close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Gavrilov Klyuev Neganov Osipov Pryanikov Zerkalnaya realnost

код для вставкиСкачать
1
УДК 537.86, 573.6, 159.9.07, 159.91
ББК 22.3, 28.4
Г12
Рецензенты:
Антипов Олег Игоревич,профессоркафедрыосновконструированияитехнологии
радиотехническихсистемФГОБУВПО«Поволжскийгосударственныйуниверситет
телекоммуникацийиинформатики»,член-корреспондентРоссийскойакадемииестествознания,
докторфизико-математическихнаук(г.Самара)
Разиньков Сергей Николаевич,ведущийнаучныйсотрудникНИИЦРЭБВУНЦВВС«ВВА»,
докторфизико-математическихнаук(г.Воронеж)
Гаврилов В.Ю., Клюев Д.С., Неганов В. А., Осипов О.В., Пряников И.В.
Г12Зеркальнаяреальность(nanometa).—Самара:ИУНЛПГУТИ,2014.—256с.,89ил.
ISBN 978-5-904029-11-1
Книга является отражением научно обоснованных исследований зеркальных (киральных — от греч. —«рука»)
свойствфизических,биофизическихипсихофизическихобъектовисопутствующихимявленийобъективнойреальности.
Именнонагранимежпредметнойобластизнания,входевсейисториинауки(аособенносовременной),находятотражение
самые новаторские, революционные (в плане смены парадигмы мышления) идеи, рассмотренные авторами по тексту в
режиме и стиле первоисточников, с соответствующими на них ссылками, в том числе на сетевые ресурсы. В настоящее
времяактуален вопрос выявленияобщихзакономерностей развития живого и неживого мираи построение унифицированныхтеорий,которыемоглибытьиспользованывразличныхобластяхнауки,всоответствиискритериямиподобияи
принципомдополнительностиН.Бора.
Впервойглавекнигирассмотренметодприближенныхграничныхусловий(ПГУ)дляслучаевкиральныхслоевсплоской, цилиндрической и сферической формамиповерхности. Приведен обобщенный вывод ПГУ для случая, когда киральный слой обладает криволинейной формой поверхности и может быть описан любой ортогональной криволинейной системойкоординат.
Авторы используют понятия и язык изложения «квантового морфогенеза» по А.С. Холманскому с ресурса:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-28-html/kholmanskiy-2/kholmanskiy-2.htm(глава2,разделы2.1-2.5)наязыкеипонятияхпервоисточникаианализируют(впоследующихглавахиразделах)возможныемеханизмыреализацииего
киральнойдоминантывфизиологиичеловека—встилеирежимепервоисточника.Установлено,чтодляобъяснениямеханизмоввлиянияэкзо-иэндогенныхкиральныхфакторовнаметаболизмипсихофизиологиючеловеканеобходимоучитыватьквантово-механическиесвойстваотдельныхмолекуликогерентныхансамблей.
Рассмотреныподходыкрешениюпроблемы«Сознаниеифизическиймир»вакадемическойнаукепоМосковскомуА.В.
и Мирзалису И.В. http://www.ligis.ru/librari/1839.htm, http://metaetika.ru/news591, http://svitk.ru/004_book_book/4b/
1099_moskovskiy-soznanie_i_fiziheskiy_mir.php (глава 3, раздел 3.1) в стиле и режиме первоисточника. Впервые указанная
проблема была адекватно рассмотрена данными авторами в книге: Московский А.В., Мирзалис И.В. «Сознание и физический мир» [Сб. статей «Сознание и физический мир» (Вып.1) — Под ред. А.Е. Акимова // Межотраслевой научнотехнический центрвенчурныхнетрадиционныхтехнологий //МНТЦВЕНТ—М.:Изд-воАгентства«Яхтсмен»,1995,С.835] и изложена нами на языке и понятиях первоисточника в соответствующем разделе. Данная проблема раскрывается
такжевкнигеРобертаАнтонаУилсона[Квантоваяпсихология/Переводсангл.подред.Я.Невструева.—К.:«ЯНУС»,1998.
—224с.]
АвторыкнигивыражаютсожалениеМосковскомуАлександруВикторовичуиМирзалисуИгорюВладимировичупоповодутого,чтонесмотрянаихпожеланиевынестиработувотдельноеприложение(вконцекниги),авторыэтогопочасти
обзорного и компилированного труда (с соответствующими ссылками) не смогли этого сделать — в силу и по причине
многихобъективныхобстоятельств!Вчастности,длятого,чтобыненарушатьлогическихмодальностейсмыслапотексту
книгиипреемственностьсемантическогопространстваоригинальнойработыдлядальнейшейпрактическойреализации
заложенныхвнейидей—воблагоразвитиянаучно-техническогопрогресса!
Вкнигутакже вошлинеопубликованныематериалыпокиральнымтехнологиямдвойногоназначениявинтерпретации, предоставленной И.В. Пряниковым. Им же предоставлены и рекомендованы к изучению многие (в том числе и в
первуюочередь)некоторыераритетныеинеимеющиеширокойакадемическойизвестности—материалыиссылки,вошедшиекаквэтумонографию,такивкнигу:ГавриловВ.Ю.,НегановВ.А.,ОсиповО.В.,ПряниковИ.В.ОбъективнаяреальностьТоры.—М:Сайнс-Пресс,2008.—104с.
Зеркальная(киральная)реальность—этотакаяактуальнаяобъективнаяреальность,откоторойнельзяотвлекатьсяв
эксперименте,дабыреализовалсяодинизсубъективныхвариантовтеченияобъективныхсобытий,который детерминируется либо сознанием наблюдателя как таковым, либо управляющим алгоритмом, созданным этим сознанием в специальноорганизованной«ткани»электромагнитныхполей,представляющихизсебяничтоиное,какнекий«слепок»моделируемогоматериальногопроцесса.
УДК 537.86, 573.6, 159.9.07, 159.91
ББК 22.3, 28.4
ISBN 978-5-904029-11-1
© Гаврилов В.Ю., Клюев Д.С., Неганов В.А.,
Осипов О.В., Пряников И.В., 2014
2
«Что же готовит нам «век грядущий»?
…создание оружия на новых физических принципах
(лучевого, геофизического, волнового, генного, психофизического и др.).
Подобные системы вооружения будут сопоставимы по результатам применения с ядерным оружием, но более «приемлемы»
в политическом и военном плане.»
Стр. 86 из книги: Путин В.В. Россия сосредотачивается.
Ориентиры. М.: ОЛМА Медиа Групп, 2012. — 128 с.
Однако необходимо понимать и семантические планы морально – этического
пространства,выраженноговследующихстроках!
Я помню древнюю молитву мастеров
Спаси, Всевышний, нас от тех учеников
Чей бесконечно ненасытный гений
Кощунственно-б искал все новых откровений
По мотивам Г.Л. Олди
Носледуетучитыватьито,чтонекоторыеаспектыиатрибутыпространства
чуткого смысла (совести) могут быть недоступны для понимания определенной
частисоциума.Тоестьтойчастигеополитическойноменклатуры,котораяжелает
«нагнуть»планетуподдвойныестандартысвоеговымышленногомира!
Мы написали эту книгу в честь помощника вице-президента Российской
Академии Наук академика Н.П. Лаверова. Патриота и офицера, живущего
любящим Родину сердцем. А также вдумчивого ученого мыслящего всей
глубиной своего могучего интеллекта. «Смысловика» — как он сам себя
называл! Светлой памяти Игоря Викторовича Пряникова и посвящена эта
книга! Она имеет такую структуру и составлена из тех материалов, которые
он и хотел бы развивать в направлении практического применения в рамках
технологий двойного назначения. Что и реализовано в данной монографии.
И книга выглядит именно так, как она выглядит потому, что авторы постарались учесть все пожелания нашего друга и учителя. А далее — судить Читателю?!
3
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы от всей души выражают самую искреннюю и тёплую благодарность за всестороннее понимание и поддержку. А также за конструктивную,ободряющуюиобучающуюкритику!
АрдатовуС.В.
АнтоновуИ.Н.
ВайсуС.Б.
ГрадовуЛ.Е.
ГрадовуЛ.Л.
ГригорьевуА.И.
ГуляевуЮ.В.
ДракинуИ.С.
ЕвдокимовуА.Н.
ЕрмолаевуЭ.В.
ЗанинуВ.В.
равуЙерахмиэлюНемзеру
КолесниковуА.А.
КолесниковуА.К.
КолобаевуМ.В.
КонстантиновуО.В.
КореляковуБ.В.
КропотовуС.П.
КроткихА.Д.
ЛаверовуН.П.
ЛитвинуЕ.А.
МалолетневуА.С.
МедяникуА.Я.
МухаметовуА.Л.
НазаровуБ.В.
НожичкинуМ.А.
ПивоваровуВ.В.
ПивоваровойИ.И.
ПряниковуА.И.
ПряниковуЕ.И.
ПятинуВ.Ф.
СавенкоА.К.
СавранскомуВ.В.
ФадеевуВ.А.
ЧаадаевойЕ.Н.
ЧуриловуВ.П.
ЮринуИ.Ю.
4
Авторыпризнательныколлегамзаосновополагающиемысли,концептуальную базу и работы, использованные в главах «Зеркальной реальности»:
БоумейстеруД.
ГаряевуП.П.
ДоронинуС.И.
ДородномуИ.И.
ЗаречномуМихаилу
КадомцевуБ.Б.
МенскомуМ.Б.
МирзалисуИ.В.
МосковскомуА.В.
РобертуА.Уилсону
ПятинуВ.Ф.
ХолманскомуА.С.
ЦайлингеруА.
ЭкертуА.
Во всех случаях авторы книги старались указать создателей тех или
иныхмыслей,высказываний,фразиидейидатьсоответствующиессылки.
ВтожевремялентаМебиусазнанийпроявляетсяизтойинформационной
бездныпространственно-временногоконтинуумагдевединственносуществующем неуловимом и вечном настоящем находится вся информационнаятканьзнаний,взятаявусловномпрошломибудущем!Иврядеслучаев
единственное,чтомысмоглисделать—этонесчитатьизложенныемысли
иконцептуальныеосновыэксклюзивнымкреативомавторов.
Авторыблагодарнысвоимучителям:
КурушинуЕвгениюПетровичу
МатвеевуВладимируИвановичу
ПименовуЕвгениюВасильевичу
ПряниковуИгорюВикторовичу
СолинуНиколаюНиколаевичу
ФилатовуАлександруИвановичу
Авторы
г.Самара
23февраля2014года
5
СПИСОК НЕКОТОРЫХ АББРЕВИАТУР
АП — антропный принцип
БПМ—базиснаяпренатальнаяматрица
ВНС—вегетативнаянервнаясистема
ВЧ—высокаячастота
ГКМС—геометрическикиральнаяметаструктура(метаматериал)
ГКС—геометрическикиральнаяструктура
ДНК—дезоксирибонуклеиноваякислота
ДПГУ—двухсторонниеприближенныеграничныеусловия
и-РНК—информационнаярибонуклеиноваякислота
КВЧ—крайневысокиечастоты
КДФ—Кортевега-де-Фриза
КО—киральныйобработчик
КСВН—коэффициентстоячейволныпонапряжению
КХШ—Клаузера-Хольта-Шимони
ЛКП—левокруговаяполяризация
м-РНК—матричнаярибонуклеиноваякислота
ОПГУ—односторонниеприближенныеграничныеусловия
ОПД—основнойпринципдействия
ПВК—пространственно-временнойконтинуум
ПГУ—приближенныеграничныеусловия
ПКП—правокруговаяполяризация
ПЭМВ—плоскаяэлектромагнитнаяволна
РАН—РоссийскаяАкадемияНаук
СВЧ—сверхвысокаячастота
СЖК—смектическийжидкийкристалл
СКО—системаконденсированногоопыта
СЛАУ—системалинейныхалгебраическихуравнений
т-РНК–транспортнаярибонуклеиноваякислота
ФАМ—функциональнаяасимметриямозга
ФАР—фазированнаяантеннаярешетка
ФКС—физическикиральнаяструктура
ФПУ—Ферми-Паста-Уламаявлениевозврата
ФХП—факторхиральностипространства
ХЖК—холестерическийжидкийкристалл
ЦНС—центральнаянервнаясистема
ЭВМ—электронно-вычислительнаямашина
ЭКГ—электрокардиограмма
ЭМ—электромагнитный
ЭМК—электромагнитныйконцентратор
ЭМВ—электромагнитнаяволна
ЭМП—электромагнитноеполе
ЭПР—Эйнштейна-Подольского-Розена
ЭФ—энергоформа
ЭЭГ—электроэнцефалограмма
6
ВВЕДЕНИЕ
Сдавнихпоризвестно,чтонашмирвцелом,какиегоотдельныеэлементы,
является зеркально асимметричным. Именно о зеркальной реальности физическогомирапойдетречьвпредлагаемойкниге.Книгасостоитизнесколькихразделов,поназваниюкоторыхможноговоритьовсеобщейзеркальнойреальности
мираиматерии.Авторыделаютпопыткуописаниявзаимодействияокружающего
мирасфизическимиибиологическимиполямичерез,такназываемые,кирально
образующие поверхности. Наличие кирально образующей поверхности — принципиальныймоментвразвитиизеркальнойасимметричностиокружающего мира и объектов в нём. Авторы в различных разделах монографии прослеживают
зеркальнуюреальностьпроцессоввовзаимодействияхматериальныхсредифизическихполей.Впервойглаверассматриваютсяфизическиеаспектызеркальной
реальности, а именно, возможности создания структур для осуществления взаимодействиячерезкиральнообразующиеповерхности.Вчастности,показано,что
можноискусственносоздаватьметаструктурыскиральной(зеркальной)геометрией для управления электромагнитным полем с целью его кумуляции в пространстве,втакжепреобразованиявдругиевидыэнергии.Преобразованиякасаютсяипроцессоввразличныхматериальныхсредах.Подобныеструктурыможно
назвать киральными обработчиками. Однако киральный обработчик не обязательноможетбытьискусственносоздаваемым.Далеевовторойглаверассматриваются естественные биофизические киральные обработчики, которые позволяют управлятьестественнымибиологическимипроцессами. Этопоказано на примерахомоложенияорганизмаприиспользованиикиральногообработчикаввиде
специальноподготовленногоестественногокристалла,атакженапримереоплодотворенияяйцеклеткиприпомощиизлучения,промодулированногопаттерном
(отангл.pattern—«узор»)стребуемойинформацией.Такжерассмотреныиболее
сложные киральныеобработчики,которыемогутбытьсбольшой долей вероятностииспользоватьсядля(вдумайсявнаписанноеЧитатель!!!)переносатезауруса личности при клонировании. Общий смысл всех рассматриваемых эффектов
заключаетсяввозможностипроецированиятребуемойинформацииизвнешнего
пространстванаобъектвоздействиячерезестественныйкиральныйобработчик.
Этижепринципылежативосноветретьейглавы,гдеречьидетопсихофизической реальности. Единственная разница!!! Оказывается, что индуцирование информации возможно и на значительных расстояниях между источником и киральным обработчиком по средствам передачи необходимой информации через
киральноепространство.Чтожевитогепредставляетсобойкиральныйобработчик? На самом деле, это любой объект, который может преобразовать полученную информацию с целью дальнейшего применения. Это, может быть, искусственная киральная структура, естественный кристалл, мозг, нервная система,
листрастенияит.д.
7
Итак,вкнигепойдетречьосхемекиральноговзаимодействиямеждуобъектами. Это взаимодействие состоит из трех этапов: создания информации для
трансфера,передачаеёотточкекточкепутемвзаимодействияносителяинформации с кирально образующими поверхностями окружающего пространства и в
финалеприемиобработкаинформациикиральнымобработчикомсцельюиндуцирования той информации, которая заложена в исходный сигнал. Сам процесс
индуцированияинформациисвязансдекогеренциейквантовыхансамблей,окоторойтакжепойдетречьвкниге.
Позволимсебевовведениипривестиитоговуюсхемурассматриваемыхпроцессов,котораядолжнасложитьсяуЧитателяпослепрочтенияглавэтойкниги.
Киральноевзаимодействиевокружающеммире
Вы зададите вопрос:для чего это нужно, если всё это уже известно? Мы не
претендуем на какие-либо новые физические, биологические, психофизические
принципы существования окружающего мира. Мы просто делаем попытку указатьнато,чтоименнозеркальностьматериииокружающегомираявляетсяпервоосновой возможности управления теми или иными процессами во Вселенной.
Мы искренне верим, что указанные возможностью управления объективной реальностьюмираприведуткегосовершенствованию,анедеградации.
Книгапосвященапамятинашегодругаиучителя—
ПряниковаИгоряВикторовича.
8
9
Глава 1. ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
1.1 Собственная и вынужденная киральность
Внастоящеевремявнаукенапервыйпланвыходитвыявлениеобщихзакономерностейразвитияживогоинеживогомираипостроениеунифицированных
теорий,которыемоглибытьиспользованывразличныхобластяхнауки,согласно
принципу подобия. Подобные принципы и теории должны обладать значительной степенью общности и не иметь привязки к конкретным свойствам того или
иногообъектаисследования.Всвязисэтимнеобходимоустановлениеосновополагающих физических принципов развития живого и неживого мира, создания
пространства и его взаимодействия с материальным миром. Помнению авторов
монографии,такимосновополагающимпринципомсозданияиразвитияматериального мира может служить явление киральности (от греч.  — «рука») как
асимметриилевогоиправого.Какизвестно,окружающийнасмирпринципиальноявляетсязеркальноасимметричнымисимметриявыступаетввиденекоторой
идеализации. Сейчас в научном мире явление (принцип) киральности принято
считать всеобщим свойством объективно существующей реальности мира. Киральность, по своей сути, является проявлением всеобщего свойства материи,
точнее говоря, является основополагающим механизмом взаимодействия между
материей и пространством. Киральность выполняет роль некоего «проектора»
живойинеживойматерии(вещества)напространство.Именнокиральностьпозволяетматериисуществоватьвпространствевтехформах,которыереальновоспроизведенывобъективносуществующеммире.Вживойинеживойприродекиральность создает совокупности правых и левых структур, которые обладают
разными свойствами и выполняют различные функции. Фундаментальность
свойств киральности объективно существующего мира в настоящее время доказывается значительным числом фактов в различных областях науки и естествознания.
Киральность обозначает свойство живого (или неживого) объекта не совмещаться со своим отображением в плоском зеркале при каком-либо перемещенииивращении.Киральность,посвоейсути,являетсяпроявлениемасимметрии
левогоиправоговживойинеживойприроде.
Данное явление имеет место в различных областях человеческого знания,
таких как физика, химия, биология* и др. Громадное число фактов указывает на
то, что в живой и неживой природе нарушена симметрия правого и левого. В
частности,вбиохимииизвестносуществованиекиральныхбиомолекул,различие
междукоторымисостоитлишьвтом,чтоониявляютсязеркальнымиотражени*Вхимииибиологииприменяетсятермин«хиральность»,посвоейсутиэквивалентныйиспользуемомувфизикетермину
«киральность»
10
ямидругдруга,имеяодинитотжехимическийсостав(частосамыйтонкийанализ не в состоянииотличитьодновеществоотдругого).Так, например,вхимии
различие между сахарами глюкозой и галактозой (состав этих веществ идентичен) определяется пространственной конфигурацией асимметричного углеродногоатома.Каждаяиздвухтакихконфигурацийявляетсязеркальнымотражениемдругой.
Известно, чтоворганизме человека возникает киральнаяпротоструктура в
состав которой входят чистые L-аминокислоты и D-пентоза, определяющие спиральностьмолекул ДНК. Ихкиральные изомеры непринимаютучастиявбиохимическихпроцессах,протекающихворганизме.Досихпорнетточногоответана
вопрос:связанолиэтоснесохранениемчётностивфизикеэлементарныхчастиц?
Ноестьпредпосылкиполагать,чтоэтотакиразвитиеВселеннойвпервыесекундыпосле«большоговзрыва»привелокнастоящейситуации,котораязаключаетсявтом,чтопреобладаетименноэтиLиD-изомеры.
Внастоящеевремявтеоретическойиприкладнойэлектродинамике,иобластяхнаукитеснокнейпримыкающих,наблюдаетсязначительныйростинтереса
к исследованию структур и искусственных метаматериалов (таких, как искусственные кристаллы), обладающих «пространственной памятью». Указанные
структуры и их сложные композиционные соединения представляют практический интерес в связи с активным исследованием и разработкой мета- и наноструктур.Вмногообразииобозначенныхкомпозиционныхматериаловособняком
стоятискусственныесредыиструктуры,обладающиеименносвойствомкиральности. Теоретическому и практическому исследованию электромагнитных
свойствкиральныхсредиструктур на ихосновепосвящено значительное число
научныхработ.Внаучнойлитературепод«киральнойсредой»понимаетсяматериал,вкоторомпериодическирасположеныихаотическиориентированыпроводящиемикроэлементызеркальноасимметричнойформы(такиекак,объемныеи
плоские спирали, S-элементы, разомкнутые кольца с выступающими концами и
т.п.).Киральныеэлементымогутрасполагатьсявнутриобъемасреды-контейнера
(объемная модель киральной среды) или периодически размещаться на поверхности подложки (планарная модель киральной среды). Киральные среды могут
обладать слабой пространственной дисперсией, когда длина волны падающего
излучения  соизмерима с расстоянием между соседними зеркально асимметричнымиэлементами.
В настоящее время в связи со значительным интересом к исследованию
свойствкиральныхсредиструктурнаихосновенапервыйпланвыходитразработка и усовершенствование численно-аналитических алгоритмов расчета их
электродинамических характеристик. Следует заметить, что получение строгих
аналитическихрешенийдляограниченныхкиральныхструктурпредставляетсобойтрудно разрешимую задачувсвязисусложненнойформойуравнений Максвелла для киральнойсреды.Как следствие,на первый план выходитразработка
11
приближенных численно-аналитических алгоритмов и методик расчета характеристикипараметровограниченныхкиральныхструктур.
Одним из наиболее перспективных методов является использование приближенныхграничныхусловий(ПГУ)длякиральныхслоевскоординатнойформой поверхности, развитый в работах В.А. Неганова и О.В. Осипова. ПреимуществомПГУявляетсяотсутствиенеобходимостивсложнойпроцедурерасчетавекторов электромагнитного поля (ЭМП) внутри кирального слоя. Приближенные
граничные условия связывают между собой тангенциальные составляющие векторовполя на границахраздела киральногослоясокружающимиобластями.По
своейсути,ПГУпозволяютперейтиотучетакиральныхсвойстввобъемесредык
поверхностного импедансу. В первой главе книги будет рассмотрен метод приближенных граничных условий для случаев киральных слоев с плоской, цилиндрическойисферическойформамиповерхности. Такжерассмотрен обобщенный
вывод ПГУ для случая, когда киральный слой обладает криволинейной формой
поверхности и может быть описан любой ортогональной криволинейной системойкоординат.
Досихпорвэлектродинамикесчиталось,чтокиральностьможетсоздаватьсятолькоприналичиивсредезеркальноасимметричныхмикровключений.Ксожалению, этот факт не позволяет построить обобщенную теорию киральности
каквсеобщегоявлениявсилуограниченностиприродысозданиякиральности.
Авторами монографии под руководством члена-корреспондента Академии
медико-технических наук РФ Гаврилова В. Ю., помощника вице-президента Российской Академии Наук Пряникова И. В., при участии д.ф.-м.н. В.А. Неганова и
д.ф.-м.н. Савранского В.В. в 2008 году предложено обобщить понятие киральной
среды(структуры)путемсозданиябазовойклассификации,учитывающейидругие возможные причины возникновения киральности. В работах [1,2,9,23] показано,чтокиральностьвэлектродинамическихструктурахможетбытьследствием
не только «содержимого» композитной среды, но и особой пространственной
формы структуры в целом. Впервые было предложено подразделять киральные
средыиструктурынадвабольшихкласса.
1. Физически киральные среды (структуры) — это структуры, в которых киральность связана с формой элементов, образующих среду (то есть киральность
являетсявнутреннейисвязанас«содержимым»).Именнокэтомуклассуотносятсявсеизучаемыенасегодняшниймоменткиральныематериалы.
2.Геометрически киральные среды(структуры)—этоструктуры,состоящие
из двух (или нескольких) типов симметричных элементов, расположенных зеркальноасимметрично(тоестькиральностьявляетсявнешнейисвязанасформой
всейструктурывцелом).
В работах [1,2,9,23] рассмотрены различные варианты построения геометрически киральных структур и указаны их основные преимущества перед физическикиральнымиматериалами.Помнениюавторовмонографии,основополага-
12
ющим механизмом взаимодействия между материальной субстанцией и пространством является именно геометрическая киральность, благодаря которой
возможнообразованиеестественныхкиральнообразующихповерхностей,задействованныхвуказанномпроцессевзаимодействия.Речьогеометрическикиральных структурах, кирально образующих поверхностях и их важности в процессе
взаимодействияполяивеществапойдетвтекущейглавемонографии.
Здесьможнозаметить,чтолюбаяматериальнаясредапринципиальноявляетсякиральной,вследствиеотсутствиявприродеидеальнойсимметрии.Степень
киральности можно описывать некоторым усредненным параметром киральности  , который равен нулю лишь в случае идеального диэлектрика, состоящего
изабсолютносимметричныхатомов,которыеобразуютсимметричнуюкомпозицию.Насамомделе,подобныевариантыструктурвприродепростоневозможны
илюбаядиэлектрическаясредаимеетотличныйотнуля,хотяиоченьмалыйпараметркиральности   1 .
Изутверждения,чтокиральность-этовсеобщеесвойствообъективносуществующего мира, следует тот факт, что свойство киральности должно быть приписано материальной среде, с которой взаимодействует поле (причем вовсе не
обязательно электромагнитное). Однако необходимо понимать, что взаимодействие между полем и веществом (материальной средой) должно носить так же
киральныйхарактер,тоестьэлектромагнитноеполедолжнобытькиральнымпо
природе! Здесь неправильно было бы упрощенно считать, что в качестве такого
процессаможетвыступатьвзаимодействиекиральнойсредылишьсполямивращающихся(круговыхиэллиптических)поляризаций,которыеимеюткиральный
характер. Ведь киральным должно быть любое взаимодействие между произвольнойпополяризацииидругимхарактеристикамволнойиматериальнойсредой!Именнопоэтомуединственнойвозможностьюкиральнойприродыволновых
процессовявляетсякиральностьсамогоисточникаполя!
Пряниковым И.В. предложена модель волнового источника, обладающая
свойствомкиральности.Такаямодельбыланазванаимдвухточечной.Вклассических Берклеевском и Фейнмановском курсах лекций по физике, например, обращаетсявнимание,чтообщийслучайрешенийволновыхуравненийпредставляет
собойсуперпозициюразбегающихсяинабегающихволн:
F x, t  f x  vt  g x  vt , (1.1.1)
где x — координата, вдоль которой распространяется волна; v — фазовая скорость; t —локальноевремя.
Функция f x  vt описываетволну,разбегающуюсяотволновогоисточника. Однако, поскольку физика набегающих волн была неясна: их составляющая
g x  vt была отброшена ипрактически вся современная физика представляет
собойфизикуразбегающихсяволн.Онапозволяетописыватьполятолькозаданных точечных источников. Таким образом, в современной физике общепринята
одноточечная модель волнового источника.Возникновениеисточниковнабегаю13
щихполейэтафизиканеохватывает.Болеетогоиз(1.1.1)следует,чтополеразбегающейся волны описывается другой функцией g x  vt  f  x  vt и необходимо лишь, чтобы два волновых процесса распространялись с одинаковой фазовойскоростью.Этоненакладываетникакихограниченийнадругиепараметры
набегающейволны,такиекакчастота  ,волновоечисло k ,поляризацияит.п.
Совершеннопонятно,чтогдебынибылрасположенвпространствеодноточечныйволновойисточник,онпринципиальнонеможетбытькиральным.Свойством киральности может обладать лишь источник состоящий из двух, расположенныхнанекоторомрасстояниидруготдруга,точек,которыеявляютсяисточниками соответственно набегающей и разбегающейся волн. Таким образом, киральныйисточникпринципиальнодолженбытьдвухточечнымиучитыватьвозможностьсуществованияинабегающей,иразбегающейсякомпонентыволнового
процесса. После постулирования кирального механизма взаимодействия поля и
материальнойсредысуществованиенабегающихволнстановитсянеизбежными
тем самым осуществляется переход к «двухточечной модели волнового источника».
Двухточечная модель волнового источника принципиально является киральной.Пустьточка A1 являетсяисточникомразбегающихсяволн,аточка A2 —
источникомнабегающихволн.Образуемсферу,заключающуювсебяточки A1 и
A2 .Этиточкибудутлежатьнадиаметресферынесимметричноотносительноеё
центра O ,чтопозволяетговоритьобасимметриирасположениядвухточекволновогоисточника.Заметим,чтоизэтоймоделивытекаеттакжеотносительность
асимметрии.Еслинесуществуетточкиотсчета(точки O ),относительнокоторой
точки A1 и A2 расположены несимметрично, то асимметрия пропадает. Таким
образом, асимметрия является понятием относительным и требует конкретизации точки (системы) отсчета. Это приводит к выводу об относительности киральностивприроде.
Итак,киральностьпринципиальнодолжнабытьприсущекакматериальной
среде, так и волновому источнику, создающему поле (носитель информации).
Тольковэтомслучаевозможнокиральноевзаимодействиемеждусубстанциейи
носителем,котороеиприводитксуществующейвобъективноммирекиральной
асимметрии.Врезультатеможнодатьсамуюобщуюклассификациюявлениякиральности,базирующуюсянаегоисточникеиносителе.
Все киральные явления можно разделить на собственные и вынужденные.
Собственныекиральныеявленияпротекаютисключительновматериальномносителе (среде) и связаны с внешней и (или) внутренней структурой вещества.
Именнокэтомуклассуотносятсяфизическиигеометрическикиральныесредыи
структуры. Вынужденные киральные явления связаны с киральностью самого
источника поля. Двухточечный волновой источник создает принципиально киральный волновой процесс. Если поверхность, через которую осуществляется
взаимодействиеполясосредойисамасредаявляетсякиральной,товолнасохра14
няет киральные свойства (например, обладает круговойполяризацией). Если же
среда близка к диэлектрической (   1 ), то волновые свойства также теряют
степень своей киральности. В частности, при падении линейно поляризованной
волныизвакуумана киральныйслой,внутрисредысоздаютсядвеволныспротивоположнымикруговымиполяризациями(таккакиисточник,исредаявляютсякиральнымипоприроде),полеотраженноеоткиральнойсредыпредставляет
собойэллиптическиполяризованнуюволну(таккакпроизошловзаимодействие
падающегополяскиральнообразующейповерхностью—границейразделамеждувакуумомикиральнымслоем).Сдругойстороны,прираспространенииволны
в диэлектрической среде волна обладает линейной поляризацией, что является
следствиемотсутствиякиральнообразующейповерхности.
Нарис.1.1приведенаобщаяклассификациякиральныхявленийвматериальноммиреинарис.1.2схематичнопоказанпроцесспереходавынужденнойкиральности в собственнуюпривзаимодействииполясосредойчерезкиральнообразующуюповерхность.Заметим,чтоименнокиральнообразующаяповерхностьявляется
область преобразования вынужденной киральности в собственную. На самом деле
ненужнополагать,чтокиральнообразующаяповерхностьвсегдасовпадаетсреальнойграницейразделакиральнойобластисокружающимпространством.Онаможет
совпадатьсповерхностьюсферы,окружающейдвухточечныйисточник.Болеетого,
любаяматериальнаясреда(вт.ч.ивакуум)окруженакиральнообразующейповерхностью,толькосразнойстепеньюпроявлениясвойствапреобразованиявынужденной киральности в собственную. У большинства материальных сред киральные
свойства образующей поверхности выражены слабо и собственная киральность в
объеме,ограниченномобразующейповерхностью,практическиневозникает.
Однаковсёвышесказанноенепроливаетсветнапонятие«пространства»,то
естьтойсубстанции,вкоторойосуществляетсякиральноевзаимодействиемежду
полемивеществом.Вероятно,длятого,чтобывыполнялосьподобноевзаимодействие необходимо, чтобы само пространство имело киральное происхождение.
Безусловно, в целом пространство является абсолютно однородным и изотропным.Однакосуществуетвозможностьсферическогопредставленияпространства
сиспользованиемгеометрически«киральныхматриц»,которые,располагаясьна
поверхностисферыисоздаваянекоторуюкомпозицию,могутсоздаватьоднороднуюструктурупространства.
Безусловно,даннаямонографияявляетсятолькопервойпопыткойвыявить
киральную общность поля, вещества и пространства и проследить взаимосвязи
между ними. Разумеется, авторы не претендуют на открытие каких-либо новых
закономерностей развития природы и пытаются лишь исходя из совокупности
известныхфактовиявленийвыявитьтукиральнуюобразующую,приводящуюк
тойкартинереальногофизическогомира,котораясуществуетвнастоящеевремя.
15
Киральные явления
Вынужденные
Собственные
Связаны с киральностью
двухточечного волнового
источника
Связаны с геоìетрическиìи
и физическиìи свойстваìи
ìатериальной среды
Физически
киральные среды
Геоìетрически
киральные
структуры
(только искусственные)
(искусственные и
естественные)
Объеìные киральные
среды
2D и 3D киральные
элементы расположены
внутри среды
Планарные киральные
структуры
плоские киральные
элементы расположены
на поверхности
подложки
Рис. 1.1.Классификациякиральныхявлений
(согласноИ.В.Пряникову)
Область перехода:
вынужд.  собств.
Вынужденная
киральность
g x  vt
f  x  vt

