниже естественного природного фона Земли (соответственно около 140 В/м и около 400 мГс). Такого же порядка поля в зоне расположения телевизора и других бытовых приборов. Несколько лет назад еженедельник The New Yorker опубликовал серию статей, где вскрывалось тревожное положение, связанное с влиянием техногенных электромагнитных полей на человека( Техника молодежи, N1, 1996г.). В работах Анисимова В.Н. (Санкт-Петербург) приводятся результаты исследований шведских ученых, проанализировавших сведения о частоте рака среди 400 тыс. лиц, проживавших в домах, которые находятся на расстоянии до 300 м. от высоковольных линий электропередач. В этой группе было обнаружено 142 ребенка с различными видами злокачественных новообразований и 548 взрослых с опухолью мозга или лейкозом. При этом выявилось, что риск возникновения заболеваний увеличивается уже при достижении магнитной индукцией уровня 3 мГс, что более чем в сто раз нижеестественного поля Земли. Как видим, не все в порядке обстоит в понимании проблемы биобезопасности электромагнитных полей. Опасность присутствует не только там, где есть электромагнитные поля с высокими уровнями энергии. Последние исследования выявили нечто совершенно неожиданное. Не только “джоули” и “ватты” таят опасность. Есть что-то третье, еще не выявленное наукой. И это “что-то”, не связанное с энергией полей, постоянно сопровождает электромагнитные поля, создавая иллюзию опасности энергонасыщенного электромагнитного поля и скрывая истинного виновника опасного воздействия на человека [2,3]. То, что электромагнитные излучения очень низкой энергии так опасны для человека, оказалось совершенно неожиданным. Считалось, что опасными являются высокоинтенсивные ионизирующие излучения, а об опасности таких низкоинтенсивных полей трудно было даже подозревать (Природа, N2,1995г. с.78-85). Статистика заболеваемости говорит о том, что слишком устаревшим является мнение о безвредности неионизирующих электромагнитных излучений. Механизм действия низкоинтенсивных электромагнитных излучений на биологические объекты современной наукой еще не раскрыт, но медиками уже вскрыты факты существования серьезнейшей опасности. Поэтому рассуждения о низком уровне техногенных излучений по сравнению с уровнями естественных природных полей и об их якобы безопасности, вследствие отсутствия ионизационного действия, уже не могут оставаться убедительными. Факты доказывают обратное. Традиционный подход, при котором считалось, что основное опасное воздействие на человека кроется в энергетических уровнях электромагнитных излучений, уходит в прошлое. То, что искуственно созданные электромагнитные излучения с интенсивностью значительно меньшей, чем природные поля, так опасны для человека, заставляет сделать вывод, что между искуственными полями и естественными природными полями существует фундаментальное качественное различие. К этому различию особенно чувствительны биологические объекты [2,3]. Необходимость разработки нового подхода, способного привести к построению биобезопасных технических и, в частности, электронных систем, стоит очень остро. Нужны прорывные технические решения, основанные на совершенно новых идеях, способные кардинальным образом изменить ситуацию. Проблема эта очень глубокая, она затрагивает основы электромагнетизма, электродинамику и свойства физического вакуума. В электромагнитных полях остаются не исследованными структурные особенности полей. Эти особенности никак не следуют ни из уравнений Максвелла, ни из квантовой теории. Они не связаны напрямую и с энергетическими проявлениями электромагнитных полей. 2. Асимметрия электромагнитных полей Уравнения Максвелла считаются симметричными математическими конструкциями. В работах [5, 8] показано, что электромагнитные поля не являются симметричными, а обладают особым видом асимметрии – винтовой асимметрией. Среди возможных математических описаний электромагнитного поля, уравнения Максвелла являются только одним из проявлений. Кроме уравнений Максвелла существуют и другие уравнения, учитывающие геометрические особенности полей [8]. В рамках теории вакуума вместо двух векторов (E и H), рассматривается единый винтовой вектор вакуума (U) [8]. Такой подход позволил выявить то, что уравнения поля, основанные на винтовом векторе вакуума U, расщепляются на несколько самостоятельных систем уравнений, в зависимости от фазовых соотношений между векторами E и H. При этом выявляется, что полевые структуры с перпендикулярными векторами E и H не являются единственными. Поэтому, электродинамика Максвелла должа быть существенно дополнена. Для исследования всех проявлений электромагнетизма уравнений Максвелла явно не достаточно. Особый интерес представляет исследование полевых структур с параллельными векторами E и H. Это же подчеркивает в своих работах В.