Основы магнитотерапии и информационной медицины. Основные положения явления синхронизации

22 Апреля в 22:14 450 0


Основные положения явления синхронизации

Модели синергетики — это модели нелинейных неравновесных систем, подвергающихся действию флуктуации, а именно это и происходит в сложных биосистемах. В момент перехода упорядоченная и неупорядоченная фаза отличаются друг от друга столь мало, что именно флуктуации переводят одну фазу в другую. Если в системе возможно несколько устойчивых состояний, то флуктуации отбирают лишь одно их них [М. В. Волькенштейн, 1988; А. Б. Рубин, 1987; Г. Хакен, 2005].

В нелинейных саморегулирующихся системах, в которых возникают автоколебания, особую значимость приобретает такое резонансное явление как синхронизания. Любые колеблющиеся объекты имеют тенденцию к синхронизации друг с другом, при этом основными являются следующие свойства самосинхронизации [И. И. Блехман, 1981].

1. Для синхронизации колебательных процессов отсутствует энергетический порог взаимодействия, связь возникает при минимальных значениях силы взаимодействия.

2. Синхронизации процессов зависти от парциальной частоты колебаний объектов, при близких частотах синхронизация возникает в отсутствие других элементов сходства.

3. Ухудшение режима синхронизации происходит при повышении кратности соотношения частот колебательных процессов объектов (снижение области «притяжения» режимов), наилучшая синхронизация — при соотношении 1:1).

4. При синхронизации происходит установление определенного соотношения начальных фаз движения объектов, т. е. имеется набор устойчивых состояний объектов для акта синхронизации.

5. Для синхронизации свойственен эффект усреднения частоты: средняя частота всегда меньше наибольшей и больше наименьшей частоты колебаний объектов.

Из других свойств синхронизации следует указать на возможность «захвата» системой внешней частоты колебательных процессов. Причем в системе ведущим является генератор с максимальной частотой колебания — он захватывает в синхронном режиме все остальные генераторы системы.

«Полоса синхронизации» расширяется при переходе к нелинейным системам. В сложных нелинейных системах, генерирующих несколько частот, возможна синхронизация колебаний на различных комбинационных частотах систем [И. И. Блехман, 1981].

Применительно к целостной многоклеточной биологической системе понятие «резонанс» следует относить к ее структурным элементам, которых в живом организме — великое множество, а частотный диапазон их колебаний — от О до 1015 Гц и шире. Понятие «синхронизация» имеет отношение к соответствующим системам организма, из них наиболее значимых для жизнедеятельности — около 10, а частотный диапазон их функционирования — 10 -5 — 10 2 Гц [В. А. Березовский, Н. Н. Колотилов, 1990; В. Е. Илларионов, 1998; У. X. Копвиллем, 1989].

Одно из универсальных правил биологии гласит: для множества элементов системы характерна асимметрия взаимодействий и вытекающая из этого асимметрия взаимоотношений. В то же время исследования функций животных и человека показали, что на самых разных уровнях интеграции — от биохимических систем организма до сложных социальных взаимодействий — обнаруживается синхронизация фукционирования соответствующих структур и систем, а также поведения групп особей одного вида [А. П. Дубров, 1980, 1987; Б. М. Медников, 1982; К. Э. Фабри, 1993].

В природе, по современным данным, имеется четыре типа фундаментальных взаимодействий между объектами: гравитационное, слабое, сильное и электромагнитное. По мнению большинства ученых для систем от атома до живого многоклеточного организма ведущим является электромагнитное взаимодействие [Е. И. Нефедов и соавт., 1995; И. Л. Герловин, 1990; Е.Т. Кулин, 1980; А. Б. Мигдал, 1989; Г. Н. Петракович, 1992]. Интенсивность взаимодействия определяется соответствующей константой связи, которой для электромагнитного взаимодействия является электрический разряд [Г. Я. Мякишев, 1988; Физический энциклопедический словарь, 1995].

Свойства объектов в макромире, законы их функционирования определяются, и далеко не в последнюю очередь, геометрическими параметрами этих объектов. Геометрическая структура объекта — это пространственная динамическая конфигурация взаимодействующих элементов, из которых состоит соответствующий объект, с самоподобием на различных уровнях геометрических масштабов [В. И. Лощилов, 1998].