O
A2
A1
Двухточечный
волновой
источник
Собственная
киральность
Кирально образующая
поверхность
Рис. 1.2.Механизмвзаимодействиясобственнойивынужденнойкиральности
16
1.2 Физическая и геометрическая киральность
Внастоящеевремявсвязисбурнымразвитиеммета-,иособенно,нанотехнологийвсёболеенарастающийинтереспредставляетизучениесложныхкомпозиционных искусственных сред и структур на их основе, обладающих уникальными многофункциональными свойствами. Под метаматериалом, в общем случае,можнопониматьсовокупностьдвух(илинескольких)различныхматериалов
образующихобщуюкомпозиционнуюсреду.Простейшимпримеромметаматериаламожетслужитьсовокупностьсферическихчастицсотносительнымидиэлектрической и магнитной проницаемостями 1, 1 , размещенных внутри однороднойсредыспараметрами 2 , 2 .Усреднениепараметровнеоднороднойкомпозиционной среды обычно проводится путём введения эффективных значений диэлектрическойимагнитной проницаемостей. Например,для указанногометаматериала на основе сферических включений эффективная магнитная проницаемость eff определяется, согласно феноменологической модели МаксвеллаГарнетта:

f (1  1) (1  2) 
eff  2 1  3
,

1  f (1  1) (1  2) 

(1.2.1)
где f  nV —объемкомпозита,занятыйвключениями, V —объемотдельного
сферическоговключения, n —концентрациявключений.
Искусственныеметаматериалы,созданныенаосновераспределенныхпообъемумикровключенийобладаютпространственнойдисперсией,тоесть,посути,«пространственной памятью», так как значения электрического и магнитного полей в
некоторой точке среды зависит от значений поля в окружающих точках пространства.
Вмногообразииобозначенныхкомпозиционныхматериаловособнякомстоят искусственные среды и структуры, обладающие свойством киральности или
энантиоморфизма. Подобные метаматериалы называются киральной средой и
создаются на основе микровключений зеркально асимметричной формы. Микровключениявкомпозиционнойсреде,линейныеразмерыкоторых d   (  —
длинаволныизлучения)частоназываютсяэлектромагнитнымичастицами.
Такимобразом,киральнаясреда—этоматериал,созданныйнаосновеэлектромагнитныхчастицзеркальноасимметричнойформы.
Подобное определение на настоящий момент является общепринятым в
научнойлитературе,однако,помнениюавторов,являетсядостаточноузкимине
охватываетвсехвозможностейвозникновенияэффектакиральностивсреде.
Киральные свойства среды (или структуры на её основе), как уже отмечалось,могутбытьследствиемоднойиздвухпричин.Киральностьструктурывцеломможетбытьсвязанасвнутреннимсодержимымсреды,либосвнешнейкомпозициейэлементовнаповерхности.Наосновеэтогоможнодатьследующуюобщуюклассификациюкиральныхматериалов.
17
Есликомпозиционнаяструктураобладаетсимметричнойформой,носодержитвнутрисебязеркальноасимметричные(киральные)композиты,томатериал
называетсяфизически киральным.
Есликомпозиционнаяструктурасостоитизсимметричныхвключенийдвух
(или нескольких) типов, которые образуют асимметричную композицию, то материалназываетсягеометрически киральным.
Заметим,чтовфизическиигеометрическикиральныхструктурахвозникает
явлениесобственнойкиральности,очемречьшларанее.
Длятого,чтобыболеетонкопонятьразличиямеждуфизическиигеометрическикиральнымиструктурамиприведемрядпримеров.
1.2.1. Физически киральные среды (ФКС). Простейшей моделью физически киральной среды является композиция проводящих композитов зеркально
асимметричной формы, равномерно размещенных и хаотически ориентированных в однородной среде-контейнере. Хаотическая ориентация микроэлементов
необходимадлятого,чтобывцеломсредабылаизотропной(илиболееправильно—биизотропной).Вкачествекиральныхэлементовмогутвыступатьтрехмерные (3D) (право- и левовинтовые металлические спирали, сферические частицы
со спиральной проводимостью [3], разомкнутые кольца с выступающими концами[4]идр.)идвумерные(2D)микроскопическиеобъекты(полосковыеэлементы
ввидебуквыSиеезеркальногоэквивалента[5-7],плоскиеn-заходныеспирали,
лентыМёбиуса[8]идр.).Примерискусственнойкиральнойсредынаосновемикроспиралейприведённарисунке1.3.Киральныеэлементыразмещеныравномерноповсемуобъемусреды-контейнера.Такаямодельназываетсяобъемной.Недостаткомобъемноймоделикиральнойсредыявляетсясложностьизготовления.
l
Средаконтейнер
d
Проводящая
спираль
Рис. 1.3.Примерфизическикиральнойсредынаосновеспиральныхэлементов
18
Гораздо более простыми с точки зрения изготовления являются плоские
(планарные)киральныеструктуры,которыесоздаютсяпутемравномерногоразмещения полосковых элементов зеркально асимметричной формы на поверхности диэлектрической подложки. В качестве полосковых киральных элементов
чаще используются правые и левые формы S-элементов, а также планарных частицвформегаммадионов[5-7].Обычнотакиеструктурыявляютсядвупериодическими и образуют решетку из плоских элементов на поверхности подложки.
Значительный вклад в создание теории плоских киральных структур внёс д.ф.м.н.ПросвирнинС.Л.
Пример планарной киральной структуры из S-элементов приведен на рис.
1.4. На рис. 1.5 приведена фотография изготовленной во ФГУП «НИИ «Экран» (г.
Самара)структурыизпрямоугольныхS-элементов(см.раздел1.12).
y
x
dy
dx
Рис. 1.4.Двупериодическаяпланарнаякиральнаяструктура
Рис. 1.5.Экспериментальныймакеткиральной
структурынаосновепрямоугольныхS-элементов
19
1.2.2. Геометрически киральные структуры (ГКС). Впервые понятие геометрически киральной структуры было введено И.В. Пряниковым и В.Ю. Гавриловымвработе[9].Какужебылоотмечено,длясозданиягеометрическикиральной структуры необходимо использовать как минимум два вида симметричных
элементов (например, квадратные по форме элементы из двух сортов материалов), образующих зеркально асимметричную композицию относительно изображения в плоском зеркале. Рассмотрим простейший пример. Пусть у нас имеется
двасортаэлементовквадратнойформы—черныеибелые.Построимизнихметаструктуру в виде «шахматной доски» или в переводе на английский «chessboard»,какпоказанонарис.1.6а.Такаякомпозицияявляетсяполностьюсимметричной как относительно любой из диагоналей структуры, так и относительно
отражения в плоском зеркале. Однако при замене левого верхнего черного элемента на белый структура становится полностью асимметричной, то есть киральной (рис. 1.6б). Заметим, что структура представляет собой асимметричную
композицию, составленную из симметричных по форме элементов. Это и есть
простейшаямодельгеометрическикиральнойструктуры.
а)
б)
Рис. 1.6.Примерпростейшейгеометрическикиральнойструктуры
Здесь позволим сделать себе некоторую отступление, необходимое для того,
чтобы Читатель понял, откуда у авторов возникла идея «геометрической киральности».
Естественныесреды,обладающиекиральнымисвойствами,известныещесXIX
векавоптике,гдеполучилиназваниеоптическиактивных.Явлениеоптическойактивностибылооткрытов1811годуфранцузскимученымД.Ф.Араговкварце.В1823
годуО.Ж.Френельдоказал,чтооптическиактивнаясредаобладаетразличнымипоказателямипреломлениядляволнсправоилевокруговымиполяризациями.В1860
годуизвестныйбиологЛуиПастеробъяснилприродуэтогоявлениямолекулярной
асимметрией,когдаформымолекуллево-иправовращающихсяизомеровотносятся
другкдругукакзеркальныеотображения.Совершеннопонятно,чтооптическиактивнуюсредуможноотнестикклассуфизическикиральнойсреды.
С другой стороны, вторым примером киральной среды в оптике являются
жидкие кристаллы, в том числе и в первую очередь — холестерические жидкие
кристаллы (ХЖК). Само строение ХЖК позволяет трактовать их как геометрическикиральнуюструктуру:осимолекул(директорХЖК),лежащихводнойплоско20
сти, направлены в одну сторону, однако оси молекул в соседней параллельной
плоскостиповернутыотносительнонихнанекоторойугол[10,11].Врезультате
ориентировка осей молекул в самом верхнем и самом нижнем слое домена ХЖК
такова,чтодиректорвпромежуточныхслояхкакбывращаетсяпоокружностипо
(илипротив)часовойстрелке.
ТеперьможнопровестианалогиюмеждудоменомХЖКигеометрическикиральной структурой. Возьмем модель искусственной геометрически киральной
структуры, показанной на рис.1.6б и на её основе создадим четыре различных
слоя,вкаждомизкоторыходинчерныйбоковойэлементзамененнабелый(рис.
1.7). В результате в каждом слое боковой белый асимметричный элемент будет
задавать направление асимметрии, то есть по сути выполнять роль директора
ХЖК.Получается,чтовкаждомизчетырехслоев«директор»ГКСнаправленпод
различнымиуглами.Еслитеперьразместитьвсечетыреслояодинподдругим,то
получится,чтоприпереходе отодного слоякдругому«директор»вращаетсяпо
окружности. Понятно, что чем больше элементов образует ГКС, тем более плавнымбудетвращениедиректора.Примермногослойнойгеометрическикиральной
структурыпоказаннарисунке1.8.
Рис. 1.7.Способпостроениямногослойной
геометрическикиральнойметаструктуры
Рис. 1.8.Многослойнаягеометрическикиральнаяметаструктура
свращающимсядиректором
Таким образом, модель многослойной ГКС является искусственным аналогомдоменахолестерическогожидкогокристалла.
В результате можно дать обобщенное определение киральной структуры,
учитывающеефизическуюигеометрическуюкиральность.
Киральная метаструктура — это материал, киральные свойства которой
обусловлены зеркально асимметрией всей структуры в целом или отдельной её
части.
21
Степень киральности материала определяется либо концентрацией и формойзеркальноасимметричныхэлементов(физическикиральнаяструктура), либогеометрическимиифизическимипараметрамисимметричныхэлементовиих
концентрацией (геометрически киральная структура). Для описания киральных
свойств принято использовать усредненный параметр киральности  , который
входитвматериальныеуравнениядляфизическикиральнойсреды.
Материальныеуравнениядляфизическикиральнойсредымогутбытьзаписаны в различных формах. Наиболее часто используется формализм ЛинделлаСиволы(зависимостьотвременивекторовполя exp i t )[12-15]:






D   E  i H , B   H  i E , (1.2.2)
где ,  —относительныедиэлектрическаяимагнитнаяпроницаемостикираль

ной среды;  — относительный параметр киральности; D и B — комплексные


амплитуды векторов индукции электрического и магнитного полей; E и H —
комплексныеамплитудывекторовнапряженностиэлектрическогоимагнитного
полей.Здесьуместнозаметить,чтовмонографиииспользуетсяГауссовасистема
единиц.
Всоотношениях(1.2.2)верхниезнакисоответствуюткиральнойсреденаосновеспиралейсправойзакруткой,анижниезнаки—киральнойсреденаоснове
левовинтовыхспиралей.
В более общем случае материальные уравнения для композиционной киральнойсредымогутбытьзаписанывследующемвиде:


 


D  E  EH H, B  H  HE E , (1.2.3)
где EH — параметр электро-магнитной связи; HE — параметр магнитоэлектрическойсвязи.
Параметр киральности  зависит от формы и размеров зеркальноасимметричных элементов. Физический смысл параметра киральности заключается в том, что он определяет степень взаимосвязи процессов поляризации и
намагничиваниявкиральнойсреде.Вчастности,при   0 указанныепроцессы
неявляютсявзаимосвязаннымиисреданеобладаеткиральностью.Заметим,что
при   0 соотношения (1.2.2)переходятвобщеизвестные материальные уравнениядлядиэлектрическойсреды.
Послеобобщенияпонятиякиральнойсредынеобходимоуточнитьпараметр
киральности,которыйдолженскладыватьсяиздвухнезависимыхчастей:
  ph  g , где ph —составляющаяпараметракиральности, связанная сналичием в метаматериалезеркальноасимметричныхэлементов(ФКС); g —составляющая,отвечающаязакиральность,создаваемуювсейструктуройвцелом(ГКС).
В завершение раздела коснемся вопроса материальных уравнений для киральнойсредыввиде(1.2.2),содержащихпосредствамвторыхслагаемыхвпра22
вых частях дополнительных связей между электрическим и магнитным полем.
Такая форма материальных уравнений характерна для сред с пространственной
дисперсией. Однако параметры  и  можно понимать как произвольные интегро-дифференциальные операторы и привести соотношения (1.2.2) к стандартномувидубезнелокальныхсвязей:

 

D   E, B   H . (1.2.4)


Врезультатезадачасводитсякопределениюявноговидаоператоров  и  .
Вследующемразделепоказано,чтофизическикиральнаясредаявляетсянекоторымчастномслучаемобобщеннойбигиротропнойсреды,апараметркиральности
 
входитвтензоры  и  ввиденедиагональныхэлементов.
1.3 Бигиротропная среда как пример
физически киральной среды
1.3.1 Киральная среда. Пустькиральнаясредаописываетсяматериальными
уравнениями (1.2.3). Уравнения Максвелла для комплексных амплитуд векторов
поляприиспользовании(1.2.3)записываютсяследующимобразом:



rot H  ik0 E  EH H ,
(1.3.1)


 rot E   i k0 H  HE E ,




где k0   c — волновое число для плоской однородной волны в вакууме; c —
скоростьсвета;  —круговаячастота.
Получимиз(1.3.1)дифференциальныеуравнениявторогопорядка.Дляэтого возьмем операцию rot от обеих частей уравнений (1.3.1) и для однородной
( ,   const )киральнойсредыполучим:



rot rot H  ik0  rot E  EH rot H ,
(1.3.2)


 rot rot E   i k0  rot H  HE rot E .




Подставимвуравнения(1.3.2)выражения(1.3.1)иполучимсвязанныедиф

ференциальныеуравнениявторогопорядкаотносительновекторов E и H :



2
rot rot H  k02   EH
H  k02 HE  EH  E ,
(1.3.3)


 2
2
2
rot rot E  k0   HE E  k0  EH  HE  H .




ИзтретьегоичетвертогоуравненийМаксвелладляэлектромагнитногополя
вкиральнойсредевдалиотисточников:






div D  div E  EH H  0, div B  div H  HE H  0 , 
дляоднороднойсреды,получаем:





  EH HE  div H  0,   EH HE  div E  0 . (1.3.4)
23


Очевидно,что   EH HE  0 ,поэтому: div E  0, div H  0 .



Используя известное равенство: rot rot   grad div   2  , из уравнений
(1.3.3) с учетом (1.3.4), получаем систему двух связанных дифференциальных
уравненийвторогопорядка:



2
2H  k02   EH
H  k02 HE  EH  E  0,
(1.3.5)



2
2E  k02   HE
E  k02 EH  HE  H  0 .




Заметим,чтодлядиэлектрическойсреды( EH  HE  0 )уравнения(1.3.5)
переходятвнесвязанныеуравненияГельмгольцадляэлектромагнитнойволныв
безграничнойдиэлектрическойсредеспараметрами  и  :




2E  k02E  0 , 2H  k02H  0. 1.3.2 Бигиротропная среда. Предположим, что киральная среда, аналогично бигиротропной среде, описывается следующими материальными уравнениями:

 

D   E, B   H , (1.3.6)


где  —тензордиэлектрическойпроницаемости;  —тензормагнитнойпрони

цаемости. Предположим, что тензоры  и  имеют следующий вид (киральные
элементыориентированывдольоси Oz ):
  1 0
  2 0 



 

  1

0 ,    2

0 , (1.3.7)




0
0
0

0



где 1 и 2 — неопределенные пока диагональные элементы (их связь с параметрами связи EH и HE будет найдена позднее из сравнения полученных
уравненийс(1.3.5)).
Уравнения Максвелла с учетом материальных уравнений (1.3.6) записываютсяследующимобразом:




rot H  ik0 E, rot E   ik0H . (1.3.8)
Записывая систему уравнений (1.3.8) в проекциях на оси декартовой системыкоординат,полагая,например,  y  0 ,получаем:
24
Ey
  ik0 Hx  2Hy  ,
Hy
 ik0 Ex  1Ey  ,
z
z
Ex Ez
Hx Hz

  ik0 2Hx  Hy  ,

 ik0 1Ex  Ey  , (1.3.9)
z
x
z
x
Ey
Hy
  i k0Hz ;
 ik0Ez .
z
z


Выражаяиз(1.3.9) x -и z -составляющиевекторовполячерез Ey и Hy ,получаем:
i Hy 1
i Hy

Ey ,
Ez  
,
k0 z

k0 x
i Ey 2
i Ey
Hx  

Hy , Hz 
.
k0 z

k0 x
Ex 
(1.3.10)
Подставляявыражения(1.3.10)вовторыеуравнениясистем(1.3.9),получаемследующиесвязанныедифференциальныеуравнениявторогопорядка:


 
  Ey
2Hy  k02   22  Hy  ik0 1  2 
 0,

 
  z

(1.3.11)

H






y
2Ey  k02   12  Ey  ik0 2  1 
 0.


 
  z
Считая, что зависимость векторов электромагнитного поля от координаты
z имеетвид exp ik0  z ,получаем:
Ey
 ik0  Ey ,
Hy
 ik0  Hy . (1.3.12)
z
z
Подставляя выражения (1.3.12) в систему связанных дифференциальных
уравнений(1.3.11),получаем:
d 2H y


 2 
2 
2
     E  0,

k




H

k


0
2
y
0
1
2
y


 
 
dx2
2
d Ey
2
(1.3.13)


 
 
 k02   12  Ey  k02  2  1  Hy  0.


 
 
dx
В уравнениях (1.3.13) неизвестными являются недиагональные элементы
тензоров 1 и 2 . Предполагая,чтокиральнаясреда описываетсяматериальнымиуравнениями(1.3.6)длябигиротропнойсреды,элементы 1 и 2 находятсяиз
сравнениясистемуравнений(1.3.5)и(1.3.13).
Несложно заметить, чтобы уравнения (1.3.5) и (1.2.13) совпали необходимо
положить:

EH . (1.3.14)

 
Такимобразом,найденявныйвидтензоров  и  длякиральнойсреды:
1  

 


  HE
  



 0


HE


0

HE ,

2 

0




0 ,  





 

 EH

 0

EH

0
0

0 , 

(1.3.15)
где     —характеристическоесопротивлениедлякиральнойсреды.Заме25

тим, что параметр магнито-электрической связи входит в тензор  , а параметр

электромагнитнойсвязи,наоборот,втензор  .
Таким образом, описания киральной среды материальными уравнениями
 
(1.2.3),(1.2.4)итензорами  и  вида(1.3.15)эквивалентны.
Еслиматериальныеуравнениядлякиральнойсредызаданыввиде:


 


D  E  iH, B  H  iE , дляполученияэквивалентныхтензоровввыражениях(1.3.15)необходимоположить:
EH   i ; HE   i ,
Вэтомслучаеэквивалентныетензорыимеютследующийвид:


 i
 
0



 
 i 0 




   i
 



0 , 
  i

0 . (1.3.16)


 





0

 0
 0
0





В выражениях (1.3.15) и (1.3.16) верхние знаки относятся к киральной среде на
основеправовинтовыхэлементов;нижниезнаки—ксреденаосновелевовинтовыхэлементов.
Если ввести два параметра E    , H   , то можно, утверждать, что
киральнаясредаспараметромкиральности  являетсячастнымслучаембигиро 
тропнойсредыстензорами  и  следующеговида[16]:
 
 

  iE

 0

 iE

0
 
0






0 , 
  iH


 0


 iH

0
0

0 . 

Теорема [16]:киральнаясреда,описываемаятремяпараметрами ,  и  иматериальнымиуравнениями:


 


D  E  iH, B  H  iE , являетсячастнымслучаембигиротропной средыстензорамивида:
 
 
 iE 0
 iH 0 



 





  iE

0 , 
  iH

0 , 



 0

 0

0

0





где E    , H  ,     . Таким образом, киральные свойства среды учитываются в недиагональных
элементах тензоров диэлектрической и магнитной проницаемостей, что приводит, в частности, к явлению кросс-поляризации поля при взаимодействии с киральнойсредой.Данныйэффектзаключаетсявпреобразованииполяризацииполяприегоотраженииипрохождениичерезслойсфизическикиральнойсреды.
26
Можно провести в этом смысле определенную аналогию между физически и
геометрически киральными структурами. В ФКС за свойство киральности отвечает
недиагональныйэлементтензора;вГКС—боковойэлементзеркальноасимметричнойкомпозиции.Этолишнийраздоказываетобщностьприродыкиральностивдвух
различныхклассахструктур.
1.4. Электромагнитная теория физически киральной среды
В этом разделе кратко рассмотрим основные уравнения электродинамики
физическикиральнойсреды,материальныесвойствакоторойописываютсясоотношениями(1.2.2).
Запишем уравнения Максвелла в дифференциальной форме для комплексных амплитуд векторов электромагнитного поля в киральной среде на основе
правыхформпроводящихэлементов:



rot E  k0  i H  E ,
(1.4.1)



rot H  k0 i E  H ,




где k0   c — волновое число для плоской однородной волны в вакууме; c —
скоростьсвета.
Из уравнений (1.4.1) следует обобщение принципа перестановочной двойственностинаслучайэлектромагнитногополявкиральнойсреде:


E  H,   ,    . (1.4.2)

Получимдифференциальныеуравнениявторогопорядкадлявекторов E и

H электромагнитного поля в киральной среде. Будем считать, что киральная
среда являетсямакроскопически однородной, тоестьее материальные параметры ,  и  независятоткоординат.Применяяоперациюrotкобеимчастямпервогоуравнения(1.4.1),получаем:



rot rot E  k0  i rot H   rot E . 

(1.4.3)
Подставим в уравнение (1.4.3) соотношения (1.4.1) и после преобразований
получим:



rot rot E  k02   2 E  2ik02H . (1.4.4)


Воспользовавшись известным соотношением векторного анализа



rot rot E  grad div E  2E ,перепишемуравнение(1.4.4)следующимобразом:




2E  k02   2 E  grad div E  2ik02H . (1.4.5)


Аналогично,применяяоперациюrotковторомууравнению(1.4.1)ипроводя
тождественныепреобразования,получаемдифференциальноеуравнениевторого
27

порядкаотносительновектора H :




2H  k02   2 H  grad div H  2ik02E . 

(1.4.6)
Запишем третье и четвертое уравнения Максвелла для электромагнитного
полявкиральнойсреде:




(1.4.7)
div E  i div H  0 , div H  i div E  0 .  
 
 
 
Дляоднороднойсредыизсистемыдифференциальныхуравнения(1.4.7)несложнополучить:


div E  0, div H  0 .
(1.4.8)
Используя равенства (1.4.8), перепишем дифференциальные уравнения
(1.4.5)и(1.4.6)вследующемвиде:



2E  k02   2 E  2ik02H  0,
(1.4.9)



2H  k02   2 H  2ik02E  0 .




Соотношения (1.4.9) образуют систему дифференциальных уравнений вто

рого порядка относительно векторных функций E и H и при   0 уравнения
переходят в несвязанные однородные уравнения Гельмгольца для электромагнитногополяводнороднойдиэлектрическойсреде:




2E  k02E  0 , 2H  k02H  0 . (1.4.10)
Изсравнения(1.4.9)и(1.4.10)следует,чтовкиральнойсредеквадратпоказателяпреломления n2 посравнениюсдиэлектрическойсредойувеличивается:
nc2    2  n2  2 , n    . (1.4.11)
Отметим,чтоуказанныйфактимеетместовнезависимостиоттогоправыеили
левыеформыпроводящихэлементовиспользуютсяприсозданиикиральнойсреды.


Представим векторы E и H электромагнитного поля в киральной среде
следующимобразом[12-15]:



E  ER  EL ,
(1.4.12)


 
Hi
ER  EL ,


где ER — напряженность электрического поля волны правокруговой поляриза
ции(ПКП); EL —напряженностьэлектрическогополяволнылевокруговойполя-


ризации(ЛКП).
Подставим (1.4.12) в уравнения (1.4.9) и после некоторых преобразований
получим:


2 
2 
2ER  k02 n   ER  2EL  k02 n   EL  0,
(1.4.13)




2ER  k02 n  2 ER  2EL  k02 n  2 EL  0,
28
где n   —относительныйпоказательпреломления.
Почленно складывая и вычитания уравнения (1.4.13), приходим к двум не

связаннымуравнениямотносительнофункций ER и EL [12-15]:




2
2
2ER  kR
ER  0, 2EL  kL
EL  0, (1.4.14)
где kR  k0 n   —волновоечислодляволныПКПвбезграничнойкиральной
среде; kL  k0 n   —волновоечислодляволныЛКПвбезграничнойкиральнойсреде.
Дляслучаядиэлектрическойсредыпри   0 изсоотношенийдляволновых
чиселследует kR  kL  k0n ,чтосоответствуетраспространениюоднойплоской
волнывбезграничнойдиэлектрическойсредесволновымчислом k  k0  .
Таким образом, нормальными волнами безграничной киральной среды являютсядвеволнысправо-илевокруговымиполяризациямииразличнымиволновымичислами kR,L .
Известно, что в диэлектрической среде (   0 ) нормальными волнами являютсяэлектрические(E)имагнитные(H)волны,атакжеихлинейныекомбинации, которые могут иметь как линейную, так и в общем случае, эллиптическую
поляризацию.Пустьплоскаяэлектромагнитнаяволна(ПЭМВ)распространяетсяв
диэлектрическойсредеспараметрами ,  вдольпродольнойоси Oz .Тогдаэлектромагнитное поле (ЭМП) нормальных волн определяются двумя возможными
способами[13]:
1
Ex1  eikz , Hy1  eikz
a  ;

(1.4.15)
1 ikz
2
2
ikz
Ey  e
, Hx   e
, á

где k  k0  —волновоечислодляплоскойоднороднойволнывдиэлектрическойсреде;     —характеристическоесопротивлениесреды.
Волны 1 и 2, поля которых определяются (1.4.15) и обладают ортогональными поляризациями, имеют одинаковую постоянную распространения k , то
есть являются вырожденными. Согласно известной теореме электродинамики,
любаялинейнаякомбинациянормальныхволнтакжеявляетсясобственнойволной. В зависимости от коэффициентов комбинации такая волна может иметь в
общемслучаеиэллиптическуюполяризацию.
Длякиральнойсредыволны1и2сЭМП(1.4.15)неявляютсянормальными
илишьдвелинейныекомбинации(1.4.15а,б)будутсобственнымиволнами,имеющимиправоилевокруговыеполяризации[13]:
29





 1
ER  x0  iy0  eikR z , HR   ix0  y0  eikR z
 a ;



 ikL z 

 1 ikL z
EL  x0  iy0  e
, HL  ix0  y0  e
,  á

(1.4.16)
где kR,L  k0  n   —постоянныераспространениянормальныхволнвбезграничнойкиральнойсреде; n   —показательпреломления.
Уэлектромагнитныхполейволн(1.4.16)напряженностивсегдасвязаныследующимисоотношениями[13]:

i 
HR,L   ER,L . (1.4.17)

Таким образом, нормальными волнами киральной среды является дуплет
ЭМВсПКПиЛКП,обладающихразличнымипостояннымираспространения kR и
kL . Из выражений kR,L  k0  n   следует, что фазовая скорость волны ПКП
( vR   / kR )внеограниченнойкиральнойсреденаосновеправыхформпрово-
дящихэлементоввсегдаменьшефазовойскоростиволныЛКП( vL   / kL ).Нетрудно заметить, что в случае киральной среды, моделируемой на основе левых
форм элементов, наоборот, фазовая скорость волны ПКП больше, чем у ЛКПволны: vR  vL .
Такимобразом,представлениеэлектромагнитногополявкиральнойсредев


видесуперпозицииполейдвухволн ER и EL сводитпроблемурешенияуравнений Максвелла к решению двух независимых векторных дифференциальных
уравненийвторогопорядка(1.4.14).
Для киральной среды (в случае распространения волны вдоль оси Oz ) решение первого уравнения (1.4.14) ER  Ex  iEy  E0eikR z соответствует электромагнитнойволнесправокруговойполяризацией.Решениевторогоуравнения
(1.4.14) EL  Ex  iEy  E0eikL z соответствуетволнеслевокруговойполяризацией.
Соответственно,
для
напряженности
магнитного
поля
имеем:
HR  iHx  Hy  H0eikR z — для волны с правокруговой поляризацией и
HL  iHx  Hy  H0eikL z —дляволныслевокруговойполяризацией.
 