Е.Жвирблис [11], отмечая, что еще Пастер и Кюри, изучая диссимметрию в живой природе, указывали на существование комбинаций электрического и магнитного полей отличных от E ^ H. По нашему мнению, проблемы биобезопасной электроники должны решаться с акцентом на эти новые особенности полей. Видно, что только на основе одного подхода – уменьшения энергии полей, для целей биобезопасности, эту проблему решить не удасться. Говоря на языке радиотехники – важны ФАЗОВЫЕ соотношения, говоря на языке геометрии – важны СТРУКТУРНЫЕ особенности электромагнитных полей. В работе [8] это качественное различие названо левовинтовым и правовинтовым полями. К выводу о существовании левых и правых полей привели исследования в области теории вакуума и выявленные закономерности в структурогенезе вещества [4 – 10]. Не только и не столько вольты и гауссы должны учитываться при выявлении влияния электромагнитных полей на живые организмы, но и ориентация полей искуственного происхождения и их совпадение (или антисовпадение) с направленностью естественных природных полей. Генерируемые техническими системами искуственные поля, как правило, имеют антиприродную ориентацию. Именно в этом кроется причина их чрезвычайно высокой опасности для живых организмов даже в том случае, когда их уровень значительно ниже естественных природных полей. Впервые мы выходим на принципиально новый аспект проблемы – учет структурных особенностей полей. Геометрия полей становится определяющей. Она выходит на первый план, оставляя позади себя энергетический фактор. Тот важнейший факт, что ДНК устроена в форме спирали с такой принципиально важной особенностью как левовинтовая завивка двойной спирали, указывает на принципиальную важность соответствия структуры внешних искуственных полей особенностям структуры биологических объектов. С этих позиций открывается новое, перспективное направление исследований, основанное на свойствах физического вакуума и связи его с особенностями структуры полей [8]. 3. О механизме поглощения энергии биосистемами Для решения проблемы создания биобезопасных технических систем необходимо выяснить механизм опасного воздействия искуственных полей на живые организмы. Прояснить проблему помогают исследования в области теории физического вакуума. Теоретические исследования с применением унитронной теории вакуума и экспериментальные исследования на их основе, позволили получить ряд принципиально новых результатов [4 – 10], которые заставляют с новых позиций рассматривать механизм поглощения энергии полей биологическими объектами. Речь идет об эффекте генерации электричества вакуумом [9]. В обнаруженном явлении происходит эффективное преобразование энергии поля в электричество в широком диапазоне частот. Явление преобразования энергии поля по эффективности близко к резонансному эффекту, но проявляется одновременно во всем диапазоне частот. Это позволило рассматривать явление как полирезонансный эффект. Эффект имеет некоторую аналогию с внутренним фотоэффектом, но отличается от последнего тем, что преобразование энергии электромагнитных излучений происходит не в оптическом диапазоне волн, а на радиочастотах в диапазоне от сверхдлинных волн до гигагерц. В работе [6] это физическое явление названо полирезонансным РАДИОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЭФФЕКТОМ. За счет одновременного преобразования энергии в широком диапазоне частот результирующий эффект энергетических преобразований в нем может быть даже выше, чем в индукционных резонансных системах. Соответственно, интенсивность поглощения энергии поля и превращение ее в электричество, при определенных условиях, может превосходить аналогичные явления, наблюдаемые в резонансных системах. В основе полирезонансного радиоэлектрического эффекта, являющегося вакуумным эффектом, лежит генерация электричества вакуумом [9]. Обнаруженное физическое явление показывает, что существует отличный от резонансного механизм превращения энергии поля в электричество. И, весьма