На основе ведущей роли электромагнитного взаимодействия элементов любой системы в макромире можно утверждать, что форма и содержание макрообъекта зависит от строго заданного рисунка электромагнитных полей составляющих его элементов, меняющихся во времени по программе, характерной только для данного объекта.



Изменение геометрических соотношений структурных элементов объекта и правил, по которым строятся эти соотношения (информационная мера), взаимосвязано с изменением внутренней энергии объекта [Е.И. Нефедов и соавт., 1995; В. И. Лощилов, 1998; Г. Я. Мякишев, 1988]. Следовательно, информация об объекте — это не только отрицание энтропии как формы выражения количества внутренней энергии вещества, но и сведения о геометрической структуре объекта, о характере взаимодействий составляющих его элементов.

Живые системы мироздания являются диссипативными, неравновесными, самоструктурирующимися, самоорга-низующи-мися. Это обусловлено наличем у них следующих свойств и признаков [М. В. Волькенштейн, 1988; С. Гилберт, 1993; Н. Грин и соавт., 1993; Г. Кастлер, 1985; В. И. Кузнецов и соавт., 1996].

1. Сложность и упорядоченность структуры живых организмов, которые существенно превышают уровень организации в неживых системах.
2. Возможность использования энергии окружающей среды для поддержания своей высокой упорядоченности.
3. Способность реагировать на внешние раздражения активным образом.
4. Постоянное изменение и усложнение структур и систем.
5. Способность к самовоспроизведению.
6. Передача потомкам наследственных признаков.
7. Адаптированность к среде обитания.
8. Способность воспринимать, накапливать, сохранять, трансформировать и передавать полученную внешнюю информацию.

Суть фундаментальных отличий между живыми системами и неживыми такова. В вещественном плане в состав живого вещества обязательно входят высокоупорядоченные макро-молекулярные соединения — белки и нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК). В структурном плане живые системы отличается клеточным строением. В функциональном плане для живых систем характерно самовоспроизведение [А. А. Горелов, 1998; Д. И. Грядовой, 1999; В. Н. Лавриненко и соавт., 1997].

Любой объект живой природы обладает структурой, близкой к геометрическим фракталам. Это позволяет участвовать структурным элементам биообъекта в сложных взаимодействиях между собой и с внешним окружением. Основными носителями информации в биообъекте и о биообъекте являются широкополосные колебания различной природы, в том числе электромагнитные и акустические поля и волны сложнейшей конфигурации, которые распространяются в пространстве на расстояния, соответствующие возможностям окружающей среды поддерживать колебательный процесс [У. X. Копвиллем, 1989; В. И. Лощилов, 1998; Е. Федер, 1991].

Взаимодействие любых объектов в природе осуществляется посредством физических и/или химических факторов. В соответствии с фундаментальными законами физики минимальный уровень взаимодействия физических факторов с материей — это элементы физического вакуума, обладающие определенным уровнем энергии, достаточным для возможного превращения этих элементов в составные части элементарных частиц (фотоны, лептоны и адроны) [Е. И. Нефедов и соавт., 1995; И. Л. Герловин, 1990; В. А. Дубровский, 1985; В. Лапчинский, 1977; А. Б. Мигдал 1989].

При взаимодействии с материальным субстратом химических факторов минимальным уровнем взаимодействия является молекула — наименьшая структурная единица химического соединения, обладающая его главными химическими свойствами. Взаимодействие атомов, приводящее к образованию молекул простых и сложных веществ, а также к образованию кристаллов (в том числе жидкокристаллических структур биообъекта), называют химической связью.

Современная теория химической связи базируется на квантовой механике и должна учитывать корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Из этого следует, что природа химической связи электрическая, никаких особых сил химического взаимодействия кроме электрических не существует. Действующие в молекуле между ядрами атомов и электронами гравитационные и магнитные силы пренебрежительно малы по сравнению с электрическими [Н. Л. Глинка, 1988; К. С. Краснов, 1977].

В объектах и биообъектах, являющихся представителям макромира, ведущую роль в организации структур и систем играют такие элементарные частицы вещества, как фотон, фонон, электрон, экситон и протон. Но они являются представителями микромира, существуют и функционируют по законам квантовой физики и теории относительности.

Илларионов В.Е.
Похожие статьи
показать еще
 
Общее в медицине