Представляялюбоеполе E, H вкиральнойсредеввидесуммыдвухполейс
противоположнымикруговымиполяризациями[12-15]:



E  ER  EL ,



H  HR  HL ,
где
30



1 
1 
i 
ER,L  E  i H , HR,L  H  E 2
2 
 


иподставляяеговматериальныеуравнения,получаем


DR,L  R,L ER,L ,


BR,L  R,L HR,L ,
(1.4.18)
где




R,L   1   , R,L   1   . 

n
n
Изсоотношений(1.4.18)следуетвывод,чтокиральнаясредадляволныПКП
обладаетматериальнымипараметрами R и R ;адляволныЛКП—параметрами L и L .Этоприводитктому,чтодляволнПКПиЛКПкиральнаясредаобладает различными показателями преломления, что и приводит к различию фазовыхскоростейэтихволн.
1.5 Геометрически киральные метаструктуры
Геометрически киральная структура — это материал, представляющий собой некоторую зеркально асимметричную композицию из симметричных элементов, то есть киральность создается путем особого расположения элементовкомпозитов[1,2,9,23].Расположениеэлементовприсозданииуказаннойструктурыдолжнобытьзеркальноасимметричнымотносительнонекоторойвыбранной
геометрической оси. Геометрически киральная метаструктура в общем случае
может состоятьиз n-композиционныхслоёв, каждый из которыхвсвою очередь
является геометрически киральным. Простейшим примером геометрически киральной структуры является шахматная доска, состоящая из черных и белых
квадратов, у которой удален (или заменен на противоположный по цвету) один
из боковых элементов. В общем случае геометрически киральная структура может быть образована композицией из (n-1) типа элементов, которая является
зеркальноасимметричнойотносительнонекоторойоси.
Топологически геометрически киральные структуры удобно описывать
обобщеннымиматрицами.Пустьструктурасостоитизодногослоя,образованногозеркальноасимметричнойкомпозициейдвухтиповэлементов—черногоибелого (рис. 1.9). Киральность в этой структуре создается путем замены черного
элемента,расположенноговправомверхнемуглу,набелый.Вкачествеосисимметрииструктурывыбираетсядиагональ,проходящаяпотремэлементамодного
итогожетипа.
Дляописаниягеометрическойкиральнойструктуры,показаннойнарис.1.9,
введем квадратную матрицу размером 3x3, состоящую из 0 (белый элемент) и 1
(черныйэлемент):
0 0 1



S1  0 1 0 . (1.5.1)


1 0 1
31
Общиесвойстваматриц,описывающихгеометрическикиральныеструктуры
следующие:
1. Перестановка элементов Sij и Sji ( i, j  1, n ; n — размерность квадратнойматрицы)сохраняетсвойствогеометрическойкиральности.
2. Замена диагональных элементов на противоположные по типу также сохраняетсвойствогеометрическойкиральности(рис.1.10).
Рис. 1.9
Рис. 1.10
Рис. 1.11
Рис. 1.12
3.Элементструктурысиндексами i  j никогданевлияетнасвойствагеометрическойкиральностииможетбытьпроизвольным.
Изпоследнегоутверждениявытекаетважнейшийфакт,чтовсозданиигеометрическойкиральностиструктурывцеломучаствуюттолькоэлементырасположенные вдоль боковых границ структуры (в дальнейшем будем их называть
граничными элементами геометрически киральной структуры). Таким образом,
геометрическая киральность создается только посредствам граничных элементов;всевнутренниеэлементыструктурымогутбытьвобщемслучаепроизвольными,вт.ч.ифрактальноповторяющимиструктурувцелом(рис.1.11).
На рисунке 1.11показанафрактальная геометрически киральнаяструктура
порядка фрактальности равным двум. В общем случае порядок фрактальности
можетбытьпроизвольнымиопределятьсястепеньюфрактальногоотображения
исходной композиции структуры в неграничных элементах. Для примера на рисунке1.12показанааналогичнаяструктураспорядкомфрактальностиравным4.
Каквидноизрис.1.11ипредыдущихрассужденийфрактальность,посвоей
сути, выступает как некоторая композиционно упорядоченная (вложенная) геометрическая киральность. Фрактальная киральная структура, показанная на
32
рис.1.11описываетсяследующейтопологическойматрицей:
0 0 1





S1  0  S1  0 .    
1 0 1
Степень фрактальной вложенности геометрически киральной структуры в
уменьшенноммасштабесамувсебяопределяетсяпорядкомфрактальности.
Всемрассмотренныевышеслучаисоответствуютгеометрическикиральным
структурам, в которых зеркальная асимметрия создается только одним граничнымэлементом.
Понятие геометрически киральной структуры может быть обобщено. Из
вышесказанного следует, что в образовании геометрической киральности участвуютграничныеэлементыметаструктуры.Всвязисэтимкиральнообразующей
можетбытьвсяграницаструктурыцеликом,анетолькоодинеёэлемент.Длясозданиягеометрическойкиральностивэтомслучаенеобходимо,чтобыграничные
элементыбылиасимметричнымиотносительногеометрическихосейструктуры,
проходящихпообеимдиагоналям.
Примергеометрическикиральнойструктурыскиральнообразующейввиде
всейграницыпоказаннарис.1.13;нарис.1.14приведенасоответствующаяданнойструктуретопологическаяматрица.
Обратим внимание, что тип и расположение внутренних (по отношению к
границе)элементовмогутбытьпроизвольными,таккакгеометрическаякиральность создается только граничными элементами. Если центральные элементы

a, b, c и d представляют собой композитные включения самой матрицы S2 , то
возникаетфрактальнаякиральнаяметаструктура.
0

0

S2  
0

0
0
a
c
1
0
b
d
1
1

1

1

1
Рис. 1.13
Рис. 1.14
Такимобразом,всегеометрическикиральныеметаструктуры(ГКМС)можно
разделитьнадвабольшихкласса:
1.ГКМСскиральнойобразующейввидеодногоилинесколькихграничных
элементов(рис.1.9).Вэтомслучаеможноговоритьонеупорядоченнойгеометрическойкиральности.
33
2. ГКМС с киральной образующей в виде всех граничных элементов (рис.
1.13).Вданномслучаегеометрическаякиральностьявляетсяупорядоченной.
Метаструктура обладает свойством киральности лишь в том случае, когда


она топологически может быть описана матрицами, аналогичными S1 или S2 ,
либо зеркальная асимметрия является физической и связана с формой самих
микроэлементов, образующих структуру. Например, планарное покрытие из Sэлементов расположенных на поверхности подложки является физически киральным; структура домена холестерического жидкого кристалла является геометрическикиральной,вследствиеповоротадиректоравкаждомизслоёвдомена
ит.д.
Киральные метаструктуры могут состоять из большого числа плоских
слоёв, каждый из которых в свою очередь обладает свойством геометрическойкиральности.Вчастности,припомощинаборакомпозиционныхгеометрически киральных слоев можно создать искусственную метаструктуру по
подобиюдоменахолестерическогожидкогокристалла.Дляэтойцелиудобно
использовать слои с киральной образующей в виде одного граничного элемента. Этот элемент будет определять направление «директора» данного
слоя. В следующем слое кирально образующий граничный элемент должен
быть расположенна другой позиции с цельюизменениянаправления директораотодногослоякдругому. Такимобразом,можносоздатьмногослойную
геометрически киральную структуру, у которой в каждом слое направление
директораизменяетсятакимобразом,чтобыотслоякслоюегоповоротосуществлялсяпо окружностипо (против)часовойстрелки. Пример искусственного 3D-метакристалла показан на рис. 1.15. Стрелками показано направлениедиректоравразличныхслоях.Выделенкиральнообразующийэлемент.
Слой 1
Слой 2
Слой 3
Слой 4
Слой 5
Рис. 1.15
Будем называть граничные элементы, участвующие в образовании геометрическикиральнойструктуры,кирально образующими элементами.
Кирально образующая поверхность — это криволинейная (в общем случае)
поверхность произвольного порядка, на которой расположена композиция элементов,создающаягеометрическикиральнуюструктуруобъектавцелом.
Необходимообратитьвниманиенатотфакт,чтововсехрассмотренныхслучаях геометрически киральная метаструктура в целом обладает плоскими киральнообразующимиграничнымиповерхностямиисамислоивсамойструктуре
являютсяплоскими.
34
В предлагаемой модели геометрически кирального метаматериала искусственно воспроизводится структура доменов холестерических жидких кристаллов(рис.1.16а)[1,19,23].Структурасостоитизбольшогоколичестваслоев,каждый из которых представляет собой упорядоченную киральную композицию из
микропластин двух различных материалов. Аналогом директора ХЖК в данной
структуреявляетсяодин из крайнихэлементовсимметричной композиции, вращательноеповторениеотсутствиякоторогопо(против)часовойстрелкисопределённой угловой периодичностью, создаёт локальную асимметрию, что приводит к возникновениюкиральности3Dструктурывцелом(рис.1.16б). Стрелками
на рис.1.16б показано вращение в горизонтальных плоскостях отсутствующего
крайнего элемента по часовой стрелке. Геометрически киральная многослойная
метаструктура с одним директором, показанная на рис.1.16б является аналогом
ХЖК. С точки зрения терминологии антенн — это аналог цилиндрической спиральнойантенны.
Нарис.1.16впоказанамногослойнаягеометрическикиральнаяметаструктура с двумя директорами, в которой вращение отсутствующих элементов в горизонтальныхслояхпроисходитвпротивоположныхнаправлениях(поипротивчасовой стрелки) в двух соседних вертикальных слоях. Это аналог двухзаходной
спиральнойантенны[17].
Предложенныемногослойныегеометрическикиральные3Dметаструктуры
гораздопрощевизготовлении,чемфизически киральные 3Dструктуры.Применяя основные результаты существующей на сегодняшний день теории цилиндрических однозаходной и двухзаходной спиральных антенн можно предположитьследующее:
1. При   D , где D — длина стороны элемента геометрически киральной
метаструктурысоднимдиректоромвгоризонтальнойплоскости(рис.1.16б)возможно осевое излучение (переизлучение) электромагнитной волны с круговой
поляризацией в направлении, перпендикулярном горизонтальным плоскостям
структуры.
2. В нулевом приближении расстояние между соседними элементами
s  0.15  0.3 0 , где 0 — центральная частота рабочего диапазона длин волн,
который определяется из условия: 0.7L    1.3L ( L — толщина структуры в
вертикальномнаправлении).Такимобразом,однимиздостоинствгеометрически
киральныхмногослойныхметаструктур с однимдиректоромявляетсядостаточноширокаядиапазонность( max min  1.7 ).
3. Активная часть входного сопротивления структуры слабо зависит от отношения L  .
4.Прииспользованииметаструктурысдвумядиректорами(рис.1.16в)можноещёболееувеличитьрабочийдиапазондлинволн;приэтомможноиспользоватьсвойствадвухзаходныхспиральныхантенн[18].
35
5. При создании геометрически киральной конической спирали (рис. 1.17)
можно создать почти частотно независимую метаструктуру. Предполагаемая областьчастоттакихметаструктурот 103 до 1010 Гц.
6.Приодновременномиспользованиинесколькихгеометрическикиральных
структурвозможносозданиерешётоксуменьшеннойширинойглавноголепестка
осевогоизлучения(переизлучения).
Рассмотренные элементы 3Dструктур, по-видимому,топологически описывается неевклидовой метрикой, находящей своё материальное воплощение в
приведённых принципах взаимодействия когерентных структур фазированных
антенныхрешёток(ФАР),которымипосутииявляютсякомпозитныегеометрически киральные 3D структуры. Неевклидовая размерность метрики, повидимому, особенно сильно должна проявиться при создании 4D-метаструктур,
гдебазовойструктурой,например,являетсялистМёбиуса.
1.6 Фрактальные искусственные метаматериалы на основе
киральных композитов
1.6.1 Фрактальные планарные структуры. Перспективным направлением российской науки начала XXI века является создание и исследование
свойств наноструктур и развитие нанотехнологий в целом. В связи с этим
возникает интерес к построению искусственных структур с возможностью
управлениями внешними процессами воздействия на них, так называемых
«умных» или «интеллектуальных» мета- и наноматериалов. В частности, в
научной литературе за последние три года ни раз упоминались «умные» радиопоглощающие материалыи структуры на их основе,позволяющие значительно снизить коэффициент отражения электромагнитной волны при произвольных углах зондирования. Однако в основном подобные структуры обладают указанными свойствами только вблизи резонансных частот искусственныхкомпозитовиспользуемогометаматериала.
В работе [19,23] предложены варианты планарных фрактальных структур на основе проводящих композитов, позволяющих создавать сложные отражающие и пропускающие зоны в широком диапазоне спектра электромагнитных волн.Вкачествепокрытия вэтойработе предлагалось использовать
фрактальную композицию на основе ковра Серпинского и деревьев Кэйли.
Заметим, что сами элементы указанных фрактальных композиций обладают
свойствомгеометрическойсимметрии.
В работах [19,20,23] показано, что фрактальная структура может быть
использована в качестве защитного экрана в широком спектре частот, так
как фрактальная пластина может эффективно отражать электромагнитные
36
волнысдлинами,гораздобольшими,чемпоперечныеразмерысамойструктуры. Фрактальный планарный метаматериал, обладающий указанным
свойством, можно назвать «сверхволновым» и использовать как миниатюрныйотражатель.В[19,20,23]такжеговоритсяовозможностииспользования
определенныхконфигурацийфрактальныхпланарныхметаструктурприсоздании «умных» радиопоглощающих покрытий в достаточно широком диапазоне частот падающего электромагнитного излучения. Электромагнитная
волна, падая на фрактальную проводящую структуру, наводит на композитахтоки,которыедостигаютмаксимуманарезонансныхчастотахиспользуемого композита. Если фрактал имеет порядок N , то структура в целом будетобладать N резонанснымичастотами.Этоприводитктому,чтоназависимостях коэффициентов отражения и прохождения от частоты будут возникать частотные интервалы «прозрачности» и «непрозрачности» фрактальной структуры. Таким образом, фрактальный планарный метаматериал
внекоторых(достаточношироких)частотныхинтервалахможетвыполнять
роль радиопоглощающего покрытия. Более того, если композиты фрактальной структурысоединены междусобой,топрипомощи внешнего тока можноизменятьструктурыповерхностныхтоковитемсамымизменятьчастоты
интервалов «прозрачности» и «непрозрачности» фрактальной структуры. В
связисэтимможнохарактеризоватьфрактальнуюпланарнуюструктурукак
«умное»электромагнитноепокрытие.
На рисунке 1.18 приведен вариант фрактального планарного метаматериаланаосновековраСерпинского[21].
В представленном варианте структура образована симметричными элементамиквадратнойформыинеявляетсякиральной.
Интереспредставляетсовместноеиспользованиесвойствкиральностии
фрактальностиприпостроенииметаматериала.
Однакозаметим,что все указанные свойствафрактальногометаматериала будут проявляться только при определенной поляризации падающего
электромагнитного излучения СВЧ или оптического диапазона, что значительно ограничивает область их применения. В свою очередь, современные
«умные» радиопоглощающие и (или) переизлучающие покрытия требует эффективнойработыприпроизвольныхтипахполяризациипадающегоизлучения,атакжевозможностикросс-поляризацииотраженнойволны.
37
Холестерический
жидкий кристалл [1]
а)
Однодиректорная спиральная
киральная структура
б)
Двухдиректорная спиральная
киральная структура
Слой 1
Слой 1
Слой 2
Слой 2
Слой 3
Слой 3
Слой 4
Слой 4
Слой 5
Слой 5
Слой 6
Слой 6
Слой 7
Слой 7
Слой 8
Слой 8
Слой 9
Слой 9
Слой 10
Слой 10
в)
Рис. 1.16.Видыслоевгеометрически-киральныхметаструктур:
а—доменестественногоХЖК;
б—геометрически-киральнаяметаструктурасоднимдиректором;
в—геометрически-киральнаяметаструктурасдвумядиректорами
38
Рис. 1.17.Геометрическикиральнаяметаструктурасоднимдиректором
иобразующейповерхностьюввидеконуса[1,2,9,23]
39
Рис. 1.18.Фрактальнаяпланарнаяструктурана
основековраСерпинского[21]
1.6.2 Физически и геометрически киральные планарные структуры. С
другойстороны,особыйинтереспредставляютпланарныеметаматериалы,которые создаются путём размещения полосковых композитов зеркально асимметричной формы на поверхности диэлектрической (или сегнетоэлектрической)
подложки. В качестве таких планарных композитов могут использоваться элементы в виде буквыS иеё зеркального эквивалента; левые иправые гаммадионы;плоскиеn -заходныеспиралиит.п.Свойстваподобныхструктурвнастоящее
времядостаточнохорошоисследованы[5,6,22].Вчастности,быливыявленыэффектырезонансногоотраженияипоглощенияэлектромагнитногоизлучения,падающегонапланарнуюкиральнуюструктуруиэффектыкросс-поляризацииполя.
Однако резкое уменьшение коэффициента отражения от структуры на основе Sэлементов имеет место в узком интервале частот вблизи резонанса композита.
Планарнаякиральнаяструктураприведенанарисунке1.19.
Указанные выше планарные структуры являются киральными в силу того,
что в их состав входят микроскопические зеркально асимметричные элементы.
Понятно, что в этом случае киральность является, как уже отмечалось, физической,таккаконасоздаетсянеформойструктурывцелом,анаходящимисявней
микроэлементами.
Рис. 1.19.ПланарнаякиральнаяструктуранаосновеS-элементов
40
В [9] также предложено геометрическое решение свойства киральности
(геометрическикиральныеструктуры,окоторыхречьшлавпредыдущемразделе), заключающееся в том, что структура является киральной по форме, а не по
содержанию.Подобнаяструктураможетбытьполученапутёмустраненияодного
элемента из симметричной композиции. Например, геометрически киральный
метаматериал«chess-board»получаетсяпутемзаменыбелогоэлементаначерный
вструктуре,котораяподобнаэтойсамой«шахматнойдоске».Примерпланарной
геометрическикиральнойструктурыприведеннарис.1.20.Стрелкамипоказаны
направлениядиректораструктурывразличныхслоях.Показаннаягеометрически
киральная структура является правовинтовой, так как директор вращается противчасовойстрелки.
Рис. 1.20.Планарнаягеометрическикиральнаяструктура
Различные типы геометрически киральных метаструктур рассмотрены
[1,2,9, 23], где указаны их основные свойства. В частности, основным преимуществом геометрически киральной структуры по сравнению с физически киральным метаматериалом является увеличение рабочего диапазона длин волн, так
какструктуранесостоитизрезонансныхкомпозитов.
Указанныевышесвойствакиральныхкомпозиционныхсредпозволяютихс
успехомприменятьвофрактальныхпланарныхструктурах.Использованиефизически-игеометрическикиральныхматериаловпозволитсоздаватьфрактальные
структуры, обладающие свойствами малой частотной и поляризационной зависимости. Кроме того, как было получено в результате эксперимента [44], в планарныхкиральныхструктурахнаосновеS-элементоввозможнареализациямеханизмаопережающегоотражения,чтовсвоюочередьприводитквозникновению
отрицательного времени отклика структуры на воздействие и, как следствие,
возможностьуправлениявнешнимиэлектромагнитнымипроцессами.
В свою очередь, использование фрактальности при создании киральной
композиции позволитзначительнорасширитьрабочийдиапазон метаматериала
и увеличить частотные интервалы «прозрачности» и «непрозрачности» метаструктур.
41
Рассмотрим фрактальные планарные структуры на основе физически- и
геометрически киральных композитов и проанализируем возможность их использованияприсоздании«умных»структурдляотражения,поглощенияипереизлученияэлектромагнитногоизлучения.
1.6.3 Фрактальные планарные структуры на основе физически и геометрически-киральных композитов [23]. Фрактальные физически киральные
структурымогутбытьсозданынаосновесуществующихфрактальныхметаматериалов путём замены симметричных элементов композиции на зеркально асимметричные, не меняя всей фрактальной структуры в целом. Например, для модернизации фрактальной структуры на основе ковра Серпинского, показанного
на рис. 1.18, достаточно произвести замену симметричных композитов квадратной формы на S-элементы, соответствующих размеров. Фрактальная физически
киральная структурана основе ковра Серпинского с S-элементами приведена на
рисунке 1.21 [23]. Нарисунке 1.21 показана фрактальная структура третьего порядка. Структура имеет три фрактальных резонанса и позволяет расширять
спектррабочихчастот,втомчислеивобластьболеенизкихчастот.Есликиральные S-элементы будут соединены между собой, то это позволяет при помощи
внешнеготокаизменятьсложнуюконфигурациюповерхностныхтоковнаполосковых киральных элементов с целью управления отражением и поглощением в
структуре.
Рис. 1.21.Планарнаяфрактальнаяфизическикиральнаяструктура
наосновековраСерпинского[23]
Вторым вариантом фрактальной киральной структуры является метаматериалнаосновегеометрическикиральныхкомпозитовтипа«chess-board»,пример
которойприведеннарисунке1.22.
42
Геометрически киральные композиты представляют собой матричные
структуры из девяти элементов двух видов. Каждый композит получен путём
устранения одного из боковых (черных) элементов в направлении по часовой
стрелки.Нарисунке1.22показанафрактальнаяструктуратретьегопорядка.Элементы каждого порядка фрактальности размещены в вершинах квадрата таким
образом, чтобы директор геометрически киральной структуры при переходе от
одногокомпозитакдругомувращалсяпочасовойстрелке.Заметим,чтоэлементы
одногокомпозитамогутбытьвыполненыизкристалловполупроводникаилисегнетоэлектрика, диэлектриков и проводников. Если в структуре использованы
металлические микроэлементы, то существует возможность их соединения с цельюизмененияконфигурацииповерхностныхтоковнакомпозитах.Такиеструктуры могут быть использованы при разработке и моделировании «умных» радиопоглощающих и отражающих материалов. При использовании кристаллических сегнетоэлектриков или полупроводников возможно использовать фрактально-киральную структуру в качестве приемника и (или) переизлучателя акустическихволнразличногоспектра.
Рис. 1.22.Планарнаяфрактальнаягеометрическикиральнаяструктура
наосновековраСерпинского[23]
В данном разделе рассмотрены варианты обобщения известных планарных
фрактальных структур с целью расширения их функциональных возможностей.
Предлагаемые варианты включают в себя физически и геометрически киральные
композиты, что позволяет использовать фрактальные метаструктуры при любых
углахзондированияитипахполяризации,атакжезначительнорасширяетдиапазон
43
рабочих частот структур. Авторам представляется весьма интересным использование фрактально-киральных структур при создании «умных» электромагнитных
структур, позволяющих различным образом реагировать на внешнее электромагнитное(илиакустическое)воздействиевширокомдиапазонечастот.Этостановится
возможнымлишьприналичиифизическиигеометрическикиральныхкомпозитов,
таккаквэтомслучаевозможенэффектопережающегоотражения[44],тоестьполучение информации об электромагнитных свойствах волны до её отражения, что, в
свою очередь, позволит скорректировать управление метаструктурой с целью снижения уровня электромагнитного воздействия, либо с целью создания обратного
электромагнитного(илиакустического)воздействиясновымичастотнымииполяризационными характеристиками. При наличии полупроводниковых и пьезоэлектрических микроэлементов в геометрически-киральных композитах в структуре в
целом возможны взаимные преобразования электромагнитных и акустических полей в достаточно широком спектре частот, определяемом размерами киральных
композитовивсейструктурывцелом.
Кроме того, фрактальная киральная метаструктура может эффективно реагировать на электромагнитные волны с длинами, гораздо большими, чем поперечные размеры самой структуры, что приводит к возможности обнаружения
электромагнитныхполейдостаточнонизкихчастот.
1.7 Приближенные методы расчета характеристик
физически киральных метаструктур
1.7.1 Метод приближенных граничных условий импедансного типа. В
данном разделе рассматривается приближенный метод анализа волновых процессов в киральной среде, базирующийся на использовании, так называемых,
приближенныхграничныхусловий(ПГУ)длятонкогокиральногослоя. Этотметод,помнениюавторов,представляетсяоченьперспективнымвсвязиструдностями,возникающимиприрешениизадачдифракцииэлектромагнитныхволнна
ограниченныхповсемкоординатамкиральныхструктурах.Поэтомупредставляет повышенный интерес исследование поверхностного импеданса, как одного из
наиболее важных физических параметров киральной среды, характеризующих
взаимодействиеэлектромагнитногополя(ЭМП)свеществом.
Преимуществом ПГУ является отсутствие необходимости в сложной процедуре расчета векторов электромагнитного поля (ЭМП) внутри кирального слоя.
Приближенные граничные условия связывают между собой тангенциальные составляющиевекторовполянаграницахразделакиральногослоясокружающими
областями. Впервые в научной литературе подобные граничные условия были
получены С.А. Третьяковымдля тонкогоплоскогокиральногослоя, расположенногонаидеальнопроводящейплоскости[45].ОднакоуказанныеПГУнеучитыва-
44
лиявлениекросс-поляризацииполяприотраженииволныоткиральногослояи
немоглислужитьадекватнойприближенноймодельюкиральнойсреды.ВработахВ.А.НегановаиО.В.Осипова[16,24-27]предложеналгоритмвыводаприближенных граничных условий импедансного типа, позволяющий учитывать явление кросс-поляризации поля. В этих работах получены односторонние приближенныеграничныеусловия(ОПГУ)длятонкогоплоскогокиральногослоя,расположенного на идеально проводящей плоскости и получены двухсторонние граничные условия для кирального слоя с плоской формой поверхности, расположенногонаграницеразделамеждудвумяпроизвольнымиобластями.
МожновыделитьдваклассаПГУ.
1. Двухсторонние приближенные граничные условия (ДПГУ) для тонкого киральногослоя,расположенногонаграницеразделамеждудвумяпроизвольными
(нонепроводящими)средами.ДПГУсвязываютмеждусобойтангенциальныесоставляющие векторов электромагнитного поля в областях окружающих киральныйслойчерезегоэлектрофизическиеигеометрическиепараметры.
2. Односторонние приближенные граничные условия импедансного типа для
тонкогокиральногослоя,расположенногонапроводящейповерхности.ОПГУсвязываюттангенциальныесоставляющиевекторовэлектромагнитногополявовнешней
областичерезэлектрофизическиеигеометрическиепараметрыкиральногослоя.
Остановимся на общем принципе построения метода приближенных граничныхусловийимпедансноготипа.
Какизвестно,вэлектродинамикестрогимсчитаетсярасчетэлектромагнитного поля из решения краевых задач Дирихле и Неймана на уравнениях Гельмгольца. Например, если рассматривается некоторый волновой процесс в произвольной области с материальными параметрами  и  , расположенной на иде

альнопроводящейплоскости,тоотносительновекторов E и H ставятсякраевые
задачиДирихлеиНеймана,соответственно:



2E  k2E  0, E  0;
S

(1.7.1)


H
2
2
 H  k H  0,
 0,
n
S


где E и H —комплексныеамплитудывекторовнапряженностиэлектрического
и магнитного полей в области распространения волны; k  k0  — волновое


числодляплоскойоднороднойволнывсредеспараметрами  и  ; E и H —
тангенциальные к границе раздела составляющие векторов поля; S — граница
разделамеждуобластьюраспространенияволныиидеальнопроводящейплоскостью; n — нормальная к поверхности идеально проводящей плоскости координата.
В случае, когда между областью распространения и идеально проводящей
плоскостьюлежиткиральныйслой,необходимоуже,ставитьдвекраевыезадачи
45
—дляэлектромагнитногополявкиральномслоеидляполявобластинадслоем.
Однаковслучаеограниченногокиральногослоястрогийрасчетполявнутринего
непредставляетсявозможным.
В основе метода приближенных граничных условий лежит идея замены (1.7.1)
на краевыезадачисизмененнымиграничнымиусловиями,связывающимивекторы


E и H полявобластинадкиральнымслоемчерезтензорповерхностногоимпеданса

киральногослоя Z .

Пусть  —векторнаяфункция,определяющаяструктуруэлектромагнитного поля вовнешнейпоотношению ккиральномуслою области(например,элек
тромагнитного излучения, падающего на киральный слой); Z — тензор поверхностного импеданса кирального слоя, компоненты которого содержат информацию об электрофизических свойствах структуры (например, диэлектрическая и
магнитная проницаемости и параметр киральности). Тогда в общем функциональномвидеодносторонниеприближенныеграничныеусловиядлятонкогокиральногослоя,расположенногонапроводящейповерхностимогутбытьзаписаны
вследующейформе:
 
(1.7.2)
L Z  0, 
где L —некоторыйинтегро-дифференциальныйоператор,видкоторогозависит
отгеометриикиральногослояивыбраннойсистемыкоординат.
 
Если киральный слой расположен на границе раздела двух материальных
(некиральных) сред, в которых могут быть определены структуры электромаг

нитныхполей 1 и 2 ,тодвухсторонниеграничныеусловиявобщемформезадаютсяследующимфункциональнымсоотношением:

 
L Z1   2 . 

(1.7.3)
Такимобразом,краеваязадачанауравненииГельмгольцасприближенными
граничнымиусловиямиимпедансноготипаимеетвид:


 
2   k2   0, L Z   0 (1.7.4)
 S
для случая, когдакиральный слойрасположенна границе раздела междупроизвольнойобластьюиидеальнопроводящейплоскостьюи





 
2 1  k12 1  0, 2  2  k22  2  0,
L Z1  2 (1.7.5)

S
для случая, когда киральный слой расположен на границе раздела между двумя
произвольными(нонеидеальнопроводящими)областями.
Всоотношениях(1.7.5) kj  k0 j j  j  1,2 —волновыечисладляплоской
однороднойволныводнородныхсредахспараметрами j и j .
Каквидноизкраевыхзадач(1.7.4)и(1.7.5),методприближенныхграничных
условийнетребуетопределениявекторовполявсамомкиральномслое.
46

Соотношения(1.7.4)связываютмеждусобойкомпонентывектора  (определяющего поле над киральным слоем) через геометрические и физические параметры кирального слоя, входящие в структуру тензор поверхностного импе
данса Z .
Аналогично, для использования краевых задач (1.7.5) необходимо лишь


определить функции 1 и 2 , определяющие структуры ЭМП в областях 1 и 2,
окружающих киральный слой, которые на границе раздела связываются между
собойпосредствомдвухстороннихграничныхусловий(1.7.3)
Таким образом, для дальнейшего применения метода приближенных граничныхусловийнеобходимолишьсоздатьалгоритмнахождениятензораповерх
ностногоимпедансакиральногослоя Z .
Дляобщностиалгоритмавследующемразделебудетполученыодноидвухсторонние приближенные граничные условия для тонкого кирального слоя с
произвольнойформойповерхности,котораяможетбытьописанаврамкахлюбой
существующейортогональнойкриволинейнойсистемыкоординат.
Различиеводноидвухстороннихприближенныхграничныхусловияхиметодикеихиспользованияприрешенииэлектродинамическихзадачбудетпоказанониже.
В качестве частных случаев будут рассмотрены киральные слои с плоской,
цилиндрическойисферическойформамиповерхности.
1.7.2 Обобщенные граничные условия для тонкого физически кирального слоя. Рассмотрим вывод приближенных граничных условий для
тонкого кирального слоя, поверхность которого может быть описана произвольнымиортогональнымикриволинейнымикоординатами u, v, w .
Будемсчитать,что u и v являютсятангенциальнымикповерхностикиральногослоякоординатами; w —нормальнаякоордината.
Киральныйслойхарактеризуетсяматериальнымипараметрами ,  и  .
Будем считать, что киральный слой является однородным и его материальныепараметрынезависятотпространственныхкоординат.Такжепривыводенеучитываетсядисперсияматериальныхпараметровкиральногослоя.
Заметим, что вывод приближенных граничных условий, которыйпроводится для произвольной криволинейной ортогональной геометрии физически кирального слоя накладывает ограничение только на криволинейную
толщину слоя и справедлив при произвольных размерах структуры вдоль
обеихтангенциальныхкоординат.
В конце данного раздела будут приведены приближенные граничные
условиядлянаиболеечастоприменяемыхсистемкоординат.
47
, , 
w
w2
w1
1
2
Рис. 1.23.Обобщеннаягеометриязадачи
Физическикиральныйслойконформнорасположенвокругслоя2,имеющеготакуюжеформуинаходитсявовнешнейобласти1(рис.1.23).Обозначимчерез
w1 значениенормальнойкоординатывнутреннейповерхностикиральногослоя;
w2 —значениенормальнойкоординатывнешнейповерхностикиральногослоя.
Таким образом, величину w2  w1 можно рассматривать как криволинейную
толщинукиральногослоя.
Привыводеприближенныхграничныхусловийбудемсчитать,чтовыполняетсяусловие:
kc w2  w1   1, (1.7.6)
где kc  k0   2 —волновоечислодляплоскойоднороднойволнывкиральнойсреде; k0   c —волновоечислодляплоскойоднороднойволныввакууме.
ДлявыводаПГУвыберемдвамалыхконтура,расположенныхвортогональныхсеченияхкиральногослоя.Контур uw расположенвплоскости wOu ;контур vw — в плоскости wOv . Эти контуры полностью пересекают киральный
слойтолщиной w2  w1 ипроходятпоегообеимповерхностямнаграницахразделасобластями1и2при w  w2 и w  w1 ,соответственно.
ВоспользуемсяуравнениямиМаксвеллавинтегральнойформе:
 
 
 
 
 E dl   ik0  B dS;  H dl  ik0  D dS, 
S

S
где S —площадь,ограниченнаявыбраннымконтуром  .
48
(1.7.7)
Запишемуравнения(1.7.7)длявыбранныхконтуров uw и vw :
Eu w  w2  Luw2  Eu  w  w1  Luw1  Ew  u  u0 w2  w1  
 Ew u  uk w2  w1    ik0BvSuw ;
Hu w  w2  Luw2  Hu w  w1  Luw1  Hw u  u0 w2  w1  
 Hw u  uk w2  w1   ik0DvSuw ;
Ev w  w2  Lvw2  Ev w  w1  Lvw1  Ew  v  v0 w2  w1  
(1.7.8)
 Ew v  vk w2  w1    ik0Bu Svw ;
Hv w  w2  Lvw2  Hv w  w1  Lvw1  Hw  v  v0 w2  w1  
 Hw v  vk  w2  w1   ik0Du Svw ,
где Luw1 и Lvw1 —длинычастейконтуров uw и vw ,проходящихповнутреннимповерхностямкиральногослоявплоскостях wOu и wOv ; Luw2 и Lvw2 —длинычастейконтуров uw и vw ,проходящихповнешнимповерхностямкиральногослоявплоскостях wOu и wOv ; u0 , uk и v0 , vk —значениякоординат u и v , при которых осуществляются переходы по контуру от внутренней к
внешней поверхности кирального слоя; Suw и Svw — площади, ограниченные
контурами uw и vw ,соответственно.
При w  w1,2 воспользуемсястандартнымиграничнымиусловиями:

2,1 
2,1
E  w  w1,2   E  ; H   w  w1,2   H  , (1.7.9)
где   u, v ;индексы(1)и(2)относятсяквнешнейивнутренней,относительно
киральногослоя,областям.
Учтемсоотношениядляпроизводных:
E  u  uk   Ew u  u0  Hw
H u  uk   Hw  u  u0 
Ew
 w
;
 w
;
u
uk  u0
u
uk  u0
Ew  v  vk   Ew v  v0  Hw
Hw v  vk   Hw v  v0 
Ew

;

.
v
vk  v0
v
vk  v0
Используя граничные условия (1.7.9) и переходя к пределам при
uk  u0  0 и vk  v0  0 ,соотношения(1.7.8)перепишемследующимобразом:
Ew
uk  u0 w2  w1    ik0Bv Suw ;
u
Hw
Hu1Luw2  Hu2Luw1 
uk  u0 w2  w1   ik0DvSuw ;
u
(1.7.10)
Ew
1
2
Ev Lvw2  Ev Lvw1 
vk  v0 w2  w1    ik0Bu Svw ;
v
Hw
Hv1Lvw2  Hv2Lvw1 
vk  v0 w2  w1   ik0Du Svw .
v
Eu1Luw2  Eu2Luw1 
49
Воспользуемсяматериальнымиуравнениямидлякиральнойсреды[12-15]:
Du,v  Eu,v  iHu,v ;
Bu,v  Hu,v  iEu,v
иперепишемсоотношения(1.7.10)следующимобразом:
Ew
Eu1Luw2  Eu2Luw1 
uk  u0 w2  w1    ik0 Hv  iEv  Suw ;
u
Hw
Hu1Luw2  Hu2Luw1 
uk  u0 w2  w1   ik0 Ev  iHv  Suw ;
u
(1.7.11)
Ew
1
2
Ev Lvw2  Ev Lvw1 
vk  v0 w2  w1    ik0 Hu  iEu  Svw ;
v
Hw
Hv1Lvw2  Hv2Lvw1 
vk  v0 w2  w1   ik0 Eu  iHu  Svw .
v
Введёмконтурныефункции[27]:
L
S
w  w1
uw
uw
uw
F1
 uw1 ; F2
 2
uk  u0  ; F3   uw ;
Luw2
Luw2
Luw2
(1.7.12)
Lvw1
Svw
w2  w1
vw
vw
vw
F1