вероятно, что Природа смогла воспользоваться им, как очень эффективным способом энергетических преобразований. Поэтому, подходить к проблеме поглощения энергии биообъектами только со старыми мерками и строить соображения об опасности электромагнитных полей на старых подходах, неправомерно. Вышеизложенное указывает на то, что у биосистем может существовать особый механизм поглощения энерги, который до сих пор не имел аналогов в технике. В биосистемах существует еще один, неизученый способ превращения энергии поля в электричество, в корне отличный от резонансного. Возможно, что появление биотоков в клетках живых организмов является его следствием. Процесс преобразования энергии в клетках происходит под действием электромагнитного поля в физической среде, не обладающей магнитными свойствами. При этом отсутствуют привычные резонансные контуры и индуктивности. Мы считаем, что такой полирезонансный механизм преобразования энергии полей, может осуществляться в биологических системах на клеточном (мембранном) уровне. С учетом нового физического эффекта находит объяснение такое, казалось бы странное проявление электромагнетизма, – опасное влияние сверхслабых техногенных электромагнитных полей на человека. При интенсивном поглощении энергии искуственных полей на мембранах клеток возникает электричество, которое нарушает естественные электрические процессы, происходящие в клетках и тканях живого организма. В связи с тем, что цитоплазма электропроводна, то все процессы енергопреобразований реально будут происходить в основном на мембранных структурах. Поскольку, при этом, весь “вольтаж” поля концентрируется на тонких мембранах, то на них создаются высокие напряженности, достаточные для появления носителей электрических зарядов. 4. Проблемы биобезопасной электроники Традиционно меры защиты человека от опасного воздействия электронных систем основаны на экранировании опасных электромагнитных излучений. Однако, как показали исследования, экранирование позволяет уменьшить энергию полей в окружающем пространстве, но никак не влияет на структуру поля, поэтому фактор, оказывающий вредное воздействие на человека, может оставаться неустраненным.В радиотехнике известно, что условием значительного воздействия поля является наличие резонансных явлений. Такой подход часто пытаются распространить и на биологические системы. Но поскольку резонансные явления в организме человека, особенно на низких частотах, являются маловероятными, то отсюда делался вывод о якобы отсутствии взаимодействия биологических объектов с источником излучений, а значит и об отсутствии опасного влияния низкоинтенсивных и низкочастотных излучений. При этом считалось, что пространство, окружающее человека, – физический вакуум, во взаимодействии не участвует. Исследования в области теории физического вакуума заставляют в корне пересмотреть сложившееся понимание механизма поглощения энергии полей биологическими объектами. Далеко не последнюю роль играют геометрические особенности полей. Становится определяющим не уровень энергии, поглощаемой веществом, а уровень энергонасыщенности физического вукуума и изменение его структурной организации. Поэтому воздействие на вещество может проявляться при очень низких уровнях поглощаемой энергии и даже носить непороговый характер. Полностью механизм влияния искуственных полей на биологические системы еще предстоит раскрыть, но уже ясно, что он мало коррелирует с механизмом поглощения энергии, который демонстрируют нам существующие ныне технические системы, использующие резонансные явления. Поэтому, объяснение влияния электромагнитных полей электронных систем на биологические объекты на основе эффекта резонанса не является единственно возможным. Увязывание степени опасного воздействия только лишь с уровнем энергии полей, также не является единственно возможным и может оказаться ошибочным. В работе [2] высказано предположение, что чрезвычайно высокая чувствительность биологических объектов к электромагнитным полям обусловлена геометрическими особенностям полей и тем, как асимметрия структуры ДНК соотносится с асимметрией поля. В двойной спирали ДНК – в этой геометрической особенности ДНК, необходимо искать причину высокой чувствительности живых организмов к электромагнитным полям. 