; F2


.
vk  v0  ; F3
Lvw2
Lvw2
Lvw2
Впервые контурные функции, задаваемые выражениями (1.7.12) введены
О.В.ОсиповымиТ.А.Панфёровой[27].
Заметим, что при малой толщине кирального слоя можно пренебречь в по2
следующих выражениях слагаемыми, пропорциональными w2  w1  . Нетрудно
видеть,чтовэтомслучае:
  jw  2
  jw  2
F

0;
 2 
F3   0;




 jw  jw
F2
F3
(1.7.13)
 0;  j  u, v .
Используя выражения для контурных функций (1.7.12), перепишем соотношения(1.7.6)следующимобразом:
uw 2
uw Ew
uw
Eu1  F1
Eu  F2
  ik0F3
  H v  i  Ev  ;
u
uw 2
uw Hw
uw
Hu1  F1
Hu  F2
 ik0F3
Ev  iHv  ;
u
(1.7.14)
vw 2
vw Ew
vw
1
Ev  F1
Ev  F2
  ik0F3
Hu  iEu  ;
v
vw 2
vw Hw
vw
Hv1  F1
Hv  F2
 ik0F3
Eu  iHu  .
v
В выражениях (1.7.14) присутствуют нормальные компоненты поля в киральномслое Ew и Hw ,которыенеобходимовыразитьчерезтангенциальныесоставляющие,используяуравненияМаксвелладлякиральнойсреды:






rot H  ik0E  k0H; rot E   ik0H  k0E . 50
(1.7.15)
Проецируяуравнения(1.7.15)наось w криволинейнойсистемыкоординат:

rotw H  ik0Ew  k0Hw ;
(1.7.16)

rotw E   ik0Hw  k0Ew
ипользуясьвыражениемдляоператора rotw вкриволинейнойсистеме:

rotw a 

1 


 hv av  
hu au  ,

hu hv  u
v
где hu и hv — коэффициенты Ламэ по соответствующим координатам, переписываемуравнение(1.7.16)вследующемвиде:

1 

 hvHv  
hu Hu  

huhv  u
v
 ik0Ew  k0Hw

1 

 hvEv  
hu Eu  
huhv  u
v

  ik0Hw  k0Ew .
(1.7.17)
Изформул(1.7.17)получаютсявыражениядлянормальныхкомпонент Ew и
Hw черезтангенциальныесоставляющие:
Ew 

1
k0 nc2huhv
Hw 

1
k0 nc2huhv
 i u h H   i v h H    u h E    v h E ;
v v
u u
v v
u u
(1.7.18)
i u h E   i v h E    u h H    v h H ,
v v
u u
v v
u u
где nc2    2 .
Представим тангенциальные составляющие поля Eu,v и Hu,v в киральном
слое через их известные значения на границах раздела с областями 1 и 2 при
w  w2,1 :
1 2

E  E
E 
;
2
1 2

H  H
H 
.
2
(1.7.19)
Посути,формулы(1.7.19)являютсятеоремойосреднем:полевкиральном
слоепредставляетсяввидеполовинысуммызначенийполейнаграницахслоясо
внешнимиобластями.
Используя выражения (1.7.18) и (1.7.19), из соотношений (1.7.14) получаем
51
двухсторонние приближенные граничные условия для тонкого кирального слоя
[27]:
2


1
uw 2
uw
 i  h H1  H2  
Eu1  F1
Eu  F2

v
v 
2  v

2k0 nc2hu hv 

u



 i
2 
1
2
hu Hu  Hu
uv 
2





u2

2 
1
2

hu Eu  Eu
uv 

uw 2
Hu1  F1



1
2
hv Ev  Ev

uw
F3

   ik0
2


 
 H   H    i E   E  ;
1
v
2


i  

2
2k0 nc2hu hv 

 u
1
uw
Hu  F2

2
v
1
v


1
2
hv Ev  Ev

2
v
 
2 
2 
1
2 
1
2 
 i
hu Eu  Eu    2 hv Hv  Hv  
uv 


u 


2 
1
2

hu Hu  Hu
uv 

vw 2
Ev1  F1
 i
vw
Ev  F2
uw
F3
 
   ik0
2
 

 E   E    i H   H  ;
1
v
2


 i 

2k0 nc2hu hv 
v2


1



vw 2
Hv  F1
 i

2
v
1
v


1
2
hu Hu  Hu

2
v
(1.7.20)
 
2 
2 
1
2 
1
2 
hv Hv  Hv    2 hu Eu  Eu  
vu 


v 
2 
1
2

hv Ev  Ev
vu 
1


vw
F3
 
    ik0
2
 

vw
Hv  F2

 H   H    i E   E  ;
1
u
2
u
1
u
2
u
2


i  h E1  E2  

u 
2  u u

2k0 nc2hu hv 

v



1

2 
2 
1
2 
1
2 
hv Ev  Ev    2 hu Hu  Hu  
vv 


v 


2 
1
2

hv Hv  Hv
vu 


vw
F3

  ik0
2



 E   E    i H   H   .
1
u
2
u
1
u
2
u
Двухсторонниеприближенныеграничныеусловия(1.7.20)учитываютэлектромагнитные свойства тонкого кирального слоя с координатной формой поверхности, описываемойобобщеннымиортогональнымикриволинейнымикоординатами u и v , которыйконформнорасположенмеждудвумяпроизвольными
областями1и2.ПризаписиДПГУ(1.7.20)считалось,чтокиральныйслойможет
иметь ограниченныеразмеры вдоль всех трех обобщенных координат u, v и w .
УсловиеиспользованияДПГУ(1.7.20): kc  w2  w1   1.
52
Запишем двухсторонние приближенные граничные условия (1.7.20) в частномслучае,когда  v  0 [27]:

2 
1
2 

Eu  F1
Eu  F2
 i 2 hv Hv  Hv  
2

2k0 nc huhv 
u 
 uw

F3
2 
1
2
1
2
1
2  

  2 hv Ev  Ev     ik0
 Hv   Hv   i Ev   Ev  ;
2
 
u 
 2 
1
uw 2
uw
1
1
2 
i 
Hu   F1
Hu  F2
h E   Ev   

2
2  v v


2k0 nc huhv  u
uw


2

F
 
1
2 
1
2
1
2
  2 hv Hv   Hv    ik0 3
 Ev   Ev   i Hv   Hv  ;
2

u 
1
uw 2


1
uw







1
vw 2
Ev  F1
1
Hv  F1
vw
Ev   ik0
vw 2
Hv  ik0


F3
2
 vw
F3



(1.7.21)


 H   H    i E   E  ;
1
u
2
u
1
u
2
u
 E   E    i H   H   .
1
u
2
u
1
u
2
u
2
Заметим,чтодвухсторонниеприближенныеграничныеусловиядлятонкого
кирального слоя (1.7.20) и (1.7.21) учитывают кросс-поляризацию поля в областях, окружающих киральный слой. Например, из третьего соотношения (1.7.21)
видно, что если падает плоская электромагнитная волна с компонентами Ev и
Hu , то возникает составляющая Eu , соответствующая поляризации поля, ортогональнойпадающей.
Переход от двухсторонних ПГУ к односторонним условиям. Пусть внутренняяобласть2являетсяидеальнопроводящей.Вэтомслучаепри w  w1 выполняются граничные условия, соответствующие равенству нулю тангенциальныхсоставляющихвектораэлектрическогополя:
Eu2  Ev2  0 .
(1.7.22)
Призаписисоотношений(1.7.22)предполагается,чтотангенциальнымиявляются составляющие вектора напряженности электрического поля Eu и Ev .
Здесьуместнозаметить,чтовслучае,когдаподложкаявляетсянеидеальнопроводящей, то задача усложняется и вместо соотношений (1.7.22) необходимо использовать приближенные граничные условия Леонтовича-Щукина. В этом случае металлическая подложка будет описываться импедансом Zм  м м , где
м — относительная диэлектрическая проницаемость металла, м — относительнаямагнитнаяпроницаемостьметалла.
53
ЗапишемПГУ(1.7.21)сучетомравенств(1.7.22)вследующимвиде:
2

1
uw
1
 i  h H1  H2  
Eu   F2

 v v
v 

2k0 nc2hu hv 
 u2 
uw

F3
2 
1
2
1
1  

  2 hv Ev     ik0
 Hv   Hv   iEv  ;
 
2
u 

 2
1
uw 2
uw
1
h E1  
i 
Hu   F1
Hu  F2

2
2  v v 

2k0 nc huhv  u
(1.7.23)
uw

2

F
 
1
2 
1
1
2
  2 hv Hv   Hv    ik0 3
Ev   i Hv   Hv  ;

2

u 




Ev   ik0
F3
2
1


 H   H    iE ;
1
u
2
u
 vw
F
Hv  ik0 3
vw 2
Hv   F1


vw
1


1
u
E   i H   H   .
1
u
1
u
2
u
2
На следующем этапе вывода односторонних ПГУ необходимо выразить неизвестноетангенциальноемагнитноеполенаповерхностиидеальнопроводящегослоя2черезЭМПвовнешнейобласти1.
Составляющая Hv2 определяетсяизчетвертогоуравнения(1.7.23):
Hv1
k
Hv 
i 0
vw
2
F1
2
vw
F3
vw
F1
E   i H   H   . 1
u
1
u
2
u
(1.7.24)
Заметим, что впоследствии при подстановке (1.7.24) в первое уравнение
uw
(1.7.23) поле Hv2 умножается на F2
uw
или F3
vw uw
(1.7.24)можноотбросить,таккак F3
F2
, поэтому второе слагаемое в
 vw uw
 0, F3
F3
 0 .
Такимобразом,впервомприближениипомаломупараметру w2  w1 можно
считать,что:
Hv2 
Hv1
 vw
F1
.
(1.7.25)
Составляющая Hu  определяетсяизвторогоуравнения(1.7.23):
2
Hu 
uw
Hu 
1
2
uw
F1
uw


 2

2 

1
2
1 
i 
h
E


hv Hv   Hv 




v
v
2
2
2
uw 2k n h h  u 

u 
F1
0 c u v

F2

1


k F
i 0 3
Ev1  i Hv1  Hv2 .
uw


2 F
1
54



 




(1.7.26)
Заметим, что впоследствии при подстановке (1.7.26) в третье уравнение
vw
(1.7.23)поле Hu2 умножаетсяна F3
vw uw
ноотбросить,таккак F3
F2
,поэтомувтороеслагаемоев(1.7.18)мож vw uw
 0, F3
F3
 0 .
Такимобразом,впервомприближениипомаломупараметру w2  w1 можно
считать,что:
Hu1
2

Hu 
.
 uw
(1.7.27)
F1
Подставляя соотношения (1.7.25) и (1.7.27) в первое и третье уравнения
(1.7.24), получаем односторонние приближенные граничные условия для тонкого
кирального слоя с произвольной координатной формой поверхности при
 v  0 :
vw
1
Ev   ik0
F3
1  F  H   k  F
1
uw
1
u
uw
2F1
uw
0
1  F  H  
3
vw
2
vw
Eu1 ;

2 
1  
(1.7.28)
Eu   ik0
h H 
2 2
2  v v  
uw
vw




k0 nc hu hv F
u

2F1
3





uw
 
uw 2

F
F2

1
 
1  
E1 

 k0 3
h
E
 v
 v v   .
2
2
2
uw




2 
k0 nc hu hv F
u 
3



Приведем односторонние приближенные граничные условия для тонкого
кирального слоя с произвольной координатной формой поверхности при
 u  0 ,которыеполучаютсяиз(1.7.28)при u  v :
F3
1
1
1
1
v
uw
F2
uw
1
Eu   ik0
F3
1  F  H   k  F
1
vw
1
v
vw
2F1
vw
1  F  H  
0
3
uw
2
uw
Ev1 ;

2 
1  
(1.7.29)
Ev   ik0
h H  
2 2
uw
vw v2  u u  


k
n
h
h

2F1
F
0
c
u
v
3




vw 
vw 2

F3
F2

1
 
1
1  

 k0
h E .
Eu  2 2
2  u u  
vw



2 
k0 nc hu hv F
v

3



Ввыражениях(1.7.28)и(1.7.29):
длина внутренней части контура в плоскости uOw
L
uw
F1
 uw1 
;
Luw2
длина внешней части контура в плоскости uOw
1
F3
1
1
u
1
vw
F2
55
vw

F1
длина внутренней части контура в плоскости vOw
Lvw1

;
Lvw2
длина внешней части контура в плоскости vOw
uw
F2

w2  w1
uk  u0  
Luw2
толщина кирального слоя

uk  u0  ;
длина внешней части контура в плоскости uOw
vw
F2

w2  w1
vk  v0  
Lvw2
толщина кирального слоя

vk  v0  ;
длина внешней части контура в плоскости vOw
uw
F3
vw
F3

площадь, ограниченная контуром в плоскости uOw
Suw

;
Luw2
длина внешней части контура в плоскости uOw

площадь, ограниченная контуром в плоскости vOw
Svw

.
Lvw2
длина внешней части контура в плоскости vOw
Соотношения(1.7.28)и(1.7.29)впервыезаписаныв[27].
Пояснимспомощьюрисунка1.24механизмвычислениядлинвнутреннейи
внешней частей контуров. Пусть сечение структуры в плоскости uOw представляетсобойокружность(рис.1.24).Радиусвнутреннейобластиобозначен w1 ;
радиускиральногослоя— w2 .Контурвыбираетсяввидедвухполовинокружностей,проходящихпоповерхностямкиральногослояпри w  w1 и w  w2 .
w
A w2
, , 
1
u
B w1
2
uw
0
B
A
Suw
Рис. 1.24.Вычислениедлинвнутреннейивнешнейчастейполукруглыхконтуров
Вэтомслучае:
Luw2  l  AA  2 w2 ;
56
Luw1  l BB  2w1;


Suw   w22  w12 . Есликонтурвплоскости uOw выбранввидепрямоугольника(рис.1.25),
товсегдавыполняетсяусловие: Luw1  Luw2 .
w
w2
1
B
, , 
uw
w1
B
L
A
2
u
A
Рис. 1.25.Вычислениедлинвнутреннейивнешнейчастейпрямоугольныхконтуров
Вэтомслучае:
Luw2  l  AA  L;
Luw1  l BB  L;
Suw  L w2  w1  .
ВзаключениезапишемОПГУ(1.7.28),(1.7.29)вразличныхсистемахкоординат.
Декартовая система координат
Киральныйслойтолщиной h (нокоординате y )идлиной L (покоординате
z )имеет плоскуюформуповерхности.Вэтомслучае: u  x, v  z, w  y . Коэффициенты Ламэ: hu  1, hv  1 . Контуры в плоскостях uOw и vOw имеют
формупрямоугольников.
Тогда:
uw
vw
 1; F1
uw
 1; F2

w2  w1  L
vw
 h;
L
Suw
Svw
Lh
Lh
uw
vw
F3


 h; F3


 h.
Luw2
L
Lvw2
L
ОПГУ для кирального слоя с плоской формой поверхности имеют вид
(  z  0 ):
F1
 h; F2
k
1
1
1
Ez    ik0Hx   0 hEx ;
2


1 
1  (1.7.30)
1 2Hz   k0  1
1 2Ez  
1
1

Ex   ik0h  Hz  2 2
  2 h  Ez  2 2
.
k0 nc x2 
k0 nc x2 


57
ОПГУ для кирального слоя с плоской формой поверхности имеют вид
(  x  0 ):
Ex1   ik0hHz1  k0
h 1
Ez ;
2


 1 2 
h 
1 2 


Ez1   ik0h Hx1  2 2 2  Hx1    k0 Ex1  2 2 2  Ex1   .

 
 
2 
k0 nc z 
k0 nc z 



Цилиндрическая система координат
Цилиндрический киральный слой радиуса R2 и длиной L (вдоль оси Oz )
конформнорасположенвокругкруглогоидеальнопроводящегостержнярадиуса
R1 .
В
этом
случае:
Коэффициенты
Ламэ:
u  , v  z, w   .
hu  h  , hv  hz  1 . Контурвплоскости vOw ( zO )имеетформупря-
моугольникасдлинамисторон L и R2  R1 .
Тогда:
vw
F1
vw
 1; F2
vw
 R2  R1; F3

Svw
 R2  R1 . Lvw2
Контур в плоскости uOw ( O ) имеет форму двух полуокружностей с
радиусами R1 и R2 .
Тогда:
uw
F1

Luw1
S
R
R  R1
R2  R12
uw
uw
 1 ; F2
 2
; F3
 uw  2
.
Luw2
R2
R2
Luw2
R2
ОПГУ для кирального слоя с цилиндрической формой поверхности имеют
вид(  z  0 ):
R2  R12 1 k0
1
Ez    ik0 2
H 
R2  R1  E1;
R2
2

1 
R22  R12  1
1
2Hz  
1
E   ik0
(1.7.31)
 Hz  2 2
 
R2
k0 nc  R1  R2  2 

1
k  R22  R12  1
2Ez  
1
 0
E

 z
.
2
R2
k02nc2 R1  R2  2 

Сферическая система координат
Сферическийкиральныйслойрадиуса R2 конформнорасположенвокругсфе-
рического
идеально
проводящего
ядра
радиуса
R1 .
В
этом
случае:
u  , v  , w  r .КоэффициентыЛамэ: hu  h  r, hv  h  r sin  .Контурв
плоскости uOw (  Or )имеетформудвухполуокружностейрадиусов R1 и R2 .
Тогда:
uw
F1
58

Luw1
S
R
R  R1
R2  R12
uw
uw
 1 ; F2
 2
; F3
 uw  2
.
Luw2
R2
R2
Luw2
R2
Контур в плоскости vOw ( Or ) имеет форму двух полуокружностей с
радиусами R1 и R2 .
Тогда:
vw
F1

Lvw1
S
R
R  R1
R2  R12
vw
vw
 1 ; F2
 2
; F3
 vw  2
.
Lvw2
R2
R2
Lvw2
R2
ОПГУ для кирального слоя со сферической формой поверхности имеют вид
(    0 ):
2
2
R22  R12
1 k0 R2  R1 1
E   ik0
E ;
R1  R2  H 
2R1R2
2
R2


1  

2  sin  H
 
 1
R22  R12
1
1

   (1.7.32)
E   ik0
R1  R2  H  2 2


2R1R2
k0 nc r sin  R1  R2 
 2




1  
2

sin

E

2
2





k  R2  R1  1
1

  .
 0
E  2 2
2


2
R2 
k0 nc r sin  R1  R2 



ОПГУ для кирального слоя со сферической формой поверхности имеют вид
при    0 получаютсяизсоотношений(1.7.29)иимеютвид:
1
k0 R22  R12 1
R22  R12
1

E   ik0
E ;
R1  R2  H 
2R1R2
2
R2

1 

2H 


R22  R12
1
1
1



E   ik0
R1  R2 H  2 2
 
2


2R1R2
k
n
r
sin

R

R






0 c
1
2





1 
2E 


k0 R22  R12 
1
1



E  2 2
.
2
2
R2 
k0 nc r sin  R1  R2   






1
(1.7.33)
1.7.3 Тензор поверхностного импеданса для тонкого физически кирального слоя на идеально проводящей плоскости. В получим явный вид тензора
поверхностногоимпедансадлятонкогокиральногослоя.Тонкий,посравнениюс
длиной волны, плоский киральный слой, расположенный на идеально проводящей поверхности описывается односторонними обобщенными приближенными
граничнымиусловиями(при  z  0 )[16,24,27]:
k
1
1
1
Ez    ik0Hx   0 hEx ;
2


1 
1  (1.7.34)
1 2Hz   k0  1
1 2Ez  
1
1

Ex   ik0h  Hz  2 2
h  Ez  2 2

.
2
k0 nc x2 
k0 nc x2 


59
Пустьвекторыполянезависятоткоординаты z идляобщностибудемполагать,чтовдольдругихкоординатполеизменяетсяпогармоническимзаконам:


E x , H  x  eikx x ;
(1.7.35)


E z , H z  eikz z ,
где kx и kz —проекцииволновоговекторанаданныеоси.
Сиспользованием(1.7.35)ОПГУ(1.7.34)записываютсяследующимобразом:
k
Ez1   ik0hHx1  0 hEx1;
2
(1.7.36)
2 
2 


kx
kx
1
1 k0 
1



Ex   ik0h 1  2 2  Hz 
h 1  2 2  Ez .
2
k0 nc 
k0 nc 


Подставим Ex1 извторогоуравнения(1.7.36)впервое:

k2h2
k2 
i 0  1  2 x 2 
2
k0 nc  1
ik0h

Ez1  
Hx1 
H . (1.7.37)
2 
2 2
2  z

k02h2 2 
kx
k
h
k
1
 1  2 2 
1  0 2 1  2 x 2 
2
2
k0 nc 
k0 nc 


Подставим Ez1 изпервогоуравнения(1.7.36)вовторое:
2 
2 


k02h
kx
kx



i
 1  2 2 
ik0h 1  2 2 
2
k
n
k0 nc  1
0 c  1


Ex1  
Hx 
H .
2 2
2 2



 z
k
h
k
h
1  0 2 
1  0 2 








2
2




Такимобразом,получаемследующиеуравнения:
2 
2 


k02h2
kx
kx



i
 1  2 2 
ik0h 1  2 2 
2
k
n
k0 nc  1
1
0 c  1


Ex   
Hx 
H ;
2 2
2 2



 z
k
h
k
h
1  0 2 
1  0 2 








2
2





k2h2
k2 
i 0  1  2 x 2 
2
k0 nc 
ik0h

1
1
1
Ez   
Hx  
Hz 
2 2
2
2
2
2


k h
k 
k h
k 
1  0 2 1  2 x 2 
1  0 2 1  2 x 2 
2
2
k0 nc 
k0 nc 


Сравниваниясистемууравнений(1.7.39)суравнениями:
Ex   Z11Hx  Z12Hz ;
Ez   Z21Hx  Z22Hz ,
(1.7.38)
(1.7.39)
(1.7.40)
получаем следующие выражения для компонент тензора поверхностного импе60
данса тонкого кирального слоя, расположенного на идеально проводящей плоскости:
2 


k02h2
kx
kx2 



i
 1  2 2 
ik0h 1  2 2 
2
k0 nc 
k0 nc 



Z11 
; Z12  
;
2 2
2 2







1  k0 h 2 
1  k0 h 2 








2
2





(1.7.41)
2 

k02h2
k
i
 1  2 x 2 
2
k0 nc 
ik0h

Z21 
; Z22  
.
2 
2 2
2 

k02h2 2 
kx
k
h
k
2
1
 1  2 2 
1  0  1  2 x 2 
2
2
k0 nc 
k0 nc 


Отбрасываяслагаемые,пропорциональные h2 ,получаем:

k2 
Z11  0;
Z12   ik0h 1  2 x 2  ;
k0 nc  
Z21  ik0h;
Z22  0.
(1.7.42)
Для случая тонкого диэлектрического слоя, расположенного на идеально
проводящей плоскости получаем из соотношений (1.7.41) при   0 следующий
тензорповерхностногоимпеданса:


k2  
  0
 ik0h 1  2 x 2 

Z  
k0 n   , 



ik0h

0
(1.7.43)
где n   — относительный показатель преломления тонкого диэлектрическогослоя.
Изсоотношений(1.7.41)следует,чтозаотражениеоттонкогокиральногослоя

кросс-поляризованных компонент отвечают диагональные элементы тензора Z .
Причем,дляучетакросс-поляризациинеобходимоиспользоватьформутензораповерхностногоимпедансавовторомприближениипомаломупараметру k0h .
Воспользуемся соотношениями (1.7.40) для решения задачи об отражении
ПЭМВ H-поляризации от плоского тонкого кирального слоя толщины h , расположенногонаидеальнопроводящейплоскости.Структурапредполагаетсябесконечнопротяженнойвдольоси Oz .Геометриязадачиприведенанарис.1.26.
Выражения для составляющих ЭМП падающей под углом  волны Hполяризацииимеютвид:

 ik s ,r 
Ezi  e 1
,

(1.7.44)
1
 ik1 s ,r  Hxi  
cos  e
,
1
 

где s  sin ,  cos  —единичныйвектор,определяющийнаправлениераспро61
1 1
странения падающей волны; r  x, y ; k1  k0    — волновое число для
плоскойэлектромагнитнойволнывобласти1; 1  1 1 —характеристическоесопротивлениеобласти1.
y
 
Ei , Hi
 
Er , Hr

1
1
1
  ,  
, , 
h
x
Рис. 1.26.ПадениеПЭМВнатонкийкиральныйслой,
расположенныйнаидеальнопроводящейплоскости
Полеотраженной волныбудет состоятьизосновных(падающих, H)составляющих:
 
 ik1 s1 ,r 
Ezr  reee
,
 
(1.7.45)
1
 ik1 s1 ,r  r
Hx  ree
cos  e
,
1
икросс-поляризованных(E)составляющих:
 
 ik s ,r
Hzr  reh e 1  1  ,
(1.7.46)
   ik1 s1 ,r 
1
r
Ex   reh  cos  e
,

где s1  sin , cos  — единичный вектор, определяющий направление распространения отраженной волны; ree — коэффициент отражения основной компоненты; reh — коэффициент отражения кросс-поляризованной компоненты. При
записивыражений(1.7.45)и(1.7.46)учтензаконотражения:   1 .
ВыражениядлятангенциальныхсоставляющихсуммарногоЭМПвобласти1
имеютследующийвид:
Ez   Ezi  Ezr  e
 ik1 x sin  y cos  
1
Hz   reh e
1
 ik1 x sin   y cos  
 ik1 x sin   y cos  
 reee
,
,
Ex1   1 cos  reh e ik1 x sin   y cos  ,
Hx1  Hxi  Hxr  
62
cos   ik1 x sin y cos  cos 
e

reee ik1 x sin   y cos  .
(1)
1




(1.7.47)
При y  0 соотношения(1.7.47)имеютвид:
Ez(1) x,0  1  ree  e ik1 x sin  ,
Hz(1) x,0  reh e ik1 x sin  ,
Ex(1) x,0    (1) cos  reh eik1x sin  , Hx(1)  x,0  
cos 
 (1)
1  ree  e ik x sin  .
1
(1.7.48)
Подставляясоотношения(1.7.48)в(1.7.40),получаемсистемулинейныхалгебраических уравнений относительно неизвестных коэффициентов отражения
основнойикросс-поляризованнойкомпонентполя:
cos 
  (1) cos  reh  Z11 (1) 1  ree   Z12reh ;

(1.7.49)
cos 
1  ree  Z21 (1) 1  ree   Z22reh ,

котораяпреобразуетсяследующимобразом:
cos 
cos 
Z11 (1) ree   (1) cos   Z12 reh  Z11 (1) ;




1  Z cos   r  Z r  1  Z cos  .
21 (1)  ee
22 eh
21 (1)

 




(1.7.50)
Из решения системы уравнений (1.7.50) получаем выражения для коэффициентовотраженияосновнойикросс-поляризованнойкомпонентполяоттонкогокиральногослоя,расположенногонаидеальнопроводящейплоскостиприпаденииПЭМВперпендикулярнойполяризации:
2


cos   1  Z11Z22  Z12Z21   1  Z12  Z21 cos2  






ree 
;
 1 2

1


2


cos   
 Z11Z22  Z12Z21    Z12  Z21 cos  



 (1.7.51)


2Z11 cos 
reh 
.
2
 1

1


2


cos   
 Z11Z22  Z12Z21     Z12  Z21 cos  






Сучетомтого,что kx  k1 sin  ,дляэлементовтензораповерхностногоим-
 
 
 
педансатонкогокиральногослояполучаем:
2
2 


k2h2
n2 sin2  
1  n sin  
i 0  1 
ik
h

0



2
nc2 
nc2 


Z11 
; Z12  
;
2 2
2 2






1  k0 h 2 

1  k0 h 2 









2
2








(1.7.52)
2 2
2
2 

k h
n sin  
i 0  1 

2
nc2 
ik0h

Z21 
; Z22  
,
k02h2 2 
k02h2 2 
n2 sin2  
n2 sin2  
1
 1 
1
 1 


2
2
nc2 
nc2 


63
где n   ; nc    2 . Заметим,чтодляслучаятонкогодиэлектрическогослоя,расположенногона
идеальнопроводящейплоскости(   0 )соотношениядлякоэффициентовотраженияупрощаются( Z11  Z22  0 ):

cos   Z12Z21  1


ree 

cos   Z12Z21  1


reh  0,
2
    1 Z12  Z21 cos2 
2
    
;

 Z12  Z21 cos  
1 
2
(1.7.53)
где
Z12   ik0h cos2 ;
Z21  ik0h.
Подставляясоотношения(1.7.54)ввыражения(1.7.53),получаем:
2
 2 2 2
k0 h  cos2   1   2i1k0h cos 



ree  
.
2
 2 2 2
1
1




2
k0 h  cos   
  2i k0h cos 




(1.7.54)
 
 
(1.7.55)
Считая,чтодиэлектрическийслойявляетсятонкимиполагая h2  0 ,изсоотношения (1.7.55) получаем известную формулу для коэффициента отражения
волны с перпендикулярной поляризацией от диэлектрического слоя, расположенногонаидеальнопроводящейплоскости:
ree 
2
  .
2
2i1k0h cos   1 
2i1k0h cos   1
Нарисунке1.27апредставленызависимостимодулякоэффициентаотражения основной составляющей ree от нормированной толщины кирального слоя
k0h для случая падения плоской электромагнитной волны с перпендикулярной
поляризацией под углом    4 на киральный слой. Параметры, при которых
производился расчет:   3.5  0.3i,   2.2  0.3i,   0.3 , 1  1  1 . Сплошная линия соответствуетрасчету ree по формулам(1.7.51),штриховаялиния —
электродинамическому расчету с классической постановкой краевых задач [16,
27].Каквидноизграфиков,использованиеОПГУприемлемодлядостаточнотонких киральных слоев: при k0h  0.25 . При увеличении толщины слоя расчет по
приближеннымформулам(1.7.51)приводиткзавышениюзначений ree посравнениюсострогимэлектродинамическимрасчетом.
64
Нарисунке1.27бприведенырезультатырасчетазависимостимодулякоэффициентаотражениякросс-поляризованнойсоставляющей reh волнысперпендикулярной поляризацией от нормированной толщины кирального слоя k0h .
Расчет проведен притех же параметрах, что и в случае рисунка 1.27а. Сплошная
линия соответствует расчету reh по формулам (1.7.51), штриховая — строгому
электродинамическомурасчетусострогойпостановкойкраевыхзадач[16,27].
1.7.4 Матрица передачи для тонкого физически кирального слоя.Получимтеперьвидматрицыпередачидлятонкогокиральногослоя,расположенного
на границе раздела между двумя произвольными областями 1 и 2. Тонкий, по
сравнению с длиной волны, плоский киральный слой описывается двухстороннимиобобщеннымиприближеннымиграничнымиусловиями(при  y  0 ):





h
1
2
1
2
 Hx   Hx   i Ex   Ex  ;
2
h
Hy2  Hy1   ik0
 Ex1  Ex2  i Hx1  Hx2 ;
2
Ey   Ey   ik0
2
1



Ex2  Ex1 
2
2

 i  H1  H2    

 y
y 

2k0 nc2 
x2 
x2
kh
1
2
1
2
 i 0  Hy   Hy   i Ey   Ey 
2
h




 1
2  

E

E
 y
y  



 (1.7.56)
;

Hx   Hx  
2
1
 2

2  1
 1
2 
2  
i 

E

E


H

H

y 
y  
2
2  y
2  y



2k0 nc  x
x


k0h
i
 Ey1  Ey2  i Hy1  Hy2 .
2
Пусть поле волны зависит от координаты x по гармоническому закону

h




exp ikx x .ТогдаДПГУ(1.7.56)можнозаписатьследующимобразом:






h
2 ;
 Hx1  Hx2  i Ex1  Ex
2
h
Hy2  Hy1   ik0
 Ex1  Ex2  i Hx1  Hx2 ;
2
h
 1
2 
2
1
2 
2  1
Ex  Ex 
ikx2  Hy   Hy    kx
Ey  Ey  
2




2k0 nc
Ey2  Ey1  ik0







(1.7.57)

kh
1
2
1
2
 i 0  Hy   Hy   i Ey   Ey  ;
2
h


2 
2  1
Hx2  Hx1 
 ikx2 Ey1  Ey2    kx
Hy  Hy  
2




2k0nc






kh
 i 0  Ey1  Ey2  i Hy1  Hy2 .
2
65
ree
0.98
0.96
0.94
0.92
0.9
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
k0h 0.4
k 0h а)
reh
1.510
10
510
0
0
0.1
0.2
0.3
б)
Рис. 1.27.Зависимость ree (а)и reh (б)отнормированнойтолщины
киральногослоя k0h дляслучаяпаденияПЭМВсперпендикулярной
поляризацией.Сплошныелинии—расчетпоформулам(1.7.51),
штриховыелинии—электродинамическийрасчетсиспользованием
классическихкраевыхзадач[16,27]
66
Запишем ДПГУ (1.7.57) относительно составляющих векторов электромагнитногополявобласти2:
h
h
h
h
k0 Ex2  ik0 Hx2  Ey2   k0 Ex1  ik0 Hx1  Ey1 ;
2
2
2
2
h 2
h
h
h
ik0 Ex  k0 Hx2  Hy2   ik0 Ex1  k0 Hx1  Hy1 ;
2
2
2
2
2 
2 


kh
k 
kh
k 
Ex2  0  1  2 x 2  Ey2  i 0  1  2 x 2  Hy2 
2 
2 
k0 nc 
k0 nc 
kh 
k2 
kh 
k2 
 Ex1  0  1  2 x 2  Ey1  i 0  1  2 x 2  Hy1 ;
2 
2 
k0 nc 
k0 nc 
(1.7.58)
2 
k0h 
kx2  2 k0h 
kx



Hx  i
 1  2 2  Ey 
 1  2 2  Hy2 

2 
2 
k0 nc 
k0 nc 
2
kh 
k2 
kh 
k2 
 Hx1  i 0  1  2 x 2  Ey1  0  1  2 x 2  Hy1 .
2 
2 
k0 nc 
k0 nc 
Из системы линейных алгебраических уравнений (1.7.58) определим тангенциальныесоставляющиеполявобласти2,приэтомотбросивслагаемые,пропорциональные h n n  1 :




1


1
Ex   Ex   k0h 1   2 Ey   ik0h 1   2 Hy ;
2
1
Ey   Ey   k0hEx   ik0hHx  ;
2
1
1
1
1


Hx   Hx   ik0h 1   2 Ey   k0h 1   2 Hy  ;
2
1
1
(1.7.59)
Hy   Hy   k0hHx   ik0hEx  ,
2
1
1
1
где
k2
 2  2x 2 . k0 nc
Приводявыражения(1.7.59)квиду,записанномусиспользованиемэлемен
товматрицыпередачи Z :
Ex   Z11Ex   Z12Ey   Z13Hx   Z14Hy  ;
2
1
1
1
1
Ey   Z21Ex   Z22Ey   Z23Hx   Z24Hy  ;
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
(1.7.60)
Hx  Z31Ex  Z32Ey  Z33Hx  Z34Hy ;
Hy   Z41Ex   Z42Ey   Z43Hx   Z44Hy 
2
1
1
1
1
67
получаем:




Z11  1; Z12   k0h 1   2 ; Z13  0; Z14  ik0h 1   2 ;
Z21   k0h; Z22  1;
Z23  ik0h; Z24  0;




Z31  0; Z32   ik0h 1   2 ; Z33  1; Z34   k0h 1   2 ;
(1.7.61)
Z41   ik0h; Z42  0;
Z43   k0h; Z44  1.

Используя выражения для элементов тензора Z (1.7.61), получаем соотношениедляматрицыпередачитонкогокиральногослоя,бесконечнопротяженноговдольоси Oy :


 1
 k0h 1   2


   k0h
1
Z  
 ik0h 1   2
 0

 ik h
0
0




ik0h 1   2 


ik0h
0
.
2 
1
 k0h 1   


 k0h
1

0



(1.7.62)
Каквидноиз(1.7.62)закросс-поляризациюполяотвечаютнедиагональные
элементыматрицыпередачи.

При   0 из(1.7.62)получаемсоотношениедляэлементовтензора Z тонкогодиэлектрическогослоя:
 1
0


 0

1
Zd  
 ik0h 1   2
 0

 ik h
0
0





ik0h 1   2 


ik0h
0
.

1
0



0
1

0
(1.7.63)
Изсоотношения(1.7.63)видно,чтовслучаедиэлектрическогослояматрица
передачи содержит только компоненты, расположенные на главной и побочной
диагоналяхматрицы.
Вслучаетонкогодиэлектрическогослоясистемауравнений(1.7.60)упрощаетсяизаписываетсяследующимобразом:
Ex   Z11Ex   Z14Hy  ;
2
1
1
Ey   Z22Ey   Z23Hx  ;
2
1
1
2
1
1
Hx  Z32Ey  Z33Hx ;
Hy   Z41Ex   Z44Hy  .
2
68
1
1
(1.7.64)
Несложновидеть,чтосистемауравнений(1.7.64)разбиваетсянадвенезависимыеподсистемы,описывающиеEиH-волны,соответственно:
Ex2  Z11Ex1  Z14Hy1 ;
Hy2  Z41Ex1  Z44Hy1
(1.7.65)
(1.7.66)
и
Ey   Z22Ey   Z23Hx  ;
2
1
1
Hx2  Z32Ey1  Z33Hx1 .
Если киральная среда представляет собой совокупность тонких киральных
слоев с параметрами i , i , i , hi , то вся структура описывается следующей матрицей:
N 

Z   Zi , (1.7.67)
i 1
где



 

1
 k0hi i 1  i2
0
ii k0hi 1  i2


  k0hi i

1
ii k0hi
0
Zi  
0
 ii k0hi 1  i2
1
 k0hi i 1  i2


 i k h
0
 k0hi i
1

i 0 i
Всоотношении(1.7.68):
k
i  x ; nci  i i  i2 . k0 nci




 . (1.7.68)






1.7.5 Формулировка краевых задач с приближенными граничными
условиями. В подразделе 1.7.3 был получен явный вид тензора поверхностного

импеданса Z для случая, когда тонкий киральный слой расположен на границе
раздела между произвольной областью 1 и идеально проводящем слое. Обобщениевидаданноготензоранаслучайкиральногослоя,расположенногонагранице
разделамеждудвумяпроизвольнымиобластями1и2проведеновразделе1.7.4.
Таким образом, у нас имеется теперь возможность сформулировать приближенные краевые задачи на уравнениях Гельмгольца с использованием приближенных граничных условий импедансного типа. Для простоты будем рассматривать
киральныеслоисплоскимиповерхностями,что,однако,неисключаетвозможности рассмотрения слоев с произвольными ортогональными криволинейными
формами поверхностей, которые описываются ДПГУ (1.7.20) и (1.7.21). Как уже
отмечалось,идеяметодаприближенныхграничныхусловийзаключаетсявпереходеотклассическихкраевыхзадачДирихлеиНейманакприближеннымзадачам
сзаменойстандартныхграничныхусловийнаПГУ.Заметим,чтовсилугибридно69
стиволнвкиральномслоеприрешениизадачневозможнаотдельнаяформулировказадачДирихлеиНеймана,таккакполевсредеобладаетотличнымиотнуля


продольнымисоставляющимивекторов E и H .
Рассмотрим постановку краевых задач приближенного типа в двух следующихслучаях.
Тонкий киральный слой расположен на границе раздела двух произвольных (но не идеально проводящих плоскостей). Пусть тонкий киральный
слой толщины h и материальными параметрами , ,  расположен на границе

раздела между двумя материальными областями 1 и 2. Обозначим через E j и

H j ( j  1,2 )—комплексныеамплитудывекторовЭМПвобластях1и2.
Вэтомслучаеможнопоставитьследующуюсмешаннуюкраевуюзадачу:




2E j  k2j E j  0; 2H j  k2j H j  0,
(1.7.69)

 
2  Z 1 ;
S
S
где kj  k0 j j  j  1,2 — волновые числа для плоской однородной волны в
 j
j
j
j
j
средахспараметрами j и j ;    Ex , Ey  , Hx , Hy   j  1,2 —обобщенные




векторы,составленныеизпоперечныхсоставляющихвекторов E j и H j ; S —
границаразделамеждудвумяпроизвольнымиобластями1и2,накоторойраспо
ложен тонкий киральный слой; Z — тензор следующего вида (в случае
 y  0 ):




 1
 k0h 1   2


   k0h
1
Z  
 ik0h 1   2
 0

 ik h
0

0




ik0h 1   2 

2

ik0h
0
 ;  2  kx . 
k02nc2
1
 k0h 1   2 


 k0h
1

0
Тонкий киральный слой расположен на идеально проводящей плоскости. Пусть тонкий киральный слой толщины h и материальными параметрами


, ,  расположен на идеально проводящей плоскости. Обозначим через E и H —комплексныеамплитудывекторовЭМПвобласти(спараметрами ,  ),расположеннойнадкиральнымслоем.
Вэтомслучаеможнопоставитьследующуюсмешаннуюкраевуюзадачу:




2E  k2E  0; 2H  k2H  0,
 
(1.7.70)
Z   0;
S
70
где k  k0  —волновыечисладляплоскойоднороднойволнывовнешнейоб
ласти;   Ex , Ey , Hx , Hy  — обобщенные векторы, составленные из попереч

ныхсоставляющихвекторов E и H ; S —границаразделамеждувнешнейобластью и идеально проводящей плоскостью, на которой расположен тонкий ки
ральныйслой; Z —тензорсэлементамиследующеговида(вслучае  y  0 )
2 


k02h2
kx
kx2 



i
 1  2 2 
ik0h 1  2 2 
2
k0 nc 
k0 nc 



Z11 
; Z12  
;
2 2
2 2




1  k0 h 2 
1  k0 h 2 








2
2




2 

k02h2
k
i
 1  2 x 2 
2
k0 nc 
ik0h

Z21 
; Z22  
,
2 
2 2
2 

k02h2 2 
kx
k
h
k
1
 1  2 2 
1  0 2 1  2 x 2 
2
2
k0 nc 
k0 nc 


где kx —проекцииволновоговекторанаось x .
Такимобразом,посвоейсутиметодприближенныхграничныхусловийпозволяетзначительноупроститьпроцедуруопределенияэлектродинамическихкиральныхструктур,вследствиепереходаотклассическихкраевыхзадачкприближенным.Здесьуместнозаметить,чтоавторыумышленноненазываютобщепринятыйподход—строгим.Какизвестно,«строгий»электродинамическийподход
базируетсянарешениекраевыхзадачДирихлеиНейманасостандартными(точными)граничнымиусловиямивида:


1  2 , (1.7.71)
S
S



где 1,2 —тангенциальныесоставляющиевекторов E и H вобластях1и2; S —границаразделамеждуэтимиобластями.
Краевые задачи на уравнениях Гельмгольца с граничными условиями
(1.7.71)можноназыватьстрогимитольковтомслучае,когдадляописанияэлектрофизическихсвойствсред 1и2используютсяматериальные уравнения,базирующиесянаиспользованиимикроскопическоймоделисреды(как,например,это
имеет место для диэлектрика). Строго говоря, материальные уравнения для киральнойсредымогутбытьзаписанывнесколькихразличныхформахивопросо
более адекватной физической применимости той или иной формы является до
сихпороткрытым.Именнопоэтойпричине,есликакая-либоизобластей(1или
2) является киральной, то «строгость» определения соответствующего вектора

поля  теряетсяипоэтомусоответствующуюданнойситуацииклассическуюзадачустрогойназыватьнекорректно.
71
Таким образом, по мнению авторов, на сегодняшний день существуют два
общихметодаисследованияэлектродинамическихсвойствфизическикиральных
структур.
1. Краевые задачи с классическими граничными условиями вида (1.7.71), в
которыхсуществуетнеобходимостьопределениявекторовЭМПвкиральныхслоях,чтоограничиваетобластьиспользованияподобногометода.
2. Краевые задачи с приближенными граничными условиями вида (1.7.69) и
(1.7.70),вкоторыхотсутствуетнеобходимостьопределенияполявкиральныхобластях,однакометодприменимтолькодлятонкихпосравнениюсдлинойволныслоев.
Итак,сцельюупрощенияанализаэлектромагнитныхсвойствфизическикирального слоя предложен алгоритм, согласно которому неизвестное тангенци
альное поле внутри объёма кирального слоя  заменяется с использованием
теоремы о среднем полусуммой известных значений полей на границах раздела


слоя свнешнейивнутреннейобластями 1 и 2 :



1   2
 
.
(1.7.72)
2
Такимобразом,удобствоиспользованияэквивалентныхПГУдляфизически
киральных структур заключается в том, что учет киральности осуществляется
путем получения соотношений, описывающих границу кирального слоя с окружающим пространством. При использовании приближенных граничных условий
наснеинтересуютсложныеэлектродинамическиепроцессы,происходящиевнутрикиральногослоя,таккакегоусредненныефизическиеигеометрическиесвойстваучтенывданныхсоотношениях.
Основным выводом из данного раздела следует то, что для построения эффективных численных алгоритмов расчета характеристик киральных структур
целесообразноиспользоватьметоды,основанныенапереходеотучетакиральностивовсёмобъемексоотношениям,описывающихгеометрическиесвойстваповерхности слоя и его поверхностный «обобщенный» импеданс. Таким образом,
для физически киральной структуры важнейшими характеристиками, определяющимиеёвзаимодействиесэлектромагнитнымполемявляютсяповерхностный
импедансигеометрическаяконфигурацияповерхностейслоёв.
По своей сути, в данном случае граница раздела S , на которойрасположен
самкиральныйслойпредставляетсобойкиральнообразующуюповерхность.Методприближенныхграничныхусловийзаключаетсякакразвпереходеотобъемнойфизическойкиральностикучетуэлектромагнитныхсвойствкиральнообразующейповерхности.Заметим,чтовслучаетонкогопосравнениюсдлинойволны физически кирального слоя кирально образующая поверхность пространственновсегдасовпадаетссамимслоем.
Такимобразом,методприближенныхграничныхусловийдля тонкихфизическикиральныхслоевосуществляетучетсвойствкиральнообразующейповерхности(аименно,поверхностногоимпеданса),и,какоказывается,киральнообра72
зующая поверхность «содержит» информацию об о всех внутренних и внешних
свойствах самого слоя (форма поверхности, материальные параметры, толщина,
параметркиральности).Этоещёразподчеркиваетважнейшуюролькиральнообразующей поверхности в процессе взаимодействия электромагнитного поля и
киральнойструктуры,аметодПГУкакразиподчеркиваетважностьпереходаот
объемного учета киральности к поверхностному по средствам кирально образующихповерхностей.
1.8 Математические подходы к исследованию
геометрически киральных метаматериалов
Основнойидеейформированиягеометрическойкиральности,какужеотмечалось,являетсяособаякомпозицияодного,несколькихиливсехграничныхэлементов структуры. Эти элементы нами были ранее названы киральнообразующими.Какследствиеэтого,дляописаниясвойствгеометрическикиральной структуры необходимо, прежде всего,получить соотношения, описывающие
геометрические свойства кирально образующей границы. Тогда функции, определяющие структуру поля во внутренней области структуры возможно представитьввиденекоторыхинтеграловпокиральнообразующейповерхности.Вкниге
Ф.Йона«Плоскиеволныисферическиесредниевприменениикдифференциальным уравнениям с частными производными» [28] рассмотрены представления
функций достаточно общего вида в виде интегралов по плоскости и сфере. Последний тип интегралов называется «сферическим средним» функции. Заметим,
чтоврассмотренныхнамиранееслучаяхкиральнообразующимиповерхностями
являются как раз плоскость и сфера. Подобные интегральные представления
сложных функций по кирально образующим границам позволяют заменить эти
функцииболеепростыми,длякоторыхрешениеопределяетсядостаточнолегко.
Заметим, что интегралы по сферам и плоскостям могут также успешно применятьсядля дифференциальныхуравнений,связанныхснеевклидовойметрикой,
которая,повсейвидимости,можетописыватьметаструктурыскиральнообразующими поверхностями (например, ленты Мёбиуса) размерности 4D и т.п. Таким
образом,возможнообщеепредставлениефункций,определяющихструктурыполей во внутренней области через из сферические средние по поверхности кирально образующей сферы. В связи с этим сложность представляет лишь описаниегеометрическикиральныхсвойствсамойграницы.
Налицо определенная аналогия с приближенными граничными условиями
длякиральногослоя,рассмотреннымивразделе1.7.Там,неизвестноеполевобъёмефизическикиральногослоязаменялосьсреднимзначениемнаграницахраздела.Вэтомжеслучаенеизвестноеполевнутригеометрическикиральнойсреды
заменяетсяусредненнымзначениемпоповерхностисферысиспользованиемсоотношений,полученныхвработахФ.Йона[28].
73
Рассмотрим подробнее математические аспекты представления сложных
функцийчерезихсферическиесредние.
Пусть электромагнитное поле внутри геометрически киральной сферической метаструктуры описывается некоторой, достаточно сложной векторной


функцией f x ( x  x1, x2 , ..., xn  ), которая является непрерывной в некоторой
области D . Тогда её сферическим средним называется интеграл, взятый по поверхностисферыединичногорадиусав-пространстве[28]:



1
I x, r  
f x  r  d , (1.8.1)

n



где  —сферическаяповерхностьединичногорадиусав-пространстве,описанная
вокругначалакоординат; d —элементэтойповерхности; n —площадьвсейповерхности.

Функция I x, r  являетсячетнойфункциейпараметра r ипредставляетсо
бойсреднеезначениефункции f x насферерадиуса r ,описаннойвокругточки
x .Можносчитать,чтосоотношение(1.8.1)призаданномрадиусе r определяет

некоторое преобразование Tr , которое переводит функцию f x в новую функ
циюот x ,зависящуюещёиотпараметра r .Посутиговоря,этопреобразование
осуществляет переход от значений поля внутри сферической киральной метаструктурыкегозначениямнаеёкиральнообразующейповерхности.Посвоей
сутисоотношениедляопределениясферическогосреднегофункцииэквивалентноформуле(1.7.19)дляопределениясреднегозначенияполяфизическикиральногослоя.
Указанноепреобразованиеможнозаписатьвобщимфункциональномвиде:


(1.8.2)
Tr  f x  I  x, r  . В [28] рассмотрено преобразование (1.8.2) для функции, определяющей за 
висимостьвекторовполяоткоординатыдляплоскойволны exp ikx ( k —вол-
 
новой вектор). Показано, что сферическое среднее в этом случае определяется
следующимобразом:


 ikx

 ikx 
I x, r   Tr  e   P r k e , (1.8.3)


 
где   n  2 2 ; P s — «нормированная» функция Бесселя первого рода,
определяемаясоотношением:
P s  2    1 s J s , где    — гамма-функция; J s — функция Бесселя первого рода порядка  .
Соотношение(1.8.3)определяетсреднеезначениеполяплоскойволнынасферическойгранице.
74
Используя выражение для оператора Лапласа x , действующего на функ
цию exp ikx :
 


 2 ikx
2   ikx 
ir

e

r
k
e
,
  x



 
соотношение(1.8.3)можнопереписатьвсимволическомвиде:



 ikx 
ikx

I x, r   Tr e   P  ir x  e . 

(1.8.4)
Для использования (1.8.4) необходимо в правой части разложить оператор
P ir x  в ряд по степеням x и каждый член отдельно применить к

exp ikx .
 
Таким образом, согласно соотношениям (1.8.3), (1.8.4) существует возможность отображения функций, определяющих поле внутри объёма структуры на
функции,определяющиеихсферическисредниенакиральнообразующейгранице.
В[28]рассматриваетсятакжевозможностьпредставленияфункцийчерезеё
плоские интегралы. В частности, показано, что возможно построение решения
уравненийПуассона


z u  z   f  z  , (1.8.5)
ввидеинтегральногопредставлениячерезплоскиеинтегралывиды:
  2n

 yz

u  z    f y
dy, 2  n n
(1.8.6)
где n —площадьвсейобразующейповерхности.
По мнению авторов, весьма интересным представляется получение аналогичногопредставлениярешениянеоднородногоуравненияГельмгольца



(1.8.7)
z u z   k2u z   f z  , описывающего волновые процессы внутри объема метаструктуры,ограниченного поверхностью  . Обобщение интегрального представления (1.8.6) позволило
бы записывать решения уравнений (1.8.7) для достаточно сложных функций

f z  ,описывающихисточникиполявнутриобъёмакиральнойструктуры.
Итак, основной возможностью упрощения сложной задачи определения поля внутри объёма киральной структуры со сферической кирально образующей
поверхностьюявляетсяпереходкусредненнымзначениямпоэтойповерхности.
Здесьчеткопрослеживается аналогия сприближеннымиграничнымиусловиями для физически киральныхслоеврассмотреннымивпредыдущемразделе.
Там, неизвестные функции, определяющие структуры полей во внутренней и
внешней областях структуры связывались между собой посредствам функцио75
нальныхсоотношенийсправедливыхнаграницахразделакиральногослояиучитывающихфизические игеометрические параметрызадачи.Вданномжеслучае
неизвестныефункциипредставляютсяинтегральнымисоотношениями,выражающимиихчерез некоторые усредненные значенияна киральнообразующейповерхности.
В обоих указанных случаях налицо переход от учета киральности в объёме
всей сложной структуры к её учёту на кирально образующей поверхности или
границеразделакиральногослоясокружающимпространством.Именнокиральнообразующаяповерхностьгеометрическикиральнойструктурыиграницаразделафизическикиральнойструктурыиграютключевыероливовзаимодействии
киральнойструктурысокружающимпространством.Именночерезэтиповерхности киральность структуры проецирует свои свойства на внешние электромагнитныеииныепроцессывокружающемпространстве.Именнокиральнообразующая поверхностьявляетсятемобъектом,который создает существующую конфигурациюпроцессоввживоминеживоммире.Киральнообразующиеповерхностииграютзначительнуюрольприсозданииифункционированиинетолькоискусственных киральных структур, но и в биологических киральных системах.
Возможноименноихналичиепривелоктому,чтовприродесуществуетдватипа
киральных изомеров и в большинстве случаев преобладание одного из них. В
частности, в биохимии известно существование киральных (хиральных) биомолекул различие между которыми состоит в том, что они являются зеркальными
отражениямидругдруга,имеяодинитотжехимическийсостав[29].Однакоэти
веществамогутсовершеннопоразномувлиятьнаживыеобъекты.Причинаэтого
неравноправного влияния заключается, скорее всего, в том, что зеркальноасимметричныебиомолекулыобладаютразличнымикиральнообразующимиповерхностями, что, в свою очередь, приводит к различному обмену информацией о
свойствахсокружающимпространством,вт.ч.сживымобъектом.
Если говорить о взаимодействии искусственных киральных структур с
внешнимпространством,тоздесьможнозаметить,чтогеометрическиеифизические свойства кирально образующей поверхности могут быть подобраны таким
образом, чтобы оказывать необходимые видоизменения электромагнитных и
иныхсвойствпространстваиполявблизиструктуры,либонеоказыватьникакоговлияния.Такимобразом,указанныефактыдоказывают,чтокиральнообразующие поверхности играют основную роль в формировании киральных свойств
общего механизма квантово- информационных взаимодействий в пространственно-временномконтинууме,втомчислеивпервуюочередь,имеетсяввиду
моделирование потенциала статистической достоверности протекания виртуальных(вероятностных)процессов,включаявзаимодействиесознанияифизиче-
76
скойреальности, тоестьтойреальности, которая описывается нынесуществующейфизикой.Достаточнообоснованномеханизмывзаимодействияматериальногообъектасконтинуумом(сознаниясфизическойреальностью)черезкирально
образующиеповерхностирассмотреныв[30].
1.9 Периодически неоднородные физически
киральные метаструктуры
1.9.1 Распространение электромагнитных волн в периодически неоднородных физически киральных структурах. Как уже отмечалось, современный
этап развития современной науки характеризуется значительным ростом интереса мета и нанотехнологиям. Малогабаритные метаструктуры могут найти широкое применение при создании многофункциональных устройств нового поколения.Вчастности,подобныеструктурымогутстатьосновойприсозданиизапоминающихилогическихустройстваналоговыхЭВМ,которые,попредположенияммногихавторовстатеймогутобладатьдостаточнойнадежностьюиобеспечиватьуровеньзащитыинформации,больший,чемцифровыеЭВМ.
Одним из наиболее интересных с точки зрения использования материалов
присозданииметаструктурявляютсякиральныекомпозиты,создаваемыенаоснове микроэлементов зеркально асимметричной формы, размеры которых значительно меньше длины СВЧ волны [12-15]. Среды на основе киральных микрочастицобладаютпространственнойдисперсией,тоесть,посути,«пространственнойпамятью»,чтопозволяетсоптимизмомсмотретьнавозможностьихиспользования присозданиизапоминающихсистемновогопоколениясбольшей емкостьюименьшимиразмерами.
Основными свойствами киральной среды является возможность распространениявнихдвухволнсправой(ПКП)илевой(ЛКП)круговымиполяризациями, которые распространяются с различными фазовыми скоростями [12-15]. В
однородной киральной среде волны ПКП и ЛКП существуют только совместно и
распространяются на любых частотах. С точки зрения использования киральных
структурприсозданиимногофункциональныхэлементовразличногоназначениягораздоболееперспективнымиявляютсякиральныемногослойныеметаструктуры,которые могут состоять из большого числа слоёв с различными электрофизическими
свойствами[31].Длярасчетахарактеристиктакихструктурперспективнымявляется
использование метода приближенных граничных условий импедансного типа для
тонкого кирального слоя [24-27]. Однако на основе многослойных непериодических
киральныхструктурахнеудаетсяпостроитьчастотноиполяризационноселективные
фильтрыдляволнПКПиЛКП,таккаквнутрикиральныхслоевсуществуютодновременно обеволныскруговымиполяризациями.Всвязисэтиминтереспредставляет
исследованиесвойствпериодическинеоднородныхкиральныхметаструктур,распространениеволнвкоторыхпроисходитлишьвокнахпрозрачности.Можнопредполо77
жить, что в указанных структурах окна прозрачности и непрозрачности для волн с
ПКПиЛКПмогутнесовпадатьисистемабудетявлятьсяуправляемымфильтромдля
волнскруговымиполяризациями.
Периодически неоднородные киральные метаструктуры в общем случае
представляют собой совокупность чередующихся киральных слоев двух типов,
отличающихся друг от друга концентрацией киральных микроэлементов и зеркальнымподвидомэлемента(праваяилилеваяформы).
Рассмотримраспространениеплоскойэлектромагнитнойволнычерезпериодическинеоднороднуюсистемуизчередующихкиральныхслоевсразличными
материальнымипараметрами.
Для описания киральной среды на основе элементов правой формы будем
использоватьматериальныеуравнениявида[12-15]:






D   E  i H , B   H  i E , (1.9.1)
где ,  —относительныедиэлектрическаяимагнитнаяпроницаемостикиральных слоев;  — параметр киральности, который определяется концентрацией,
размерамииформойкиральныхэлементов.
Геометрия задачи представлена на рис. 1.28. Киральные слои с параметром
киральности 1 шириной l1 периодически чередуются с киральными слоями с
параметромкиральности 2 шириной l2 вдольоси Oz .Обозначимчерез 1, 1, 1 — материальные параметры первого типа киральных слоёв; через 2 , 2 , 2 —
материальныепараметрывтороготипакиральныхслоёв.Будемсчитать,чтовыполняютсяусловия: 1,2  n1,2  1,21,2 ,чтоимеетместонапрактике.
1
2
1
2
1
2
z
l1
l2
l1
l2
l1
l2
Рис. 1.28.Периодическинеоднороднаякиральнаяструктура.Геометриязадачи
Зависимость параметра киральности от продольной координаты z может
бытьзаданаввидеступенчатойфункции,графиккоторойприведеннарис.1.29.
Такимобразом,системуизчередующихсякиральныхслоевможнопредставитьв
виде киральной структуры с периодически ступенчато изменяющимся параметромкиральности.
Задачаобопределениидисперсионногоуравнениясобственныхволнисследуемой структуры решается в три этапа. На первом этапе из решения системы
уравнений Максвелла определяются электромагнитные поля в областях I и II
(рис.1.29).НавторомэтапеприпомощитеоремыФлоке[32]находитсяполевобласти III с учетом периодической неоднородности структуры. На третьем этапе
полученныерешениявобластяхI,IIиIII«сшиваются»награницахразделамежду
78
указаннымислоямииизполученнойприэтомсистемылинейныхалгебраических
уравнений выводится дисперсионное уравнение для собственных волн рассматриваемойнеоднороднойструктуры.Отметим,чтовсвязиссуществованиемвкиральныхслояхволнПКПиЛКПнеобходимополучатьдисперсионныеуравнения
дляэлектромагнитныхволнсобеимиполяризациями.
  z
1
I
II
III
l2
l1
2
l1
z
d
Рис. 1.29.Зависимостьпараметракиральностиотпродольнойкоординаты
Уравнения Максвелла для области I с учетом материальных соотношений
(1.9.1)записываютсяследующимобразом:
1


rot E   k0  i1 H  1E ,
(1.9.2)
1


rot H   k0 i1 E  1H ,




где k0 —волновоечислодляплоскойоднороднойэлектромагнитнойволныввакууме.
Применяя операцию rot к обеим частям обоих уравнений (1.9.2), получаем
векторные дифференциальные уравнения второго порядка относительно векто

ров E1 и H1 :
1
1
1
2E   k02 11  12 E   2ik0211H   0 ,
(1.9.3)

 1
 1
2 1
2
2
2
 H  k0 11  1 H  2ik0 11E  0,




где 2 —операторЛапласавдекартовойсистемекоординат.
Уравнения(1.9.3)являютсясвязаннымиипри 1  0 переходятводнородные уравнения Гельмгольца для плоской однородной волны в диэлектрической
среде.
Воспользуемся известным представлением электромагнитного поля в киральнойсредеввидесуперпозицииполейволнПКПиЛКП[12-15]:
1


1

 
E   ER  EL , H   i 1 ER  EL , (1.9.4)
1


79


где ER —напряженностьэлектрическогополяволныПКП; EL —напряженность
электрическогополяволныЛКП.
Приподстановкесоотношений(1.9.4)всвязанныедифференциальныеурав

нения(1.9.3)относительнонововведенныхфункций ER и EL получаемоднородныедифференциальныеуравнениявторогопорядка:




2
2
2ER  kR
ER  0, 2EL  kL
EL  0, (1.9.5)
где kR  k0 n1  1  — волновое число для волны ПКП в безграничной киральной среде; kL  k0 n1  1  — волновое число для волны ЛКП в безграничной
киральнойсреде; n1  11 —показательпреломлениякиральногослоя.
В силу выполнения условия 1  n1 и с учетом 2  2 z2 , уравнения
(1.9.5)несложнозаписатьвследующемвиде:
d2ER,L
dz2

2 
 k12 1  1  ER,L  0, 
n1 
(1.9.6)
где k1  k0 11 —волновоечислодляплоскойоднороднойволнывсредеспараметрами 1 и 1 .
Вводябезразмерныймалыйпараметр 1  2 n1  1 ,перепишемуравнения
(1.9.6)ввиде:
d2ER,L
 k12 1  11  ER,L  0. (1.9.7)
dz
Уравнения (1.9.7) известны в теории обыкновенных дифференциальных
уравнений и в случае периодической зависимости 1 от координаты z , называ2
ютсяуравнениями Хилла[33].
Дляобщностибудем полагать,чтослой2описывается параметромкиральности 2 ,которыйзатеммыположимравнымнулю.
Запишемуравнения(1.9.7)дляобластейIиII:
1
d2ER,L
dz2
2
d2ER,L
2
dz
1
 k12 1  11  ER,L  0
l1  z  0 ;
1
 k22 1  22  ER,L  0
(1.9.8)
0  z  l2  ,
где k1,2  k0 n1,2 ; n1,2  1,21,2 ; 1,2  2 n1,2 .
Решенияуравнений(1.9.8)можнозаписатьследующимобразом:
80
R ,L
1
1 R ,L
1
ER,L z  CR,L eik1 z  DR,L e ik1 z
l1  z  0 ;
R ,L
2 R ,L
2
ER,L z  CR,L eik2 z  DR,L e ik2 z
0  z  l2  ,
2
(1.9.9)
1,2
1,2
где CR,L и DR,L —неизвестныепостоянные,определяемыеизграничныхусловий;
R,L
k1
 k0 11 1  11 ,
R,L
k2
 k0 22 1  22 .
Для определения электромагнитного поля на отрезке l2  z  l1  l2  вос-
пользуемсятеоремойФлоке[32],согласнокоторойдляоднойиздвухволнрешениеуравнения(1.9.7)можнозаписатьввиде:
 1
3
ER,L z  FR,L z ER,L z  d , (1.9.10)
где FR,L z — функции, периодические с периодом d  l1  l2 . В качестве функций FR,L z удобновыбратьгармоническиефункциивида:
FR,L z  e
i R ,L d
,
(1.9.11)
где  R,L — постоянные распространения волн ПКП и ЛКП в периодическинеоднородной системе, которые впоследствие находятся как функции волновых
R,L
чисел k1,2
итолщинслоев l1,2 .
Используя выражения (1.9.10) и (1.9.11) определяем напряженности электрическогополяПКПиЛКПволнвобластиIII:
3
1 i R ,L d ik1R ,L zd
ER,L z  CR,L e
e
1 i R ,L d  ik1R ,L zd
 DR,L e
e
1,2
.
(1.9.12)
1,2
Дляопределениянеизвестныхпостоянных CR,L и DR,L воспользуемсяграничнымиусловиямипри z  0 и z  l2 :
1
2
z  0  E  z  0 ,
2
3
z  l2   E  z  l2  ,
E
E
1
2
E
z

z
z0
2
,
(1.9.13)
z0
3
E
z
E

E
zl2
z
.
zl2
При подстановке выражений (1.9.9) и (1.9.12) в граничные условия (1.9.13)
получаемсистемулинейныхалгебраическихуравнений(СЛАУ)относительноне1,2
1,2
известныхкоэффициентов CR,L и DR,L :
81
1
1
2
2
CR,L  DR,L  CR,L  DR,L ;
R,L 1
R,L 1
R,L 2
R,L 2
k1
CR,L  k1
DR,L  k2
CR,L  k2
DR,L ;
1
CR,L e
i  R ,L d ik1R ,Ll1
e
1
 DR,L e
i R ,L d ik1R ,Ll1

e
R ,L
2 R ,L
2
 CR,L eik2 l2  DR,L eik2 l2 ;
(1.9.14)
R,L 1 i R ,L d ik1R ,Ll1
R,L 1 i R ,L d ik1R ,Ll1
k1
CR,L e
e
 k1
DR,L e
e

R,L 2 ik2R ,Ll2
R,L 2 ik2R ,Ll2
 k2
CR,L e
 k2
DR,L e
.
Для решения СЛАУ (1.9.14) введем новые функции yR,L  exp i R,L d , относительно которых, после преобразований получаем следующие квадратные
уравнения.
 