5. Вакуумные биобезопасные технологии В последнее время значительно активизировались исследования, направленные как на выяснение сущности физического вакуума, так и на разработку прикладных вакуумных технологий [1]. На вакуумные технологии возлагаются надежды как на многообещающие экологически чистые технологии. Новое понимание сущности физического вакуума, указывает на серьезные последствия насыщения его энергией искуственных электромагнитных полей. Влияние этого искуственно созданного “электромагнитного смога” на биосферу может оказаться непредсказуемым. В геометрических особенностях искуственных полей скрывается причина их чрезвычайно высокой опасности для живых организмов даже в том случае, когда их уровень значительно ниже естественных природных полей. Теория физического вакуума дает ключ к принципиально новому решению проблемы биобезопасности на совершенно новых идеях. Из нее, в частности, следует, что не только и не столько экранировкой можно защититься от опасных излучений. Более перспективным является избавление от опасного воздействия излучений путем перестройки структур искуственных полей, генерируемых электронными системами. 6. Детекторы электромагнитных полей Важнейшим направлением в системе мер, направленных на уменьшение влияния опасных техногенных полей на человека , является решение проблемы обеспечения пользователей доступными измерительными и индикаторными приборами для контроля излучений. Не статистика заболеваний должна предупреждать об опасности, а широкодоступные специальные измерительные приборы и индикаторы. Покупателю уже не представляет труда найти мониторы “Low radiation”, “Low Emission”. Фирмы-изготовители, выполняя стандарты MPR-2, TSO99, предлагают продукцию, имеющую все меньший и меньший уровень электромагнитных излучений. К сожалению каждый миллигаус и каждый вольт на метр, при их снижении, достаются дорогой ценой и приводят к удорожанию телевизоров и мониторов, но сохранение здоровья пользователей стоит того. Покупатель должен иметь возможность выбрать лучшую модель в пределах соизмеримых цен. Для этого нужны доступные по цене детекторы электромагнитных полей. Сложность создания таких детекторов связана с тем, что электромагнитные излучения, идущие от экранов мониторов или телевизоров имеют очень широкий частотных спектр, простирающийся до гигагерцового и даже рентгеновского диапазонов. Разработан простой и доступный по цене детектор электромагнитных полей, имеющий широкий частотный диапазон. Он позволяет проводить экспресс-контроль мониторов, телевизоров, защитных фильтров для мониторов, оконных защитных пленок и т.п. Индикатор прост в обращении, удобен в работе. В течении короткого времени (10 – 20 секунд) он позволяет оценить уровень электромагнитных излучений телевизора, монитора, компьютера, эффективность защитного фильтра и произвести сравнительный анализ различных моделей. Индикатор охватывает широкий диапазон частотного спектра контролируемых излучений, идущих от телевизора и монитора вплоть до гигагерцового диапазона. Ведутся работы над расширением функций индикатора. Нужны индикаторы, позволяющие при комплектовании персонального компьютера выбрать монитор с низким уровнем излучения, подобрать наиболее эффективный защитный фильтр к уже имеющемуся монитору, проверить уровень электромагнитного фона непосредственно на рабочем месте, проверить уровень излучений микроволновой печи и телевизора и на этой основе правильно расположить рабочие места. 7. Биобезопасные телевизоры и мониторы Как видим, даже очень слабые электромагнитные поля таят в себе опасность для пользователей. Возникает вопрос:”можно ли создать абсолютно безопасный телевизор или абсолютно безопасный монитор?” Насколько реальна эта сверхзадача? Исследования в области теории физического вакуума [4 – 10] однозначно указывают на реальность такой цели. Уже ясно, что нужно сделать для решения этой задачи. Ясно, что экранировкой, подбором спецальных люминофоров, снижением напряжений этой сверхзадачи не решить. Кроме того, что каждый миллигаус и каждый вольт на метр, при их снижении, достаются дорогой ценой, структурные особенности электромагнитных полей остаются прежними и опасными для живой клетки. Экраны не могут изменить структурные особенности полей,- они лишь выполняют роль заградительных средств. Спецальные люминофоры также не могут изменить структурные особенности полей. Снижение напряжений уменьшает энергию излучения, но её нельзя снижать до нуля. Нужен принципиально новый подход. В этом новом