 

2
R,Ll cos kR,Ll 
yR
,L  2yR,L cos k1
1
2
2
 R,L
R,L 
k2
1  k1
 sin kR,Ll sin kR,Ll
 

1
2

1
2
R
,
L
R
,
L




2  k


k
 2

1

 




  1  0.





(1.9.15)
Вводяфункции:



 

R,L R,L
R,L
R,L
R,L k1
, k2
 cos k1
l1 cos k2
l2 
 R,L
R,L 
k2
1  k1
 sin kR,Ll sin kR,Ll ,
 

1
2

1
2
R
,
L
R
,
L




2  k


k
 2

1

 

(1.9.16)
потеоремеВиетанаходим,что:

(1)
(2)
yR
,L  yR,L  2
R,L
;
(1.9.17)
(1,2)
yR
,L  exp i R,L d . (1.9.18)
(1)
(2)
yR
,L  yR,L  1
иполучаемзначениякорнейуравнения(1.9.15):
Подставляязначениякорней(1.9.18)впервоевыражение(1.9.17),записываемдисперсионныеуравнениядляволнсправымилевымвращениемвпериодическинеоднороднойструктуревследующемвиде[34]:

 

R,L
R,L
cos  R,L d  cos k1
l1 cos k2
l2 


R,L
k1
 
2
R,L
 k2
R,L R,L
2k1
k2

2

 
R,L
k1,2  k0 1,21,2 1  1,21,2 ; 1,2  2
82

R,L
R,L
sin k1
l1 sin k1
l2 ,
1,21,2 .
(1.9.19)
Дисперсионные уравнения (1.9.19) описывают собственные волны, распространяющиеся в периодически неоднородной структуре из чередующихся киральных слоев с параметрами l1, 1, 1, 1  и l2 , 2 , 2 , 2  . Если 12  0 , то киральные слои состоят из зеркально асимметричных элементов одного и того же
типа;еслиже 12  0 ,тоодинкиральныйслойсозданнаосновеправовинтовых,
а другой — на основе левовинтовых киральных элементов. Из решения уравнений(1.9.19)можноопределитьзначенияпостоянныхраспространения  R,L волн
ПКПиЛКПвпериодическинеоднороднойкиральнойструктуре.
При 2  0 из(1.9.19)получаемдисперсионныеуравнениядлянормальных
волн, распространяющихся в периодически неоднородной структуре из чередующихсякиральныхидиэлектрическихслоев(нарис.1.29услоёв 2  0 )[34]:

 

R,L
R,L
cos  R,L d  cos k1
l1 cos k2
l2 


R,L
k1
 
2
R,L
 k2
R,L R,L
2k1
k2

2

 

R,L
R,L
sin k1
l1 sin k1
l2 ,
(1.9.20)
R,L
R,L
k1
 k0 n12  21n1 ; k2
 k0 n2 ; n1,2  1,21,2 .
1.9.2 Моделирование частотно селективного фильтра СВЧ на основе периодически неоднородной физически киральной метаструктуры. При численныхрасчетахинтереспредставлялоисследованиедисперсионныххарактеристик волн с вращающимися поляризациями и распределений их электрических
полей.Такжебылпроведенрасчетчастотныхинтервалов,вкоторыхволныПКПи
ЛКПнераспространяются(«окнанепрозрачности»).Расчетвыполнялсявнормированных переменных:  R,L d (нормированная постоянная распространения),
k0l1 (нормированная толщина первого слоя) и k0l2 (нормированная толщина
второго слоя). Были исследованы периодически неоднородные одномерные киральныеструктуры,образованныечередованиемкиральныхслоевсразличными
значениямипараметракиральности  .Прианализечисленныхрезультатовбыл
выявленхарактервлияниязначения  навеличинучастотногоинтерваланепрозрачностиволнПКПиЛКП.Вработе[34]былорассмотренодватипакиральных
слоёв с   0 (киральные элементы левой зеркальной разновидности) и   0 (киральныеэлементыправойзеркальнойразновидности).
Структура из периодически чередующихся киральных слоёв на основе
правых форм зеркально асимметричных элементов и диэлектрических слоёв
с одинаковыми значениями диэлектрической и магнитной проницаемости.
Параметрырасчета: 1  2  2.0; 1  2  2.2; 1  0.3; 2  0 .
83
Одинаковыезначениядиэлектрическойимагнитнойпроницаемостейобоих
слоевмоделируютситуацию,когдаводнородноймагнитодиэлектрическойсреде
периодически расположены вкрапления зеркально асимметричных элементов
(рис.1.30).
диэлектрик
z
l1
l2
l1
l2
l1
l2
Рис. 1.30.Модельрассматриваемойкирально-магнитодиэлектрическойструктуры
 R ,L d
ПКП
6
ЛКП
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
k0l1
Рис. 1.31.Дисперсионныехарактеристикисобственныхволнпериодическинеоднороднойкирально-магнитодиэлектрическойструктуры
На рис. 1.31 приведены зависимости постоянных распространения  R,L d волн ПКП и ЛКП в периодически неоднородной кирально-магнитодиэлектрическойструктуреотнормированнойчастоты k0l1 .
Из дисперсионных характеристик, приведенных на рис. 1.31 видно, что существуют частотные диапазоны, в которых невозможно распространение либо
волныПКП,либоволныЛКП.Начастотах,гдевыполняетсяусловие: Re R   0 —волнаПКПнераспространяется,азатухает.Аналогичнопри Re L   0 волна
ЛКПявляетсязатухающей.ЭтидиапазоныможноназватьполосаминепрозрачностиволнПКПиЛКП,соответственно.Ихможноопределитьизчастотнойзависимости cos R,L d  ,приведеннойна рис.1.32.Полосы непрозрачностиволныПКП
соответствуют участкам характеристики,
84
на
которых
cos  R d   1 и
Re  R d  0 . Полосы непрозрачности волны ЛКП соответствуют участкам характеристики,накоторых cos  L d   1 и Re L d  0 .
1.5
ПКП
ЛКП
1
cos   Ld
0.5
cos   Rd
0
-0.5
-1
-1.5
0
1
2
3
4
5
k0l1 Рис. 1.32.Частотныезависимостифункции cos R,L d 
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
k0l1 Рис. 1.33.ДиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП
На рис. 1.33 приведены диаграммы распространения волн ПКП и ЛКП.
Сплошнымилиниямипоказаны диаграммыдля волныПКП;штриховыми—для
волн ЛКП. Диаграммы распространения носят схематичный характер и служат
удобным способом определения интервалов непрозрачности волн ПКП и ЛКП.
Дляудобстванатехчастотах,гдераспространяетсяволнаПКПзначениефункции
приняторавным1;агдераспространяетсяволнаЛКП—0.75.
Из рис. 1.33 видно, что полосы частот, в которых Re  R d  0 и
Re L d  0 , либо частично пересекаются, либо не пересекаются вообще. Причем,приувеличениичастоты(илишириныкиральногослоя)полосынепрозрачностиволнПКПиЛКПвседальшеотделяютсядруготдругапочастоте.
85
Заметим,чтовслучаекиральныхслоёвнаосновеправыхэлементовполосы
непрозрачности для волны ЛКП больше, чем для волны ПКП, а именно,
wR   k0l1 R  0.08 ; wR   k0l1 R  0.16 .
Прииспользованииэлектромагнитногоизлучениясдлинойволны   3 см
геометрическиеразмерыструктурымогутбытьвыбраныследующими:
1

0.03
l1  l2 


 0.004м  4мм. k0
2
2  3.14
ЧастотныйинтервалнепрозрачностидляволныПКПсоставляет:
0.08  c
f

2  l1
0.08  3  108
8

 28  10 Гц  0.28 ГГц;
6.28  0.004
адляволныЛКП:
f
0.08  c

2  l1
0.16  3  108

 56  108 Гц  0.56 ГГц
6.28  0.004
причастотесигнала:
f
2c

l2
6.28  3  108
8

 471  10 Гц  47ГГц.
0.004
Таким образом, можно утверждать, что в периодически неоднородной кирально-магнитодиэлектрической структуре существуют частоты, на которых
распространяетсятолькооднаволнаскруговойполяризацией—либоПКП,либо
ЛКП.Несуществуетчастотныхинтервалов,вкоторыхнераспространяетсяниоднаизволн.
Структура из периодически чередующихся киральных слоёв на основе
левых форм зеркально асимметричных элементов и диэлектрических слоёв
с одинаковыми значениями диэлектрической и магнитной проницаемости.
Параметрырасчета: 1  2  2.0; 1  2  2.2; 1   0.3; 2  0 .
На рис. 1.34 приведены зависимости постоянных распространения  R,L d волн
ПКП
и
ЛКП
в
периодически
неоднородной
киральномагнитодиэлектрическойструктуреотнормированнойчастоты k0l1 .
Как видно из рис. 1.34, дисперсионные характеристики совпадают с аналогичнымизависимостямидляструктуры«диэлектрик-киральныйслой(+)»только
характеристикиволнПКПиЛКПменяютсяместами.
Нарис.1.35приведеныдиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП.
86
Заметим, что в случае киральных слоёв на основе левых элементов полосы
непрозрачности для волны ПКП больше, чем для волны ЛКП, а именно,
wR   k0l1 R  0.16 ; wR   k0l1 R  0.08 .
 R ,L d
ПКП
ЛКП
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
5
k0l1
Рис. 1.34.Дисперсионныехарактеристикисобственныхволн
периодически-неоднороднойкирально-магнитодиэлектрическойструктуры
Структура из периодически чередующихся киральных слоёв на основе
правых и левых форм зеркально асимметричных элементов с одинаковыми
значениями параметра киральности, диэлектрической и магнитной проницаемостей.Параметрырасчета: 1  2  2.0; 1  2  2.2; 1  0.3; 2   0.3 .
Структура представляет собой совокупность периодически чередующихся
киральныхслоёв,вкаждомизкоторыхконцентрациязеркальноасимметричных
элементоводинакова,ноуэлементовразныезеркальныеразновидности.
Нарис.1.36приведеныдиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП.
Каквидноизрис.1.36,вслучае,когдасоседниеслоиимеютодинаковыеконцентрацииэлементовправойилевойформ,интервалынепрозрачностиволнПКПиЛКП
имеютодинаковуюширину: wR  wL  0.23 .Заметим,чтоданнаяструктураобладаетярковыраженнымикиральнымисвойствами.Вчастности,приизменениичастотыэлектромагнитногоизлученияструктураможетработатьвтрёхрежимах:
1.РаспространениеволнПКПиЛКПсразличнымиамплитудами.
2.Распространениетолькооднойволныслевойилиправойкруговойполяризацией.
3.Невозможностьраспространенияниоднойволны.
87
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
k0l1
Рис. 1.35.ДиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
k0l1
Рис. 1.36.ДиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП
Таким образом, рассматриваемая структура может быть использована в качествечастотноселективногофильтра дляволнПКПиЛКПивкачествезащитного экрана. Интервалы частот, в которых структура обладает теми или иными
свойствами, определяются величиной параметра киральности (концентрацией и
размерамимикроэлементов)ирасстояниеммеждусоседнимиэлементами.Заметим,чтосвойствамиэкранадляволныСВЧобладаеттолькоструктура,вкоторой
отсутствуютдиэлектрическиеслои.
88
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
k0l1
Рис. 1.37.ДиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП
Структура из периодически чередующихся киральных слоёв на основе
правых форм зеркально асимметричных элементов с одинаковыми значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей, но различными значениями параметра киральности. Параметры численного расчета: 1  2  2.0; 1  2  2.2; 1  0.3; 2  0.8 .
Структура представляет собой совокупность периодически чередующихся
киральныхслоёв,вкаждомизкоторыхконцентрациязеркальноасимметричных
элементовразлична,аэлементыобладаютправойзеркальнойразновидностью.
Нарис.1.37приведеныдиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП.
Каквидноизрис.1.37,увеличениеконцентрациикиральныхэлементовправой формы приводит к резкому сужению полосы непрозрачности волны ПКП и
резкомуувеличениюполосынепрозрачностиволныЛКП.Вблизинормированной
частоты k0l1  2.85 наблюдаетсяузкийинтервал,вкоторомневозможнораспространениениоднойволныскруговойполяризацией(структуравыполняетроль
защитногоэкрана).
Структура из периодически чередующихся киральных слоёв на основе
левых форм зеркально асимметричных элементов с одинаковыми значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей, но различными значениями параметра киральности. Значения параметров численного расчета:
1  2  2.0; 1  2  2.2; 1   0.3; 2   0.8 . Структура представляет собой
совокупность периодически чередующихся киральных слоёв, в каждом из которых концентрация зеркально асимметричных элементов различна, а элементы
обладаютлевойзеркальнойразновидностью.
89
Нарис.1.38приведеныдиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП.
Как видно из рис. 1.38 увеличение концентрации киральных элементов левой формы приводит к резкому сужению полосы непрозрачности волны ЛКП и
резкомуувеличениюполосынепрозрачностиволныПКП.
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
k0l1
Рис. 1.38.ДиаграммыраспространенияволнПКПиЛКП
По результатам анализа численных результатов можно сделать следующие
выводы.
1.Одномернаякиральнаяструктуранаосновепериодическичередующихся
киральных и диэлектрических слоёв может выполнять роль частотно селективногофильтрадляволнсправоилевокруговымиполяризациями.Быловыявлено,
чтоволныПКПиЛКПвтакойструктуреобладаютнесовпадающимичастотными
интерваламинепрозрачности.
2. Вид зеркальной разновидности кирального микроэлемента и их концентрациявлияетнаширинуполосынепрозрачности:увеличениеконцентрациикиральных элементов левой формы приводит к резкому сужению полосы непрозрачностиволныЛКПирезкомуувеличениюполосынепрозрачностиволныПКП.
Обратно:увеличение концентрации киральных элементовправойформыприводит к резкому сужению полосы непрозрачности волны ПКП и резкому увеличениюполосынепрозрачностиволныЛКП.
3. В периодически неоднородной структуре из чередующихся киральных
слоёвнаосновеправыхилевыхформмикроэлементовбылинайденыинтервалы
частот, в которых невозможно распространение ни одной из двух волн с круговымиполяризациями(окнополной непрозрачности). Втакомрежиме структура
можетбытьиспользованавкачествечастотноселективногоэкранаСВЧ.
4. Окнанепрозрачностипо частотесоставляютпорядка 0.5-5%отзначения
частотыэлектромагнитногополя.
90
5. Пространственные распределения электрических полей волн ПКП и ЛКП
совпадают по фазе лишь в случае, когда структура содержит диэлектрические
слои.ВслучаеструктурсчередующимисякиральнымислоямираспределенияполейволнПКПиЛКПсдвинутыпофазевпространстве.Фазовыйсдвигмеждуволнами ПКП и ЛКП возрастает при увеличении разности параметров киральности
соседнихслоёв:   2  1 .
Таким образом, исследованная периодически неоднородная киральная
структура может выполнять роль управляемого частотно и поляризационно селективного фильтра. При изменении частоты распространяющейся в структуре
волны СВЧ можно добиться работы системы в одном из четырех режимов: пропускание волн ПКП и ЛКП, пропускание волны ЛКП, пропускание волны ПКП,
полное непропускание. Подобный фильтр в зависимости от частоты падающего
СВЧ излучения по разному на него реагирует, что в отличие от стандартных
фильтров,работающихв2режимах,позволяетзначительноувеличитьфункциональность устройства в целом. Данная структура в окне полной непрозрачности
структура может выполнять защитные функции и отключать связь по электромагнитномуполю,тоестьблокироватьпрохождениесигнала.Режимы,вкоторых
распространяются либо волна ЛКП, либо волна ПКП могут быть использованы
при отсутствии необходимости передачи волны с большой амплитудой (своего
рода энергосберегающий режим). Наконец, нормальный режим работы системы
соответствуетслучаюраспространенияобоихволнПКПиЛКП.
При написании раздела использовались материалы [34]. Раздел написан
совместносПанфёровойТ.А.
1.10 Физически киральный метаматериал для частотно селективной
концентрации энергии сверхвысокочастотного излучения
В настоящее время идет активное развитие новых технологий энергосбережения.Однимизспособовэкономииэлектрическойэнергииявляетсясоздание
устройств,концентрирующихэнергиюразличногопроисхождениясцельюдальнейшего преобразования в электрический ток. Наиболее известными являются
структурыдляпреобразованияэлектромагнитнойэнергииоптическогодиапазона (например, солнечные батареи). Однако современный этап развития инфокоммуникационных технологий связан с активным использованием электромагнитных волн СВЧ диапазона для передачи информации (технологии GSM, WiFi,
LTE и т.д.). В связи с этим вновь возникает значительный интерес к разработке
концентраторов электромагнитной энергии СВЧ диапазона. В отличие от аналогичныхструктуроптическогодиапазона,гдепреобразованиеэнергиипроисходит
напрямую,вслучаеСВЧпринципиальнымявляетсяналичиеконцентратора(коллектора)электромагнитнойэнергии.Большинствоизвестныхрешенийсоздания
91
коллекторов СВЧ энергии базируется на использовании рефлекторов (зеркал),
концентрирующихполевсвоемфокусе[35-37].Однакоуказанныеимногиедругие решения обладают рядом существенных недостатков, большинство из которыхсвязаносбольшоймассойиразмерамиконцентрирующихэнергиюструктур,
невозможностью их конформного размещения на поверхности и т.п. В связи с
этимвозникает задача построенияконцентраторовСВЧэнергии,принципработ
которыхнеоснованнафокусировкеСВЧэнергииприпомощиметаллическихрефлекторов.
В настоящее время активно проводятся теоретические и экспериментальные исследования метаматериалов, то есть композиционных искусственных
структур,создаваемыхнаосновекакминимумдвухматериалов.Подобныеструктуры проявляют весьма разнообразные свойства в СВЧ диапазоне [38]. Обычно
метаматериалсостоитизконтейнера,вкоторомпериодическиразмещаютсятонкопроволочныеэлементыкакой-либоформы.
Интерес представляет создание метаматериала, позволяющего на заданной частоте концентрировать электромагнитную энергию, поступающую
извнешнегопространствавблизисвоейповерхностииливнутрисебя.
Вработе[39]предложеноиспользоватьвкачестветакойструктурыметаматериал на основе элементов Телледжена, то есть разомкнутых колец с
выступающими концами. Однако такие элементы с технологической точки
зрения не являются оптимальным вариантом, так как их достаточно сложно
располагатьвконтейнере.
В данномразделепроведенанализотраженияплоскойэлектромагнитной волны СВЧ диапазона от плоского бесконечного слоя метаматериала, состоящего из диэлектрического контейнера, в котором периодически размещенытонкопроволочныеэлементыввидемноговитковыхспиралей.
В силу зеркальной асимметрии используемых элементов, такую структуруможноназватькиральнымметаматериалом.
Рассмотрим задачу об определении коэффициентов отражения и прохожденияприпаденииплоскойэлектромагнитнойволнынапланарныйслой
кирального метаматериала, который является бесконечно протяженным
вдольоси Oz .Геометриязадачиприведенанарис.1.39.
Пусть на киральную структуру из диэлектрической области 1 ( 1 и 1 —относительныедиэлектрическаяимагнитнаяпроницаемости)подуглом  падает плоская электромагнитная волна линейной поляризации (в статье
рассмотренслучайпаденияволнысперпендикулярнойполяризацией).
Область 2 на рис. 1.39 представляет собой слой кирального метаматериала толщиной h ( 2 и 2 — относительныедиэлектрическаяи магнитная
92
проницаемости; 2 — параметр киральности). Частотные зависимости материальныхпараметров 2 и 2 определяютсятипомрезонансныхэлементов.
Киральный метаматериал состоит из многовитковых тонкопроволочныхспиралей,намотанныхнадиэлектрическиецилиндрическиеоправки,которыеравномерноразмещенывпланарномконтейнере(рис.1.40).
Спиральный элемент описывается следующими геометрическими параметрами: N — количество витков; R — радиус витка спирали; h — шаг
спирали; l — длинаспираливрасправленномсостоянии; r —радиуспроволоки.
Спиральные элементы равномерно расположены в контейнере на расстоянии d друготдруга.
На рис. 1.40 для примера показан случай спирального элемента, состоящегоизодноговитка.Область3нарис.1.39являетсядиэлектрической( 3 и
3 —относительныедиэлектрическаяимагнитнаяпроницаемости).
Рис. 1.39.Геометриязадачи
Задача состоит в получении соотношений для расчета коэффициентов отраженияосновной( ree )икросс-поляризованной( reh )компонентполявобласти
1, а также формул для коэффициентов прохождения основной ( tee ) и кросс-
93
поляризованной ( teh ) компонент поля в области 3. Здесь уместно отметить, что
привзаимодействиипадающегоСВЧизлученияскиральнойсредойвсегдавозникает явление кросс-поляризации [12-15], то есть в структуре отраженной и прошедшейволнвозникаюткомпонентыполя,ортогональныеккомпонентампадающейволны.
Рис. 1.40.Геометрияслоякиральногометаматериала
Киральнаясреда описываетсявобщемслучае материальнымиуравнениями,одновременносвязывающимимеждусобойиндукцииинапряженностиэлектрическогоимагнитногополей[12-15]:






D  2   E  i 2   H , B  2 H  i 2   E, (1.10.1)
где верхние инижние знакисоответствуетспиральнымэлементамсправоилевовинтовыми закрутками, соответственно. Материальные уравнения (1.10.1) записанывГауссовойсистемеединиц.
Частотные зависимости материальных параметров кирального метаматериалаопределяютсяизследующихсоотношений[40]:
2
2    2c  2 0 2 ;
0  
2    A

02
c 02  2

,
(1.10.2)
где 2c —относительнаядиэлектрическаяпроницаемостьконтейнера; 0 —резонансная частота; A  2R — параметр, определяющий линейный размер спиральныхвключенийи 02 —концентрацияэлементов; c —скоростьсвета.
Длярасчетарезонанснойчастоты 0 можновоспользоватьсяклассическим
методом. Спиральный элемент замещается эквивалентной низкочастотной схемой, содержащей емкость (сумма межвитковой и межэлементной емкостей, а
94
также емкости тонкой металлической проволоки) и индуктивность проводника,
закрученного в спираль. В частности, для емкости и индуктивности спирали полученыследующиевыражения:
2c (R  2r )2  R2  N2  1
l
11


C  2c
 10


 2l 
h
18 ln    1
r
 rN R  r 
 2c
;
(1.10.3)




A cos 
 2 N  1 




N2R2
L  2
.
l
Резонансная частота тонкопроволочного элемента в виде многовитковой
спиралиопределяетсяпоформулеТомсона:
0  1
LC , (1.10.4)
где L и C определяютсясоотношениями(1.10.3).
Нормальнымиволнамикиральногометаматериалаявляютсяволнысправо (ПКП) и левокруговыми (ЛКП) поляризациями, обладающие различными постояннымираспространения[12-15]:

kR,L     2   2  2   , (1.10.5)

c
где зависимости 2   и 2   определяются дисперсионными соотношениями
(1.10.2)сучетомвыражениядлярезонанснойчастоты(1.10.4).
На рис. 1.41 приведен типичный вид частотных зависимостей действительных частей постоянных распространения нормальных волн kR,L исследуемогокиральногометаматериала.Изрис.1.41видно,чтоволнысправоилевокруговымиполяризациямииспытываютявлениебифуркациидисперсионныххарактеристик, причем, степень дуплетного расщепления значительно выше вблизи
резонансной частоты. Кроме того, можно отметить, что на частотах, ниже резонансной,фазоваяскоростьуволныЛКПбольше,чемуПКП,авышерезонансной
частоты—характеризменяетсянапротивоположный.Прирасчетесчиталось,что
метаматериалобразованспиралямисзакруткамипочасовойстрелке.
Расчет был выполнен при следующих значениях параметров задачи:
R  0.01 ì, N  3, r  0.002 ì, h  0.05 ì, d  0.05 ì .
На следующем этапе решения задачи методом частичных областей решаласьзадачаобопределениинеизвестныхкоэффициентовотраженияипрохождениядляметаматериаланаосновемноговитковыхтонкопроволочныхспиралей.
Электромагнитное поле в киральном слое определялось из системы двух
связанныхдифференциальныхуравнений2-гопорядка[16]:



2E  k02 22  22 E  2ik0222H  0;
(1.10.6)



2H  k02 22  22 H  2ik0222E  0,




95
Рис. 1.41.Дисперсионныехарактеристикинормальныхволнвметаматериале
где k0   c —волновоечислодляплоскойоднороднойволныввакууме.
Система уравнений (1.10.6) при помощи стандартного представления [1215]





 
E  ER  EL ; H  i 2 ER  EL , 2


(1.10.7)


где ER —напряженностьэлектрическогополяволныПКП; EL —напряженность
электрического поля волны ЛКП, была сведена к двум однородным уравнениям
ГельмгольцадляволнПКПиЛКПвкиральнойсреде:


2
2ER,L  kR
(1.10.8)
,L ER,L  0, гдеволновыечисладляволнПКПиЛКПвбезграничнойкиральнойсреде,определяемыесоотношениями(1.10.5).
Из решения уравнений (1.10.8) с использованием представлений (1.10.7)
дляпродольныхсоставляющихвекторовполявкиральном слое были получены
следующиевыражения[41,42]:
 
 
 
 
Ez2  TR()eikR (sR ,r )  TR()eikR (sR ,r )  TL()eikL (sL ,r )  TL()e ikL (sL ,r ) ;
 
 
  (1.10.9)
i  () ikR (sR ,r )
2
Hz  
 TR()eikR (sR ,r )  TL()eikL (sL ,r )  TL()eikL (sL ,r )  ,
TR e

2
 ()
где sR
,L  sin R,L ,  cos R,L  — единичные вектора, вдоль которых распро ()
страняютсяпреломленныеволны; sR
,L  sin R,L , cos R,L  —единичныевекто-
96
ра, вдоль которых распространяются волны, отраженные от области 3; R,L —
2
углы преломления волн ПКП и ЛКП, соответственно;    2 2 — импеданс
киральногометаматериала; TR() и TL() —коэффициентыпрохождения(пополю)
волнПКПиЛКПвобласть2; TR() и TL() —коэффициентыотражения(пополю)
волнПКПиЛКПотобласти3вкиральныйслой.

Явныевыражениядлявсехтангенциальныхсоставляющихвекторов E2 и

H2 вкиральнойсредеприведеныв[16].
Дляслучаяпаденияплоскойэлектромагнитнойволнысперпендикулярной
поляризацией для составляющих поля в области 1 справедливы следующие выражения:

 
Ez(1)  e i k1 (s ,r )  reeei k1 (sr ,r ) ;
Hx(1)  
cos   i k1 (s ,r )
cos   i k1 (sr ,r )
e
 ree
e
;
1
1
 
 
 
(1.10.10)
 
Hz(1)  reh e i k1 (sr ,r ) , Ex(1)   reh   cos  e i k1 (sr ,r ) ,

где sr  sin , cos  — единичный вектор, определяющий направление распро1
странения отраженной волны; ree — коэффициент отражения (по полю) основной компоненты;
reh — коэффициент отражения (по полю) кросс-
поляризованнойкомпоненты; k1  k0 11 —волновоечислодляплоскойоднородной волны в области 1. При решении задачи предполагается, что на киральныйслойпадаетволнасединичнойамплитудойнапряженностиэлектрического
1
поля;    1 1 —импедансобласти1.
Длясоставляющихвекторовэлектромагнитногополявобласти3сучетом
кросс-поляризацииможнозаписатьследующиевыражения:
 
cos 3  ik3 s3 ,r 
 ik3 s3 ,r 
Ez3  teee
; Hx3  tee
e
;
3

(1.10.11)
 
 
 ik s ,r
 ik s ,r
H3  t e 3  3 ; E3  t 3 cos  e 3  3 ,
z
eh
x
3
eh

где s3  sin 3 ,  cos 3  — единичный вектор, определяющий направление распространенияпрошедшейволны; tee —коэффициентпрохождения(пополю)основной компоненты; teh — коэффициент прохождения (по полю) кроссполяризованной
компоненты;
3
   3 3 —
импеданс
области
3;
k3  k0 33 —волновоечислодляплоскойоднороднойволнывобласти3.
На последнем этапе решения задачи были использованы граничные условияпри y  0 и y  h :




E(1) y  0  E(2)  y  0 , H(1) y  0  H(1) y  0 ;
(1.10.12)




E(2) y  h  E(3)  y  h , H(2) y  h  H(3) y  h .
97
В результате подстановки выражений (1.10.9), (1.10.10) и (1.10.11) в граничные условия (1.10.12) относительно неизвестных коэффициентов отражения
ипрохожденияполучаемнеоднороднуюсистемулинейныхалгебраическихуравнений(СЛАУ)вида:
 

A T  P, (1.10.13)

где A — квадратная матрица размером 8x8, явный вид элементов которой не
приводитсявсилуихгромоздкости;

T   ree reh TR() TR() TL() TL() tee teh  ;

  
P  0 1 cos 1  (1) 0 0 0 0 0 .



Коэффициенты матрицы A определяются геометрическими параметрами
контейнера и спиральных элементов; материальными параметрами кирального
слояи областей 1и3, а такжеучитывают дисперсию 2   и 2   и, как следствие,формувключений.
Аналогичным образом рассматривается случай падения волны с параллельнойполяризациейирешениезадачисводитсякСЛАУтипа(1.10.13)сдруги

микоэффициентамиматрицы A ивектор-столбцом P .
Прианализечисленныххарактеристикосновнойинтереспредставлялрас2
2
чет частотных зависимостей отраженной ( 10 lg ree и 10 lg reh ) и прошедшей
2
2
( 10 lg tee и 10 lg teh ) мощностей (в дБ). Контейнер моделировался на основе
пенополистирола С-35 с относительной диэлектрической проницаемостью
  1.5 .
На рис. 1.42 представлены частотные зависимости отраженной и прошедшей мощностей основной и кросс-поляризованной компонент поля в диапазоне
от 1 до 3 ГГц. Сплошными кривыми на рис. 1.42 показаны зависимости прошед2
шей мощности основной компоненты ( 10 lg tee ); штриховыми линиями — от2
раженной мощности основной компоненты ( 10 lg ree ); штрихпунктирными ли2
ниями—прошедшеймощностикросс-поляризованнойкомпоненты( 10 lg teh );
точечнымилиниями— отраженной мощностикросс-поляризованной компонен2
ты( 10 lg reh ).Падениеволнынаметаструктурусчиталосьнормальным.Расчет
был
выполнен
при
значениях
параметров
структуры:
R  0.01 ì, N  3, r  0.002 ì, H  0.05 ì, d  0.05 ì . На частоте 1.88 ГГц
наблюдается условия для наилучшей концентрации энергии падающего излучения, так как уровни прошедшей мощности основной и кросс-поляризованной
компонентполяимеютблизкорасположенныепочастотелокальныеминимумы
98
(уровни ослабления прошедших мощностей основного и кросс-поляризованного
поляболее20дБ).Суммарноеослаблениемощностипадающегоизлучениявпрямомиобратномнаправленияхпоосновнойкомпонентеполясоставляетоколо43
дБ.Посути,науказаннойчастотеструктураявляетсязащитнымпокрытием.
Изрис.1.42видно,чтовблизичастоты1.88ГГцнахарактеристикенаблюдаются резонансные минимумы коэффициентов прохождения и отражения основнойкомпоненты.Всвязистем,чтопотеривсреде-контейнереотсутствуют,а
потери на тепло в тонкой проволоке малы, можно утверждать, что падающая
мощностьпреобразуетсявэнергиюповерхностныхволн.
Подробныйанализданногоявленияпроводитсяв[39]дляслучаяметаматериаланаосновеэлементовТелледжена,тоестьразомкнутыхколецсвыступающимипрямолинейнымиконцами.
Надругихчастотахметаструктураявляетсяполностьюпрозрачнойипадающее излучение через неё проходит практически без ослабления (вблизи 0 дБ).
Таким образом, можно трактовать рассматриваемую структуру как частотно селективныйконцентраторСВЧэнергииврайонечастоты1.88ГГц.
На рис. 1.43 представлены частотные зависимости отраженной и прошедшеймощностейполявдиапазонеот1до10ГГц.Значениягеометрическихифизическихпараметровзадачианалогичныхарактеристикамнарис.1.42.
Каквидноизрис.1.43,ослаблениепрошедшеймощностиосновнойкомпонентыимеетрезонансынетольконаосновнойчастоте1.88ГГц,ноиначастотах
около4.3ГГци8.5ГГц.
На этих частотах происходит значительная кросс-поляризацияполя и коэффициентыотраженияипрохождениякросс-поляризованнойкомпонентыимеют максимумы, однако и в данном случае часть энергии поля падающей волны
переходитвэнергиюповерхностныхволн,ноболееменьшая,чемнаосновнойрезонансной частоте. На всех других частотах метаструктура является прозрачной
дляСВЧизлучения.
Таким образом, предлагаемый вариант метаструктуры выполняет функции
многочастотногоконцентратораСВЧэнергии,чтопозволяет,приподборегеометрическихразмеровконтейнераиспиралейиспользоватьеёдляконцентрации,например,излученияотантеннGSMиWiFiодновременно.Врезультатепроведенныхрасчетовбылодоказано,чтоисследуемаяметаструктурапосвойствамявляетсяэквивалентной естественному кристаллу (или искусственной брэгговской решетке) в оптическом диапазоне, а именно частоты резонансных минимумов ослабления прошедшей мощности основной компоненты поля вычисляются из условия ВульфаБрэггасучетомпреломленияэлектронныхволнвкристалле[43]:
2d
22  22   cos2   , (1.10.14)
99
где  —порядокрезонанса;  —длинаволны;  —уголпаденияволны.
Используя(1.10.14)несложнозаписатьвыражениедлярезонансныхчастот
метаструктуры, на которых происходит преобразование нормально падающего
электромагнитногоизлучениявазимутальноерассеяние:
c
f 
(1.10.15)
  1,2,3, .... . 2
2
2d 22  2  cos 


Рис. 1.42.Частотныезависимостиотраженнойипрошедшеймощности
вдиапазонеот1до3ГГц
Взаключениеможноотметитьдвевозможностипримененияисследуемого
метаматериалавблизирезонанснойчастоты:
1.Частотно-селективныйконцентраторСВЧэнергии,проводящейпреобразование нормально падающей электромагнитной энергии в поверхностное (азимутальное)рассеяние.
2. Частотно-селективный защитный экран, не прозрачный для излучения
вблизиосновнойрезонанснойчастоты.
Взаключениеперечислимосновныевыводыпорезультатамраздела:
1. Концентратор электромагнитной энергии на основе киральной метаструктурывблизизаранеезаданной частотыпозволяет выполнятьпреобразование нормального падающего потока электромагнитной энергии в азимутальноерассеяние.
100
2. Концентратор электромагнитной энергии на основе киральной метаструктурывблизизаранеезаданнойосновнойрезонанснойчастотыпозволяет
выполнятьфункциичастотноселективногозащитногоэкрана.
3. Подобраны геометрические размеры концентратора, при которых киральный метаматериал обладает возможностью «захватывать» СВЧ излучение
вблизичастоты1.88ГГц.
4.Теоретическипредсказанавозможностьдискретно-многочастотнойконцентрациипадающейСВЧэнергииприпомощикиральнойметаструктурынарядерезонансныхчастот.
5. Доказано, что частоты, на которых метаматериал концентрирует СВЧ
энергии, подчиняются соотношению, аналогичному условию Вульфа-Брэгга для
кристаллическойсреды.
РазделнаписансовместносЮрасовымВ.И.
Рис. 1.43.Частотныезависимостиотраженнойипрошедшеймощности
вдиапазонеот1до10ГГц
101
1.11 Экспериментальная разработка и исследование частотно
селективного концентратора СВЧ энергии на
основе физически кирального метаматериала
Вданномразделерассмотренывозможностисозданияэлектромагнитного
концентратора СВЧ энергии на основе бианизотропного метаматериала, а также
приведенырезультатыэкспериментальногоисследованияегохарактеристик.
С учетом результатов, изложенных в разделе 1.10 предлагается использовать для концентрации СВЧ энергии на заданной частоте метаструктуру, включающуювсебяконтейнеризпенополистирола(маркиC-35,С-50ит.п.)снебольшим значением относительной диэлектрической проницаемости (1,51,8) и металлические композиты. Резонансные элементы представляют собой тонкопроволочные спирали из меди, которые накручены на цилиндрические оправки из
пенополистирола. В контейнере на расстоянии (определяемом частотой концентрируемогоСВЧизлучения)изготавливаютсяцилиндрическиеотверстия,вкоторые затем вставляются металлические композиты на оправках. Количество витков спирали, их радиус, длина спирали определяются частотой падающей СВЧ
волны.Таккаквсеспиральныеэлементыразмещенынаодинаковыхрасстояниях
друготдругаиориентированыводномитомженаправлении,метаматериалотноситсякклассубианизотропных.
Нарис.1.44показаныфотографияодногоспиральногоэлементанацилиндрической оправке (композита) (а) и всего метаматериала в целом (линейные
размерыконтейнера1мx1мx0,1м)(б).
На первом этапе работы было проведено математическое моделирование
разрабатываемого электромагнитного концентратора на основе спиральных
композитов в программном пакете CST Microwave Studio. На рис. 1.45 приведена
объемная диаграмма рассеяния по полю для описанного выше метаматериала.
Электромагнитнаяволнападаетнаметаструктурусверху,противположительного направления оси Oz . Как видно из рис. 1.45, основная доля рассеянного поля
приходится на азимутальную плоскость, в которой планарно расположена метаструктура. На диаграмме рассеяния ярко выражены два основных «лепестка»,
направленныхвпротивоположныестороныоси Ox ,вдолькоторойрасположены
спиральныеэлементы.Формалепестковуказываетнаузкуюугловуюапертуру,в
которойсосредоточенаосновнаядолярассеиваемойэнергииполя.
Такимобразом,можносделатьвыводотом,чторассматриваемаявработе
бианизотропная метаструктура позволяет выполнять преобразование потока
вектора Умова-Пойнтинга (энергии) на заданной резонансной частоте: нормальнопадающееСВЧизлучениепреобразуетсявазимутальноеповерхностноерассе-
102
яние.Этотфактлежитвосновепринципаработыразрабатываемогоэлектромагнитногоконцентратора(ЭМК)СВЧэнергии.
Навторомэтапеработыбылопроведеноэкспериментальноеисследование
характеристик электромагнитного концентратора СВЧ энергии, показанного на
рис.1.44б.
а)б)
Рис. 1.44.ФотографияопытногообразцаконцентратораСВЧ:
а)—композит;б)—метаструктура
При экспериментальных исследованиях было проведено измерение коэффициента передачи по мощности в прямом (за метаструктурой) и боковом
направлениях.Схемаэкспериментаприведенанарис.1.46.Графикизависимости
модулякоэффициентапередачи S21 отчастоты f дляисследуемогообразца(на
основеконтейнераизC-50)представленынарис.1.47.Нарис.1.47априведеназависимостьмодулякоэффициентапередачи S21 отчастоты f впрямомнаправлении(заметаструктурой),нарис.1.47б—вбоковомнаправлении(торецструктуры). Измерения проводились с использованием анализатора цепей FieldFox
N9912A,атакжеспиральныхпередающейиприемнойантеннслево-иправокруговыми поляризациями. На рис. 1.47 сплошными линиями показаны результаты
расчетахарактеристиквпрограммеCSTMicrowaveStudio(методконечныхразностейвовременнойобласти,FDTD),аштриховыми—экспериментальныеданные.
Каквидноизрис.1.47а,начастоте1.56ГГцнаблюдаетсярезкийрезонансныйминимум,соответствующийослаблениюпрошедшейчерезметаструктурумощности
на26дБ.Этосвидетельствуетотом,чтовблизиуказаннойчастотыструктуравы103
полняетфункциичастотноселективногозащитногоэкранаиподобнаполностью
металлизированной поверхности. На этой же частоте наблюдается увеличение
уровнябокового рассеяния на 4дБ содного торца метаструктуры.Данный факт
свидетельствуетотом, чтона резонанснойчастоте1.56ГГцпроисходитконцентрация СВЧ излучения путем его преобразования в азимутальное (боковое) рассеяние в сторону двух торцов метаструктуры. Частота определяется формой и
размерамиспиральныхвключений.
Рис. 1.45.ОбъемнаядиаграммарассеянияСВЧполя
Таким образом, рассмотренный в работе бианизотропный метаматериал
можетиспользоватьсяприсозданииЭМКСВЧэнергии,обеспечивающегоконцентрациюпадающейэнергиипутёмпреобразованиявповерхностныеволны.Кроме
того,можноотметить,чтонарезонанснойчастотеметаструктураможетбытьиспользованавкачествечастотноселективногозащитногоэкранасуровнемослаблениянапрохождение,сравнимымспроводящимиэкранами.
Порезультатамработыможносделатьследующиевыводы:
1. Концентратор электромагнитной энергии вблизи заранее заданной резонанснойчастотыпозволяетвыполнятьпреобразованиенормально(радиально)
падающегопотокаСВЧэнергиивазимутальное(боковое)рассеяние
2. Концентратор электромагнитной энергии вблизи заранее заданной резонанснойчастотыпозволяетвыполнятьфункциичастотноселективногозащитногоэкрана,таккаккоэффициентпрохожденияпомодулюблизоккнулю.
3. Подобраны геометрические размеры бианизотропной метаструктуры,
прикоторыхструктураконцентрируетСВЧизлучениевблизичастоты1.56ГГц.
104
Научная новизна работы заключается в том, что предложена модель концентратора СВЧ энергии на основе бианизотропного метаматериала (на основе
одновитковых спиральных металлических элементов), позволяющего концентрироватьпадающееизлучениеСВЧвблизисвоейповерхности.
РазделнаписансовместносПлотниковымА.М.иСалимовойН.Р.[39].
Рис. 1.46.Схемаэкспериментальнойустановки
105
а)
б)
Рис.1.47.Графикичастотныхзависимостеймодулякоэффициентапередачи:
а)—впрямомнаправлении;б)—вбоковомнаправлении
106
1.12 Физически киральные структуры
на основе прямоугольных S-элементов
Рассмотримсозданиекиральнойструктурынаосновеполосковыхэлементов зеркально асимметричной формы. Образцы были выполнены в ФГУП НИИ
«Экран»совместноскафедройосновконструированияитехнологийрадиотехнических систем Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики в 2006 году [44]. В качестве кирального элемента использовались
проводящие полоски из меди в форме буквы S, состоящий пяти прямолинейных
участковравнойдлиныиширины.Этиэлементыбылиравномернонанесенына
тонкую диэлектрическую подложку толщиной G. На рисунке 1.48 показан вид
сверхунаподложкуснанесённымипроводящимикиральнымиэлементами.
Рисунок 1.48.ГеометрияполосковогокиральногопокрытияСВЧ.
Видсверху.
Киральноепокрытиеобладает пространственной дисперсией вслучае,когда расстояние между соседними элементами L соизмеримо с длиной волны падающегоэлектромагнитногоизлучения  (длинаволны  определяетсярабочей
частотой СВЧ генератора панорамного измерителя). Линейные размеры киральногоэлемента H и W должныбытьгораздоменьшедлиныволны  .
Былаизготовленаквадратнаяподложкаиздиэлектрика(толщинаподложки G должна быть приблизительно равна  / 4 ) размером a  b  15 сì . На
107
длине волны   13 ìì толщина подложки G  4 ìì . На ней должны быть
нанесены проводящие киральные элементы в виде букв S из ортогональных полосков,показанныенарис.1.48.Размерыданныхполосковыхэлементовдолжны
выбиратьсяизследующихсоображений.
1. Расстояние между соседними киральными элементами L должно быть
соизмеримосдлинойСВЧ-волнывэксперименте,тоесть L ~  .
Например, для длины волны   13 ìì : L ~ 13 ìì . Таким образом,
вдолькаждойизсторонподложкидолжноуместитьсяпо11элементов.
2. Ширина полосковогоэлемента W должна бытьгораздоменьшедлины
волны,например,при   13 ìì : W  4 ìì .Ширинасамогополоска h порядка1мм.
3.Высотаполосковогоэлемента H выбираетсяравной W .
Расстояниемеждусоседнимикиральнымиэлементамивсегдадолжнобыть
соизмеримо с длиной используемого электромагнитного излучения. Размеры
элементовдолжныбытьменьше.Вконцеразделаприведеныпримерыподложек
справымиилевымиS-элементамидляработынадлинахволн10-15мм.Приизменении рабочего интервала длин волн необходимо соразмерно изменить расстояние между соседними киральными элементами и размеры самих используемыхполосковыхэлементов.
На рисунке 1.49 приведена схема подложки с нанесёнными киральными
элементамивмасштабе1:1при   20 ìì : W  2мм, H  3.5мм, h  0.5мм,
L  20мм.
Рисунок 1.49.Подложкаснанесённымиполосковымикиральными
элементами(масштаб1:1длярабочейдлиныволны20мм).Видсверху.
108
Исследуемаяструктура представляет собойтонкуюдиэлектрическую подложку, на которую с двух сторон нанесена металлизация полосковыми киральнымиэлементами.Причемверхняяповерхностьподложкиметаллизированаправыми киральными элементами (например, буква S), а на нижней поверхности
расположены киральные элементы левой формы. Расстояние между соседними
элементами соизмеримо с длиной  падающего электромагнитного излучения.
Структурафункционируетврежимерезонансавнекоторомдиапазонедлинволн.
Этот диапазон  определяется только размерами полосковых киральных элементовирасстояниеммеждуними.
Предложенные схемы являются крайне упрощёнными моделями решения
задачи«Мираж»(впланеструктурнойсложностикиральныхэлементовиихпространственной конфигурации в среде), которые после некоторой серии контрольных экспериментов могут применяться в том числе и в оптическом диапазоне.Вэтомслучаенаповерхностьоптическипрозрачногодиэлектрикананосится«дифракционнаярешётка»,штрихикоторойимеютформукиральныхэлементов по аналогии с вышерассмотренными схемами СВЧ. Расстояние между соседнимиштрихамикиральнойдифракционнойрешёткидолжнобытьсоизмеримос
длиной волны оптического диапазона. Длина и ширина киральных элементов
штриховдолжныбытьменьшедлиныоптическойволны.
Рассмотрим усложненный вариант полосковой физически-киральной
структуры.Верхняяинижняяповерхностиподложкиявляютсягофрированными.
На всех сторонах гофрированных участков располагаются S-элементы. Ширина
w1 и высота h1 верхнего покрытия равна  / 2 , для нижнего покрытия —
w2  2 ; h2   / 2 .Шириназазорамеждуверхниминижнемпокрытиемравна  / 4 .Верхняягофрированнаяповерхностьсверхуметаллизируетсяправыми
элементами,сбоку—левымиэлементами,нижняя—левымиэлементами,сбоку
—правымиэлементами.Расположениеэлементовпоповерхностямпокрытияподробно приведено на рисунке 1.50. Предположительно, поверхность будет не
только рассеивать падающее излучение вдоль гофрированной поверхности, изменяя его поляризацию, но и значительно уменьшать коэффициент отражения
R  0 . Механизм предполагаемого отражения волны от покрытия изображён
нарисунке1.50Ходлучейбылизображёнвсоответствиисрисунком1.49.