подходе основное внимание уделено изменению структурных особенностей электромагнитных полей и достижению гармонии электромагнитных полей и живого организма. Ведется разработка биобезопасного телевизора и биобезопасного монитора на принципиально новой основе. Целью является создание таких электромагнитных полей в зоне телевизора и монитора, которые были бы тождественны или близки к природным электромагнитным полям. Мы рассматриваем тождественность или близость к природным полям не по уровню энергии, а по их структурным особенностям. Лишь в этом случае можно говорить о биобезопасной электронике. Подход с привлечением теории физического вакуума и результаты исследований структурных особенностей полей, выводят на новую концепцию биобезопасной электроники. Из теории вакуума следует, что концепция биобезопасной электроники должна основываться не только на идеях экранирования или ограждения человека от опасного влияния электромагнитных полей, но и на принципиально новом подходе, учитывающем геометрические особенности полей искуственного происхождения. Становится реальным создание таких технических систем, в которых электромагнитные поля своей структурной организацией будут гармонично вписываться в природные системы. Такая тенденция может стать гарантией появления технических устройств, обладающих не только биобезопасным, но даже биостимулирующим свойством. Создание биостимулирующих компьютеров и телевизоров не есть фантастика – это уже потребность нашего времени. Теория физического вакуума указывает путь решения этой задачи. Открывается доступ к новейшим экологически чистым электронным технологиям, основу которых будут составлять вакуумные биобезопасные технологии. 8. Выводы 1. Подход, основанный на свойствах физического вакуума, учитывающий геометрические особенности электромагнитных полей, открывает новое, перспективное направление исследований и закладывает новое направление в электроных технологиях – создание биобезопасной электроники. 2. Если не изменить принципы построения электронных и радиотехнических систем, то тенденция их развития показывает, что негативное воздействие может привести к катастрофическим по своим последствиям воздействиям на биосферу и на человека. 3. Исследования выявили, что электромагнитные поля, создаваемые техническими системами, даже в сотни раз слабее естественного поля Земли, могут быть опасными для здоровья. 4. Между искуственными полями техногенного происхождения и естественными полями Земли существует качественное различие. Это качественное различие полей является причиной несовместимости искуственных полей и живых организмов. 5. Причина чрезвычайно высокой опасности искуственных полей, генерируемых техническими системами, кроется не только в высоких уровнях энергии, но и в их геометрических особенностях.6. Очевидно в биологических системы реализуется нерезонансный механизм превращения энергии. В основе этого механизма может лежать новый физический эффект, объясняющеий энергопреобразования на мембранных структурах. 7. Биологические системы, обладая асимметрией структуры ДНК, могут быть чрезвычайно чувствительны к геометрическим особенностям полей. 8. Создание не только биобезопасных, но даже биостимулирующих компьютеров и телевизоров реалоно и становится насущной потребностью нашего времени.Литература1. Косинов Н.В., Гарбарук В.И. Вакуумные технологии. Физический вакуум и природа, N1, 1999. 2. Косинов Н.В. Предисловие к книге Павленко А.Р.”Компьютер ТV и здоровье” К.”Основа” 1998. 3. Косинов Н.В. и др. К проблеме биобезопасности компьютеров. COMPUTER WORLD, N11(83), 1996. 4. Косинов Н.В. Эманация вещества вакуумом и законы структурогенеза. Физический вакуум и природа, N1, 1999. 5. Косинов Н.В. Беспроводная передача энергии. Идея, N2, 1994. 6. Косинов Н.В. Унитрон – триединая субстанция вакуума. Идея, N2, 1994 (на укр.яз.). 7. Косинов Н.В. Происхождение протона. Физический вакуум и природа, N3, 2000. 8. Косинов Н.В. Электродинамика физического вакуума. Физический вакуум и природа, N1, 1999. 9. Косинов Н.В. Вакуум-гипотеза и основные теоремы унитронной теории физического вакуума. Физический вакуум и природа, N2, 1999. 10. Косинов Н.В. Законы унитронной теории физического вакуума и новые фундаментальные физические константы. Физический вакуум и природа, N3, 2000. 11. Жвирблис В.Е. Конструкция пространства жизни. Российский химический журнал, т.38, N6, 1994.