/2
/4
/2
2
Рисунок 1.49.Гофрированноекиральноепокрытие.Видсбоку
109

/2

/2

2
Рисунок 1.50.Гофрированноекиральноепокрытие
Возможныследующиекомбинации(присохранениибазовыхрасчетов):
— прямоугольные канавки гофрированной поверхности наносятся вдоль
обеихосей,образуячередованиеквадратныхвыступовивпадинвшахматномпорядке(рисунок1.50);поформеданноепокрытиеможетнапоминать«кассетудля
яиц»,образуячередованиезакруглённыхвыступовивпадин;
— верхняя поверхность расположена в «противофазе» относительно нижнейинаоборот,тоестьквадратныевыступынижнейнаходятсянапротиввпадин
верхнейповерхности(такжевозможныразличныевариантысдвигамаксимумов
иминимумовповерхностей);
—рабочаяконструкцияпредставляет из себявосемьповерхностейповернутыхотносительнодругдругана45o;
— а также все возможные комбинации, касающиеся размеров и форм диэлектрических подложек, их взаимного расположения друг относительно друга,
расстояниямеждуними,атакжеконфигурациикиральныхэлементовнадиэлектрическойподложкеиихсочетаний.
Подложкаможетбытьвыполненанетолькоиздиэлектрика,ноиизмагнитодиэлектрической, ферритовой, полупроводниковой, сегнетоэлектрической и
др.сред.Втомчислевразнообразныхсочетаниях.
На рисунках 1.51 и 1.52 показаны чертежи полосковых киральных покрытий СВЧ-диапазона для длины волны 13 мм, изготовленные в «НИИ «Экран» (г.
Самара)[44].
110
4 мм
Правый киральный
прямоугольный
S-элемент
4 мм
1 мм
1:1
1:2
Диэлектрическая подложка с правыми киральными
прямоугольными S-элементами
Диэлектрик — материал
подложки
15 см
13 мм
13 мм
15 см
13 мм
4 мм
Рисунок 1.51. КиральноепокрытиеСВЧнаосновеправых
формпрямоугольныхS-образныхэлементов
111
4 мм
Левый киральный
прямоугольный
S-элемент
4 мм
1 мм
1:1
1:2
Диэлектрическая подложка с левыми киральными
прямоугольными S-элементами
Диэлектрик — Материал
подложки
15 см
13 мм
13 мм
15 см
13 мм
4 мм
Рисунок 1.52. КиральноепокрытиеСВЧнаосновелевых
формпрямоугольныхS-образныхэлементов
112
Проведение контрольных испытаний макетов киральных структур, показанных на рис. 1.51 и 1.52 и гофрированной структуры, показанной на рис. 1.54
было проведено в ФГУП «НИИ «Экран» в период 10 по 21 ноября 2005 года под
руководством с.н.с. Гаврилова В.Ю., вед. инж. Данилова А.А. Целью проводимых
исследований являлось определение отражающих и поглощающих свойств киральных покрытий. Предварительно было проведено моделирование резонансных свойств киральных элементов в программе Microwave Office, основанное на
предварительных расчетах и решениях соответствующих дифракционных задач,
проведенных Осиповым О.В. Фотография одного из вариантов исследуемого
плоскогокиральногопокрытияприведенанарис.1.53.Нарис.1.54показанафотографиягофрированногокиральногопокрытия.Нарис.1.55показанасхемаэкспериментальнойустановки.
Рисунок 1.53. Образец плоского кирального покрытия на основе Sэлементов
Врезультатеэкспериментальныхисследованийбыловыявлено,чтоминимальноезначениеослаблениясигналалинейнойполяризациисоставляетпорядка-15-30дБ.Уровеньмощностиотраженногооткиральногопокрытияизлучения
находилсяза пределамиизмеренияпанорамного измерителя (коэффициент стоячейволныпонапряжению—КСВН)иослабленияпомощностиР2-105[44].
113
Рисунок 1.54.Образецгофрированногокиральногопокрытия
наосновеS-элементов
Рисунок 1.55.Схемаэкспериментальнойустановки
114
Нарис.1.56приведенграфикзависимостимодуляэлементаматрицыпередачи, отвечающего за ослабление сигнала от частоты в случае плоского кирального покрытия на основе S-элементов, полученный в результате численного моделирования исследуемой структуры в программе Microwave Office. На рис. 1.57
приведеначастотнаязависимостьвременизадержкивслучаепаденияволнылинейной поляризации на плоское киральное покрытие на основе S-элементов. Из
рис.1.57видновозникновениеначастоте10.38ГГцотрицательноговременизадержки. На рис. 1.58 приведена экспериментальная частотная зависимость приращения ослабления сигнала между передающей и приёмной антеннами от частотыдляодногоизобразцовплоскогопокрытиянаосновеS-элементов.Изрис.
1.59 приведена частотная зависимость КСВН по входу передающей антенны, используемойприпроведенииэксперимента.
Было проведено 22 контрольных эксперимента с образцами плоской киральной структуры на основе S-элементов и гофрированной структуры с Sобразнымикиральнымиэлементами.
Исследование макетов киральных покрытий и их анализ в программе
Microwave Office позволили сделать следующие выводы, основанные на [44] и
протоколахиспытанийФГУП«НИИ«Экран»от21ноября2005года:
1. При падении волны линейной поляризации на плоское киральное покрытиенаосновеS-элементовмощностьотраженногосигналабылазапределами
измерения Р2-105, что может быть связано, либо с рассеянием волны вдоль поверхностипокрытия,либососдвигомспектраотраженногополявобластьболее
низкихчастот.
2. Плоское киральное покрытие на основе S-элементов обладает ярко выраженными анизотропными свойствами. В частности, резонансные свойства покрытия перестают проявляться при падении волнового фронта под углом более
30градусовотносительнонормаликграницераздела,тоестьрезонансыпрохождениянаблюдаютсяприпаденииволныблизкомкнормальному.
3. Плоское киральное покрытие на основе S-элементов обладает ярко выраженными резонансными свойствами прохождения волны линейной поляризации, то есть является узкополосным. В частности, вблизи резонансных частот
удаетсядобитьсяослабленияпомощностиот15до30дБ.Малоеотражениебыло
обнаруженовпределахполосычастотот10до13ГГц.
4.Начастоте,нижерезонансной(см.рис.1.57),былозафиксированоотрицательноевремязадержки—интервалвременимеждуполучениемиотражением
сигнала от подложки, который составил 8,445 нс. Скорее всего, это связано с существованием опережающих волн при взаимодействии поля с исследуемой
структурой.
115
5. При некотором повороте покрытия по оси перпендикулярной границе
раздела киральная положка не проявляла рассчитанных свойств, что также свидетельствуетобанизотропииструктурывцелом.
Таким образом, исследованное плоское киральное покрытие на основе Sэлементовобладаетузкимирезонанснымиинтерваламинепропусканияиотсутствием отражения на длине волны падающего излучения в пределах полосы частотот10до13ГГц.
S12 , дБ
-10
-20
11.18 ГГц
-0.3155 дБ
-30
-40
-50
-60
-70
-80
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
f, ГГц Рисунок 1.56.Расчетнаязависимостьмодуляэлементаматрицыпередачи,
отвечающегозаослаблениесигналаотчастоты(плоскоепокрытие)
 ,нс
8
6
10.465 ГГц
2.554 нс
4
2
0
-2
-4
-6
10.38 ГГц
-8.445 нс
-8
-10
-12
10
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
10.9
f, ГГц Рисунок 1.57.Расчетнаязависимостьвременизадержкиотчастоты
(плоскоепокрытие)
116
L, дБ
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
11.4
11.6
11.8
12
12.2
12.4
f, ГГц
Рисунок 1.58. Зависимостьприращенияослаблениясигналамеждупередающей
иприёмнойантеннамиотчастотывслучаеплоскогопокрытия
наосновеS-элементов
КСВН
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
11.4
11.6
11.8
12
12.2
12.4
f, ГГц
Рисунок 1.59.ЧастотнаязависимостьКСВНповходупередающейантенны
117
1.13 Киральные обработчики
Насовременномэтаперазвитиянаукиитехникинапервыйпланвыходят
дваосновныхнаправления:
-нанотехнологиииихпрактическиеприменения;
-управлениеинакоплениеэнергийразличныхтипов;
-управлениевероятностьюпротеканиятогоилииногофизического,химическогоилибиологическогопроцесса.
Вданномразделерассмотрентотобщийаспект,аточнеетенденции,которые,посути,служатобщимсвязующимзвеномтрехуказанныхнаправлений.
Введемновоепонятие—понятие«киральногообработчика»(КО),причем
обработчикачего-либо(энергии,событийит.п.).Всвоейработемыпокаограничимся киральным обработчиком электромагнитной энергии, но при соответствующемизменениибазовыхсхемможноэтопонятиераспространитьивболее
широкомсмысле.
Главное, что в основе схем лежит киральный, то есть обладающий свойствомзеркальнойасимметрии, метаили наноматериал.Размерыструктур должныбытьподобраныподконкретныйчастотныйдиапазон,вкоторомпроисходит
обработка (получение,накоплениеидр.)информации (энергии). Как было показановразделе1,10,такойпланарныйматериалможетбытьиспользован,например,дляконцентрацииинакопленияпадающейэнергииСВЧиоптическогодиапазонови,крометого,возможно,чтовнутриэтихструктурприсоответствующей
модуляцииполямогутпроисходитьразличныевероятностныеэффектыизменениясостоянийобъектов.
Основнымизмеханизмовуправлениявероятностьюпроцессаявляетсяпереносзаданной информацииотсистемы-донора ксистеме-реципиентучерез киральное пространство с высокой степенью концентрации электромагнитной
энергии.Длядостиженияэффектауправлениявероятностьюсобытиймакромира
необходимыбазыданныхсоцифрованнойинформациейоконечномфизическом,
химическом и биологическом состояниях объекта. Данная информация необходима для модуляции управляющего излучения, сконцентрированного в киральномпространстве.Примощномвоздействиисконцентрированногоуправляющего излучения на систему-реципиент, в последней, скорее всего, будут возникать
корреляционные поля квантового происхождения, которые, скорее всего, будут
порождать в системе-реципиент процессы, приводящие к индуцированию в неё
требуемой информации. По сути, на квантовом уровне этот процесс может быть
отождествленсредукциейволновойфункциидоодногоизвозможныхсобственныхзначений.
В предыдущем разделе показано, что киральная метаструктура может
накапливать электромагнитную энергию (СВЧ или оптического диапазона, в за118
висимостиотразмеровэлементов).Посути,падающееполеконцентрируетсялибо в виде азимутального рассеяния, либо в виде суперпозиции волн в слое кирального материала. Таким образом, создается искусственное киральное пространство – локус воздействия — внутри структуры, причем поле в этом локусе
имеетхарактерволнскруговымиполяризациями,которые,какизвестнообладаютсвойствамибиоотропности,тоестьволнысправойилевойкруговымиполяризациямипо-разномувлияютнаживыеобъекты.
Киральным обработчиком можно назвать структуру, удовлетворяющую
свойствоммалогоотраженияипрохожденияодновременно.Этонеобходимодля
накопленияэнергииполявнутрииливблизиКО.
Основныевозможностиприменениякиральногообработчика:
1. Создание концентратора электромагнитной энергии с целью её дальнейшего преобразования в другие виды (направление «энергосберегающие технологии»).
2.Созданиеустройствадляуправлениявероятностямисобытий:вкиральный обработчик помещается какой-либо объект, поле внутри КО модулируется
внешним паттерном и в локусе воздействия изменяются свойства помещенного
объекта.
3.Элементквантовогокомпьютера(признаниипаттерновмодуляционногополявозможновнутриКОпротеканиеразныхсобытий).
119
Список использованных источников к главе 1
1. Гуляев Ю.В., Неганов В.А., Осипов О.В., Пряников Е.И. Новый класс искусственных геометрически киральных 3D-структур // Доклады академии наук. — 2008.
—Т.420.—№1.—С.42-44.
2. Gulyaev Yu.V., Neganov V.A., Osipov O.V., Pryanikov E.I. New Class of Artificial GeometricallyChiralThree-DimensionalStructures//DokladyPhysics.—2008.—V.53.—
No.5.—P.253-256.
3.ШевченкоВ.В.Дифракциянамалойкиральнойчастице//Радиотехникаиэлектроника,1995.—Т.40.—№12.—С.1777-1788.
4. Tretyakov S.A., Mariotte F. Maxwell Garnett modeling of uniaxial chiral composites
with bianisotropic inclusions // Journal of electromagnetic waves and applications,
1995.—V.9.—№7/8—С.1011-1025.
5. Просвирнин С.Л. Преобразование поляризации при отражении волн микрополосковойрешеткойиз элементовсложнойформы //Радиотехника иэлектроника,1999.—Т.44.—№6.—С.681-686.
6.ProsvirninS.L.Analysisofelectromagneticwavescatteringbyplaneperiodicalarray
of chiral strip elements // Proceedings of 7-th International Conference on Complex
Media«Bianisotropic-98»,3-6June1998.—P.185-188.
7. Arnaut L.R. Mutual coupling in arrays of planar chiral structures // In Advances in
ComplexElectromagneticMaterials(ed.byA.Priou,A.Sihvola,S.Tretyakov,A.Vinogradov), Dordrecht-Boston-London: Kluwer Academic Publishers. — 1997. — V.28. —
P.293-309.
8.JaggardD.,EnghetaN.,KowarzM.W.,PeletP.,LiuJ.C.,KimY.Periodicchiralstructures
//IEEETrans.—1989.—V.AP-37.—№11.—P.1447-1452.
9. Свидетельство о регистрации и депонировании произведения — объекта авторских (смежных) прав №319. Физически- и геометрически-киральные многослойныетонкослоистыеметаструктуры/ГавриловВ.Ю.,НегановВ.А.,ОсиповО.В.,
Пряников И.В., Савранский В.В. Зарегистрировано в Реестре за №1100319 от
10.07.2007ООО«ЮридическаяфирмаГородисскийиПартнёры»
10. Беляков В.А., Дмитриенко В.Е., Орлов В.П. Оптика холестерических жидких
кристаллов//Успехифизическихнаук,1979.—Т.127.—Вып.2.—С.221-261.
11.ДеЖенП.Физикажидкихкристаллов.—М.:Мир,1977.
12.LindellI.V.,SihvolaA.H.,TretyakovS.A.,ViitanenA.J.Electromagneticwavesinchiral
andbi-isotropicmedia.London:ArtechHouse,1994.—291p.
120
13.КаценеленбаумБ.З.,КоршуноваЕ.Н.,СивовА.Н.,ШатровА.Д.Киральныеэлектродинамическиеобъекты//Успехифизическихнаук,1997.—Т.167.—№11.—
С.1201-1212.
14. Lakhtakia A., Varadan V.K., Varadan V.V. Time-harmonic electromagnetic fields in
chiralmedia.LectureNotesinPhysics.Berlin:HeidelbergandBoston:Springer-Verlag,
1989.—121p.
15. Третьяков С.А. Электродинамика сложных сред: киральные, биизотропные и
некоторыебианизотропныематериалы//Радиотехникаиэлектроника,1994.—
Т.39.—№10.—С.1457-1470.
16.НегановВ.А.,ОсиповО.В.Отражающие,волноведущиеиизлучающиеструктурыскиральнымиэлементами—М.:Радиоисвязь,2006.—280с.
17. Драбкин А.Л., Зузенко В.И., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. — М.:
«Сов.Радио»,1974.—536с.
18.МарковГ.Т.,СазоновД.М.Антенны/Учебникдлястудентоврадиотехнических
специальностейвузов.—М.:«Энергия»,1975.—528с.
19. Потапов А.А. Фракталы врадиофизикеирадиолокации. —М.:Логос,2002.—
664с.
20.ПотаповА.А.Фракталыврадиофизикеирадиолокации:Топологиявыборки//
Университетскаякнига,Москва,Изд.2-е,перераб.идоп.,2005.—848с.
21. Нигматуллин Р.Р., Потапов А.А. Фракталы, дробные операторы и дробная кинетика в диэлектрической спектроскопии и волновых процессах // Физика волновыхпроцессовирадиотехническиесистемы,2007.—Т.10.—№3.—С.32-49.
22. Васильева Т.Д., Просвирнин С.Л. Дифракция электромагнитных волн на плоской решётке из киральных полосковых элементов сложной формы // Физика
волновыхпроцессовирадиотехническиесистемы,1998.—Т.1.—№4.—С.5-9.
23. Свидетельство о регистрации и депонировании произведения — объекта авторских (смежных) прав №333. Фрактальные искусственные метаструктуры на
основекиральныхкомпозитов/ГавриловВ.Ю.,ОсиповО.В.,ПряниковИ.В.ЗарегистрировановРеестреза№1100333от26.10.2007ООО«ЮридическаяфирмаГородисскийиПартнёры».
24. Неганов В.А., Осипов О.В. Приближенные граничные условия для тонкого киральногослоя,расположенногонаидеально-проводящейплоскости//Радиотехникаиэлектроника,2005.—Т.50.—№3.—С.292-297.
25. Неганов В.А., Осипов О.В., Панфёрова Т.А. Приближённые граничные условия
для круглого идеально проводящего стержня в тонкой цилиндрической кираль-
121
нойоболочке//Физикаволновыхпроцессовирадиотехническиесистемы,2007.
—Т.10.—№1.—С.14-20.
26.ДолбичкинА.А.,НегановВ.А.,ОсиповО.В.Приближенныйметодрешениязадачидифракцииплоскойэлектромагнитнойволнынатонкомкиральномслое,расположенномнаидеально-проводящейплоскости//Журналтехническойфизики,
2005.—Т.75—Вып.1.—С.127-130.
27. Панфёрова Татьяна Александровна. Применение приближенных граничных
условий импедансного типа для расчета дифракционныхиволноведущихструктур с тонкими киральными слоями : диссертация ... кандидата физикоматематических наук : 01.04.03 / Панфёрова Татьяна Александровна; [Место защиты:Поволж.гос.акад.телекоммуникацийиинформатики].-Самара,2008.-178
с.:ил.
28. Йон Ф. Плоские волны и сферические средние в применении к дифференциальнымуравнениямсчастнымипроизводными—М.:ИЛ,1958.—158с.
29. Трапезов О.В. Эволюционирующие системы левосторонне-асимметричны? //
http://www.philosophy.nsc.ru/life/journals/philscience/2_96/05_trap.htm.
30. Свидетельство о регистрации и депонировании произведения — объекта авторских (смежных) прав №327. Объективная реальность Торы / Гаврилов В.Ю.,
НегановВ.А.,ОсиповО.В.,ПряниковИ.В.ЗарегистрировановРеестреза№1100327
от31.08.2007ООО«ЮридическаяфирмаГородисскийиПартнёры».
31.TretyakovS.A.,OksanenM.I.ElectromagneticWavesinLayeredGeneralBiisotropic
Structures//JournalElectromagneticWavesApplic.,1992.—V.6.—№10.—P.1393–
1411.
32. НегановВ.А., РаевскийС.Б., ЯровойГ.П.Линейная макроскопическая электродинамика.Т.1/Подред.В.А.Неганова—М.:Радиоисвязь,2000.—509с.
33.ВиноградоваМ.Б.,РуденкоО.В.,СухоруковА.П.Теорияволн.—М.:Наука,1979.
—383с.
34.ОсиповО.В.Распространениеэлектромагнитныхволнвпериодическинеоднородной структуре из чередующихся киральных слоев // Электромагнитные волныиэлектронныесистемы,2006.—№12.—С.4-8.
35. Пат. №US4416262. High Ratio Microwave Energy Concentrating Collector / NiedermeyerW.P.Приоритетот22.11.1983.
36. Ungan T., Polozec X. Le, Walker W., Reindl L. RF Energy Harvesting Design Using
HighQResonators//IEEEMTT-SInternationalMicrowaveWorkshoponWirelessSensing,LocalPositioning,andRFID,Canada,IMWS2009.
122
37. Пат. №US7763840. Radiant Energy Collector / Anderson A. Приоритет от
27.07.2010.
38.MetamaterialsHandbook/EditedbyF.Capolino.CRCPress,2009–V.1—1736p.
39.ОсиповО.В.ПлотниковА.М.,СалимоваН.Р.Использованиеэффектаазимутального рассеяния электромагнитных волн метаструктурой на основе элементов
Телледженавприкладныхзадачахэлектродинамики//Инфокоммуникационные
технологии,2012.—Т.10.—№1.—С.8-15.
40.SemchenkoI.V.,TretyakovS.A.,SerdyukovN.N.Researchonchiralandbianisotropic
mediainByelorussiaandRussiainthelasttenyears//PIER.—1996.—V.12.—P.335370.
41. Неганов В.А., Осипов О.В. Отражение электромагнитных волн от плоских киральныхструктур//Изв.ВУЗовРадиофизика,1999.—Т.42.—№9.—С.870-878.
42. Неганов В.А., Осипов О.В. Особенности отражения электромагнитных волн от
плоскихкиральныхструктур//Физикаволновыхпроцессовирадиотехнические
системы,1999.—Т.2.—№1.—С.5-11.
43.BraggW.L.TheDiffractionofShortElectromagneticWavesbyaCrystal//ProceedingsoftheCambridgePhilosophicalSociety.—1914.—V.17.—P.43.
44. Свидетельство о регистрации и депонировании произведения — объекта авторских(смежных)прав№231.Полезныемодели(изделия)потеме:«Взаимодействие электромагнитных волн и физически активных сред» / Гаврилов В.Ю., Данилов А.А., Ерендеев Ю.П., Кореляков Б.В., Пряников И.В. Зарегистрировано в Реестреза№J231CRTот08.09.2005ООО«ЮридическаяфирмаГородисскийиПартнёры».
45.ТретьяковС.А.Приближенныеграничныеусловиядлятонкогобиизотропного
слоя//Радиотехникаиэлектроника,1994.—Т.39.—№2.—С.184-192.
123
124
Глава 2. БИОФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
2.1 Киральность (хиральность) и квантовые эффекты
как факторы морфогенеза [1-46]
Мы подошли к подножию горы и остановились, когда квантовая механика
оторваласьотмногихмежпредметныхсвязейистала«вещьювсебе»—набором
запутанных (сцепленных) состояний составляющих своих частей, нелокально
коррелирующих между собой в пространстве странной квантовой «магии» без
начала и конца. Дурная бесконечность парадоксов! Вереница «котов Шредингера»,«друзейВигнера»ит.д.,математическиописываемыхматрицамиплотностей
и не менее странной, виртуальной бесконечностью вероятностей, являющихся
одновременно и непререкаемыми, единственно возможными достоверностями.
Ситуацияперестаетбытьпугающейровнотогда,когданачинаешьвникатьвследующие работы (Барвинский А.О., Каменщик А.Ю., Пономарёв В.Н. «Фундаментальные проблемы интерпретации квантовой механики.» Современный подход.
—М.:МГПИ,1988;ЧайковскийЮ.В.«Активныйсвязныймир.Опыттеорииэволюции жизни.»ТовариществонаучныхизданийКМК, 2008).Ну, а как жебытьс узкими научными специальностями, имеющими очень опосредованное отношение
к квантовойфизике,нотемне менее — из нее как бы вытекающими!Вданной
работе проведен анализ данных по киральной дихотомии как фактору, направляющемуморфогенезпострелевремени—отпростогоксложному.Представлены аксиомы, математика и правила применения логогрифа, позволяющего описывать закономерности изменения дискретных форм материи и квантовых состоянийбиосистемнавсехуровняхихорганизацииотсубэлементарногодосоциального.Проанализированастепенькиральностианатомическихифункциональных элементов физиологии человека, образующих квантовые когерентные ансамбли,чувствительныеквнешнимфизическимфакторамкиральности,полевой
природы. Обсуждена роль квантовых свойств воды в биофизике и процессах самоорганизации когерентных ансамблей. Руководствуясь логикой антропного
принципа, вектор эволюции отождествим с градиентом киральности и связан с
ним степенью киральной чистоты мозга, с которой соотнесена функциональная
асимметриямозгаиэффективностьэвристическогомышления.
Векторэволюцииреализуетсякакзакономерныйпроцессизмененияформы,
содержания и поведения биологической системы (биосистемы) под действием
меняющихсяфизическихфакторовразличнойприроды.Понятиебиосистемыотносится к отдельным живым организмам и ко всей биосфере. Антропный принцип(АП)свидетельствует,чтопрограммаизменениягелиогеофизикиимеетсвоей целью зарождение жизни на Земле и формирование двудольного мозга человека с последующим развитием его хиральной дихотомии вплоть до коопериро-
125
вания мыслительных способностей отдельных людей в единую ментальную систему(метамозг).
Посколькулюбоедействиеквантовано[1],авсякаясистема–дискретна,тои
эволюция, в принципе, является скачкообразным или квантовым процессом. Закономерность эволюции (номогенез [2]) есть следствие подчинения внутри- и
межсистемных связей универсальным физическим законам. Соответственно, физическая природа внешних факторов будет определяться природой тех связей,
которыенаиболеечувствительныкизменениювнешнихусловий.
Квантовый морфогенез, как и парадигма АП [3] опирается на достоверные
данныеатомно-молекулярнойфизики.Стандартнаятеорияэлементарныхчастиц
всилусвоейахиральностииабсурдности[4]впринципенегодитсядлярешения
фундаментальных проблем номогенеза. Поэтому изучение механизма участия в
морфогенезе факторов внешней среды до сих пор остается на этапе накопления
достоверных эмпирических данных и не имеет адекватной теоретической базы.
Понятно, что подразделение факторов морфогенеза на внутренние и внешние
условновсилумногоуровневой«открытости»реальнойбиосистемыиотсутствия
понимания физической природы слабых взаимодействий в биосистемах [4, 5].
Решение этого вопроса возможно при адекватной формализации синергизма
внутренних и внешних факторов эволюции с помощью универсальных физическихпонятий,позволяющихединообразновыражатьмеханизмыдействияфакторовнавсехуровняхорганизациибиосистем.
Универсальныйязык,позволяющийадекватноописатьквантовыйморфогенезпостроилиспомощьюследующихфундаментальныхопределений[1]:
-аксиомыдухестьсущностьматерии;
-понятияэнергоформа(ЭФ);
-логикиосновногопринципадействия(ОПД).
Согласованность аксиоматики и логики данного языка с законами диалектики(единстваиборьбыпротивоположностей,подобия)естьгарантияеговнутренней непротиворечивости. Аксиома позволяет экстраполировать семантику
языка на духовную сферу, применяя закон подобия в виде духовно-физического
изоморфизма[6].Данноеобстоятельстводаетвозможностьпредставитьпроцесс
формированияметамозгакакдуховныйэтапморфогенеза.
Язык квантового морфогенеза имеет свою «азбуку» и «грамматику» [1].
«Знакамиазбуки»являются:
-наборбазовыхЭФ(рис2.1);
- самосогласованные численные значения мировых констант (постоянная
Планка–h=6,6710–34Джс,числоАвогадро–N=6,0210231/моль,скоростьсвета–
С=108м/с).
«Грамматика»языкавключает:
-правиласочетаниябазовыхЭФвболеесложныеЭФссоблюдениемОПДи
сборки из этих ЭФ квантов полей различной природы, а также дискретных элементовструктурчастициядер–оболочекиорбиталей;
126
-принципыопределенности,выражающиеквантдействиячерезпроизведениетрехпарвзаимосвязанныхфизическихвеличин(обозначенияпоясняютсяна
рисунке): энергии и времени ее действия (E t), импульса и шага перемещения –
λ=2πr(Рλ),моментаимпульсаиоборотанаугол2π(L2π);
- формализм фрактально-резонансных изоэнергетических обратимых
трансформацийилифлуктуацийЭФэфира:
С r  k С kr  .
(2.1.1)
Рис. 2.1.СхемыбазовыхЭФ.Изначальныевихриэфира(духа):g−вращающийся,L
–моментимпульса;ν−самодвижущийся,Р–импульс;ν/g−винтовой(правыйи
левый)иихстабильныепары:m/e−покоящаяся(заряд,массапокоя);γ−движущаяся(эквивалентнаямассафотона);m/g−покоящаяся(«скрытаяматерия»).
В (2.1.1) вихрь с характерным радиусом потоков эфира в его атмосфере r
преобразуется в k вихрей с радиусом kr (раскрутка) и обратно (конденсация).
Вихри,образуяспираль,могутпорождатьсиловуютрубкусоленоидальногополя
или замыкаться в тор. Из таких трубок и торов формируются силовые линии
электромагнитного(ЭМ)поля.Отрыв n  k звеньевотспиралиможнопредставитькакизлучениеквантаэфира,переносящегоимпульсимоментимпульса.Кинетика флуктуаций базовых ЭФ может быть ограничена константой скорости
СN1/2,адействиеквантовэфираЭМ-природыконстантойС.
БазовыеЭФпозволяют смоделироватьизначальную формуматерии,заполняющуюпространствоэквивалентноймассойилипотенциальнойэнергией.ВзависимостиоториентациивекторовPиLЭФмогутбытьправыми(векторапараллельны) и левыми (вектора антипараллельны). Хиральность комбинированных
ЭФ определяет хиральность квантов физических полей, элементарных частиц и
ядер,внутренняяструктуракоторыхавтоматическиудовлетворяетОПД.
127
С помощью (2.1.1) можно формализовать стационарныефлуктуации ЭФ реликтового эфира, которые проявляются микроволновым излучением космическогогаза,находящегосяпритемпературе2,71К.Этавеличинанеслучайноравна
основаниюнатуральногологарифма–е[7].
Температура межзвездной среды является совокупной мерой количества
движения ~N ЭФ, занимающих определенный объем пространства. Применительно к реликтовому фотону параметр Т будет равнозначен его импульсу
( E  PC  kT ) или кинетической энергии, которая будет равна суммарной E энергиипорядкаNЭФЭМ-природы,конденсирующихнамолекулемежзвездного
газапо(4.1).ЭнергетическийспектрреликтовыхЭФпри T  0 отвечаетформуле
Бозе-распределения:
n  1 exp E kT  1 .
Преобразовавэтовыражениектождественномувиду:
exp E kT  1  1 n n
Иучтя: e  lim 1  1 n   2,71 ,при n   ,дляnпорядкаNполучимсоотношение:
PC  NE  kT .
ДлинуволныреликтовогофотонаможнооценитьпоформулеВина:
  b T  1,1 мм,
(2.1.2)
(2.1.3)
гдеb–постояннаяВина,равная2,910–3м·К,аТ=2,7К.Движениефотонаобеспечиваетсяимпульсом(Р),которомусоответствуетсамодвижущийсявихрьэфирас
характернымрадиусом r   2 0,175ммиимпульсом
P  h    r .
(2.1.4)
РадиусреликтовыхЭФ,конденсирующихвструктуруфотонаиобразующих
«коронуГамова»[7],равен N  r  1020м,тоестьодногопорядкасрадиусомГалактики.Отметим,чтопотакойжесхемепроисходитk-конденсацияЭФ( k  N )в
живыхсистемахвпроцессеихсамоорганизации.ПриэтомквантЭМ-энергииможетинициироватькакой-нибудьфизико-химическийакт(процессканализирования энергии) или излучиться системой во внешнюю среду. В последнем случае
энтропия системы понизится на величину q T , где q  PC – квант тепловой
энергиисистемы[4].
Флуктуации реликтового эфира универсальны и повсеместны, об этом свидетельствует Лэмбовский сдвиг в энергии электрона атома водорода. Можно
предположить, что ритм данных флуктуаций инициирует конденсацию соответствующих ЭФ, например, в однородных системах нервных клеток, входящих в
пейсмейкеры (пучок Гиса, ритмоводители мозга). В общем случае масштабом и
уровнем структурной однородности биосистемы задается радиус и тип слабых
взаимодействий, формирующих когерентную квантовую систему, в которой работаетсхема(2.1.1).
128
Притяжение или отталкивание между частицами, имеющими заряд и момент
импульса, в принципе,можно объяснить, экстраполируя кинематику идинамикугазовыхилижидкостныхвихрейнавихреподобныеЭФэфираисоленоидальныеполя,
имеющиеисточникиистоки.Отметим,чтоаналогичноЭМ-силамдействуютядерные
силы, за них ответственны потоки хиральных ЭФ эфира, генерируемые нуклонами.
ВзаимодействияданныхЭФпредставляюткак«переносимоеглюонамицветовоевзаимодействие между составляющими элементами нуклонов (кварками)» [8]. Глюоны
здесь соответствуют ЭФ поля ядерных сил, цветность — хиральности потоков ЭФ, а
кварки–оболочкамиорбиталямнуклонов[1].
Язык ЭФ позволил рассчитать модели структур пяти элементарных частиц
(нейтрон, протон, электрон, нейтрино, фотон) и их возбужденных состояний [9],
которыепонедоразумениюдосихпор[4]относяткнестабильнымэлементарным
частицам.РассчиталитакжеструктурылегкихядериСолнца[7].Всеперечисленныеструктуры,впринципе,изоморфныструктурепротона(рис2.2)иразличаютсячисломорбиталейинаправлениемспинаэлементов,определяющимспинили
хиральность.Кпримеру,суммаспиновсоответствующихэлементовдаетположительноезначениеспинаупротонаиотрицательноеуэлектронаинейтрона.
Рис. 2.2.Схемаструктурыпротонаиактапоглощенияпротономправогокванта
ЭМ-поля(ЭМ-ЭФ).Сплошныелинииотносятсякзамкнутымпотокамg-вихрей
(магнитноеполе–Н);пунктирные–ν-вихри(электрическоеполе–Е).
КвантЭМ-полямоделируетпринципсвязыванияν-иg-вихрейвсложныхЭФ.
129
Ядра нуклоноподобны и собираются из многослойных концентрических
оболочек и орбиталей. Гибридизированной геометрией ЭМ-поля ядра определяются конфигурации атомных электронных орбиталей. Таким образом, квантование внутренней структуры ядер предшествует закономерностям изменения физико-химических свойств элементов в таблице Менделеева. Формирование и изменение геометрии молекулярных электронных орбиталей также подчиняется
законам квантовой механики. Поэтому поведение биосистем квантуется как на
уровнеметаболизма,такинаментально-социальномуровне.
Всилувнешнихпоотношениюкмирупричинправыепроизводныебазовых
ЭФ оказалась более устойчивы, что и обеспечило доминирование их активности
при формировании реликтового состояния эфира на начальном этапе самоорганизацииВселенной[1,9].Это,очевидно,иобусловилоанизотропиюфоновойдинамикиэфира,котораявдальнейшемсталаигратьрольуниверсальногофактора
хиральностипространства(ФХП),ответственногозасамоорганизациюВселенной
изчастиц,анеизантичастиц(барионнаяасимметрия).
Роль ФХП сохранилась и после формирования вещественного костяка Вселенной, гравитационные и ЭМ-поля которого соответствующим образом деформировалиметрикуреликтовогоэфира.Можнополагать,чтоФХП,влияянаслабые
взаимодействия в биосистемах, определяет направление их развития по стреле
времени,тоестьотпростогоксложному.Адекватнымпараметромсложностиорганизации биосистемы будет степеньее чувствительностикФХП.Соответственно, эволюцию по стреле времени будет характеризовать уровень хиральной чистоты самого сложного вещественного образования Вселенной — двудольного
мозгачеловека.
Хиральнаячистотамозга,определяямеруегочувствительностикФХП,проявляется,преждевсего,какфункциональнаяасимметриямозга(ФАМ).ФАМсочетаетвсебедифференциациюисинергизмфункцийправойилевойдолимозгаи
лежитвоснове механизмаэвристическогомышления.Усложнениеморфофизиологических проявлений ФАМ в процессе эволюции равнозначно развитию умственных способностей человека вплоть до формирования механизма их кооперированиявединуюинтеллектуальнуюсистему(метамозг).
Функционированиеиединосвязностьвсехуровнейбиосистемобеспечивают
ЭМ-взаимодействия в широком диапазоне энергий. Его реализуют фотоны (от
ультрафиолетового до КВЧ-диапазона), фононы, магноны, а также ЭМ-ЭФ и ЭФ
нейтринной природы (Х-ЭФ) [5, 8]. Функциональные взаимодействия элементов
биосистемы,целевыеинеравновесныепосвоейсути,осуществляютсязасчетфизико-химических механизмов канализования тепловой энергии ( kT ) когерентнымиансамблямиоднородныхэлементов.Механизмыканализованиязависятот
структурыидинамическиххарактеристикэлементовисплошныхсредорганизма.
Хиральные среды и метаболиты сообщают кинетике процесса канализования
чувствительность к ФХП. По сути, хиральный фактор кинетики неравновесных
130
процессоввкогерентныхподсистемахсуммируетвсебеасимметриюдинамичных
иэлектрохимическихсвойствметаболитов,тканевыхструктур,органовижидких
средбиосистемы.
Вода как матрица иактивныйметаболитиграет ключевую рольвмеханизмахсамоорганизациибиосистем[10].Этосвязано,преждевсего,сееаномальными физическими свойствами, имеющими квантовую природу [11]. В настоящей
работе, используя язык и понятия квантового морфогенеза, проанализировали
возможные механизмы реализации его хиральной доминанты в физиологии человека.
2.2 Киральные границы биофизической энергетики
Метаболизм,ростиразвитиеорганизмачеловекареализуется,преждевсего,
за счетдействияквантовЭМ-энергии припосредничестве ЭМ-ЭФ, генерируемых
взаимодействующимииподвижнымичастицами.Реальныезаряженныечастицы
(ионы, ион-радикалы, полярные молекулы) помимо заряда или дипольного момента имеют момент импульса (спиновый или орбитальный). Броуновские
трансляционные, колебательно-вращательные и конфирмационные хаотические
движениячастицилифрагментовбиомолекулпредполагаютналичиестационарного обмена квантами тепловой энергии (Т-фотоны), больцмановское распределениекоторыхпочастотамотвечаетэнергетическомуспектрувсехдвижений.
СтационарнаяплотностьиэнергияТ-фотоноввсредехаотическираспределенныхчастицоднороднойсистемыотвечаетзначениюеелокальнойтемпературы.ДлинуволныТ-фотонаможнооценитьпозаконуВина(2.1.3):
  b T  9, 4 мкм,а r  1,5 мкм
приТ=310К(средняятемператураорганизма–36,6оС).ПараметрыЭФ,обеспечивающейдвижениеТ-фотона,сучетом(2.1.1),позволяютрассматриватьЭФвкачестве движителей метаболитов в нервных волокнах и жидких средах, включая
кровеносныекапиллярыипорыклеточныхмембран.
Импульси момент импульсаТ-фотонови ЭФс учетомвозможностиихтрансформации по схеме (2.1.1) и механизма канализования обеспечивают работу всех
динамическихподсистеморганизма(гуморальной,нервной,мышечной).Первичным
физико-химическим актом является перенос электрона или протона. Энергетическийспектрфотоновкакэкзо-,такиэндогенныхопределяетсявидамидвиженийи
характерными метрическими параметрами когерентных электронных ансамблей.
Сплошностьжидкойсредыкровеноснойинервнойсистеминаличиевнейэлектролитов позволяют считать их односвязными электрофизическими системами с метрическимихарактеристикамиотдолеймикронадометра.
Нижняя граница спектра Т-фотонов отвечает энергии крутильных колебаний отдельной молекулы как целого в поле окружающей среды [12]. Например,
131
для воды наблюдались колебания в области 15-85 см–1 и 200-600 см–1 [12], а
энергия возбуждения ее кластерных структур составляет ~10 Дж/моль. Верхняя
граница экзогенного Т-фотона соответствует тепловой энергии или энергии активациитрансляционнойподвижностисвободноймолекулыводы~2,5кДж/моль
[10].Этойэнергиивполнедостаточнодляобеспечениястационарнойбиоэнергетикиздоровогоорганизма.
Можно также полагать, что при канализовании тепловой энергии в процессе
самоорганизациикогерентныхансамблеймогутидтипобочныефизико-химические
акты,приводящиеквозбуждениюэлектронныхсостоянийметаболитов,споследующимизлучениемфотоноввидимогоиУФ-диапазона.Примерамитакихпроцессов
служит трибо-ихемилюминесценция(светлячки),атакжемитогенетическоеизлучение Гурвича [13]. В основе этих процессов лежат реакции рекомбинации ионрадикалов. Их источником может быть ионизирующее излучение радиоактивных
экзо-иэндогенныхэлементов,атакжевоздействиенаживыетканираздражителей
– наркотических средств, механических и электрических импульсов, резкого охлаждения. Какправило, такиереакцииинициируютпоявление тех илииныхпатологий.
Диапазон энергии эндогенных фотонов, воздействие которых на организм
неприводиткпатологическимреакциям,несколькоширедиапазонаэнергииэкзогенныхТ-фотонов,посколькувключаетвсебяфотонывозбуждающиезрительнуюсистему(до350нм,~400кДж/моль),атакжеинфразвукирадиоволны(до~1
мили~0,1Дж/моль).
ОсновнымисточникомэкзогенныхТ-фотоновявляетсяхимическаяреакция
ферментативногоокисленияглюкозы,тепловойэффекткоторойаккумулируется
затем на электронной системе молекулы АТФ в виде связанных Т-фотонов [10].
Механизмывысвобожденияидействиясвязанныхфотоноввметаболизмедосих
пор не установлены [14]. Очевидно, что излучательный и безизлучательный механизмы переноса ЭМ-энергии в значительной степени определяются стереохимиейметаболитовимолекулярно-клеточныхструктур,атакжединамикойводородныхсвязейвсплошныхсредах.Приэтоммеханизмымиграцииэнергиизависят, прежде всего, от степени когерентности ансамблей или от интенсивности
корреляционныхвзаимодействийвнихнауровнеЭФ[14].
2.3 Киральная гистология
В основе структурной и функциональной асимметрии биосистем лежит хиральность спирального движения частиц и квантов энергии. Кроме того, биомеханику на макро- и микроуровне лимитирует реология жидких или иных однородных, сплошных сред организма, которые из-за обязательного присутствия в
них оптически активных веществ или молекулярно клеточных структур можно
считатьхиральнымисредами.Типичнымипредставителямиоптическиактивных
132
метаболитовиструктурбудутбелкиисахаравкрови,гиалуроноваяимолочная
кислота в стекловидном теле глаза и синовии, в соединительных и мышечных
тканях;коллагеновыеволокнавдермекожиивкостныхтканях.Рассмотримизвестные данные по асимметричным молекулярно-клеточным структурам, играющимважнуюрольвбиоэнергетикеисенсорикеорганизма.
Примером действия хирального фактора на молекулярном уровне может
служить механизм ферментативного синтеза АТФ в матриксе митохондрии. Активация фермента АТФ-синтазы достигается за счет энергии протонного градиентанамембране[15].Потокпротоновинициируетвращениеодногоблокафермента(F0),относительнодругого(F1)иприэтомосуществляетсяприсоединение
каденозиндифосфату(АДФ)фосфата.
Механизм поворота и взаимосвязь между знаком градиента протонов и
направлениемвращенияблокаферментаАТФ-синтазыдоконцанеизучены(рис.
2.3). Можно предположить, что протонный ток поляризует в блоке F0 α-спирали
белков,онисмещаютсявдольегоосииприэтомспиральностьбелковвынуждает
блокповорачиваться,каквчервячнойпередаче.
Хиральность сенсорно-информационной сферы организма может быть обусловлена спиральной структурой миелиновых оболочек нервов ЦНС. До сих пор
открыт вопрос о знаке этих спиралей и его влиянии на механизм распространенияпотенциаладействия.Вработе[16]предположили,чтоспиральныенасечкив
миелиновой оболочке нерва (рис 2.4) участвуют в сальтаторном механизме проводимостинервноговозбуждения.
Электрофизика механизма участия насечек в ретрансляции ЭМ-сигнала по
сегментамнервародственнаэлектрофизикепотовыхканалов,которыесообщают
поверхности кожи свойство антенны, способной резонансно поглощать и излучать фотоны КВЧ-диапазона [17]. Спиральные насечки в миелиновых оболочках
изоморфны потовым каналам и наполнены слабым электролитом, поэтому они,
аналогичноспиралямпотовыхканалов(рис2.5),могутвзаимодействоватьсвихревыми экзогенными ЭМ-полями, генерируемыми мембранными и цитоплазматическими токами в перехватах Ранвье [16]. Резонансные частоты насечек, очевидно, будут определяться их метрическими и диэлектрическими характеристиками.
Установлено[18],чтоубольшинствалюдейдо~90%спиралейпотовыхканалов являются правыми (рис 2.5). Данная асимметрия может быть следствием
хиральности среды эпидермы, содержащей оптически активные вещества и
структуры,ичувствительнойпоэтомукФХП.Доминированиеправыхспиралейв
морфологии потовых каналов служит косвенным подтверждением гипотезы о
важностисогласованиязнакаспиралимиелиновойоболочкинерваснаправлениемраспространенияпотенциаладействия.
К примеру, электрические импульсы, отвечающие болевым раздражениям,
могутдвигатьсяпонервномуокончаниюсправойзакруткоймиелинаблагодаря
импульсулевоспиральныхЭМ-вихрей[16].
133
Рис. 2.3.СтруктураАТФ-синтазы.ПротонныйканалF0ивращающаясячасть
показанысиним,компонентF1–красным,мембрана–серым[15]
Рис. 2.4.Ультраструктурамиелиновоймембранынерваснасечкой(a,b)исхема
насечкивмиелиновойоболочкеаксона(с)[16]
134
Рис 2.5.Трехмернаямикрофотографияисхематическоеизображение
спиралипотовогоканала[17]
Крометого,инверсныезнакиспиральностимиелиновыхоболочекчерепномозговыхиассоциативныхнервов,локализованныхвправомилевомполушариях, могут обеспечивать дифференциацию их функций в рамках ФАМ и, прежде
всего, на уровне психофизиологии. Рацемизация или патологическая инверсия
знаков спиральности у сигнальных и ассоциативных связей внутри и между полушариямиможет проявиться втакихдисфункцияхпсихофизиологии имоторики,каклеворукостьигомосексуализм.
Патологические инверсии хиральностимиелиновыхоболочекчерепныхнервов могут закладываться на этапе зачатия или эмбриогенеза под влиянием
внутреннихивнешнихфакторов.Кпервымотносятся:химическиевещества(алкоголь,наркотики,лекарства)истрессовыесостояния.Квнешнимфакторамследует отнести, прежде всего, изменения геокосмических условий, влияющие на
знакФХПибиоэнергетикуорганизма[9,19,23].
2.4 Квантовая реология
Водасоставляетосновукрови,цитоплазмыимежклеточнойжидкости,ликвора и синовии. Во всех этих жидкостях в той или иной концентрации присутствуют неорганические вещества, белки, сахара клеточные образования, имеющие соответствующие гидратные оболочки. Кровь является единственной подвижнойтканью,котораятечеттолькопососудам.Ееследуетрассматриватькак
гетерогенную многокомпонентную систему корпускулярной природы, содержащую форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), которые
находятся во взвешенном состоянии в коллоидном растворе электролитов, белков и липидов. Кровоток представляет собой прохождение концентрированной
суспензииэластическихдисковчерезтрубкимикрососудов,диаметрпросветако135
торых в их капиллярной части в ряде случаев намного меньше диаметра этих
дисков. В этих условиях на макроуровне могут проявляться квантовые свойства
молекул воды и веществ крови, поэтому капиллярную гемодинамику условно
назовемквантовойреологией.
В принципе, квантовая реология лежит в основе всей биоэнергетики организма.Внастоящейработерассмотримхиральныемежмолекулярныевзаимодействия на примере реакции ассоциирования сахаров и проанализируем роль вращательнойподвижностимолекулводывквантовойреологии.
На рис 2.6 показаны зависимости удельного угла вращения α декстрана и
скипидараоттемпературыидаты[9,19,23]. Снижение αрастворадекстранапри
жаркойпогодевиюлеавгустевПодмосковьеобусловленосраспадоммолекулярныхкомплексов,имеющихболеевысокоезначениеудельноговращения,посравнению с олигомерами декстрана [10]. Энергия активации реакции образования
комплексовдляразличныхсахаровменяетсявпределах0,1–0,6кДж/мольиизменениетемпературына10оСужедаетощутимыйэффект[10].
Рис. 2.6.Зависимостьуглавращения(α)оптическиактивногорастворадекстрана
(кювета200мм)–1)искипидара(кювета100мм)–2)отдатыитемпературы
внешнейсреды[9,19,23]
Молекулы скипидара не образуют комплексов, поэтому его угол вращения
нереагируетнаперепадытемпературы.Незначительныесинхронныеизменения
величиныαрастворадекстранаискипидара,например,21июляи9августамогут
быть обусловлены изменением магнитной обстановки на Земле вследствие повышения активности Солнца — в эти дни существенно возрастала суммарная
площадьсолнечныхпятенивозрасталаинтенсивностьрадиоизлучениянадлине
волны10,7см(поданнымИЗМИРАН).
136
Экстраполируя данные по зависимости оптической активности раствора
декстранаоттемпературыиэлектромагнитныхвозмущенийнародственныехиральные среды организма можно полагать, что межмолекулярные взаимодействияхиральныхметаболитоввжидкихсредахвносятсвойвкладвчувствительностьорганизмакФХП.
Аномальные свойства воды, во многом определяющие биофизику жидких
систем организма, связаны с квантовыми эффектами водородной связи, как в
объеме воды, так и в гидратных оболочках метаболитов и на стенках сосудов. В
силу структурирования воды водородными связями вращательноориентационные движения молекул воды, играющие важную роль в процессах
самоорганизации, имеют характер либраций (крутильных колебаний) и существеннозависятотлокальныхэлектромагнитныхполей.Последниемогутиграть
рольвозмущений,снимающихсимметричныезапретынавозбуждениелибраций
Т-фотонами.
В общем случае вероятность возбуждения вращательного состояния молекулы
воды определяется интенсивностью взаимодействия ее дипольного момента с соответствующимТ-фотоном,аэнергияимоментимпульсапропорциональныеемоменту
инерции.Свойвкладвправилаотборапереходовиввеличинумоментаимпульсавноситсуммарныйспинпротоновмолекулы,которыйможетбытьравен0(параизомер)и
1 (ортоизомер). У свободной молекулы воды момент инерции имеет три значения
(рис2.7),дваизкоторых(J1,J3)сильновозрастаютпризакреплениимолекулынакакой-либозаряженнойповерхностиилимолекуле[20].
Равновесноеорто/параотношениедлясвободныхмолекулводы,например в воздухе, при комнатной температуре согласно квантовой статистике
равно3:1.ЧастьпараизомеровН2Онаходитсянаосновномуровнеиневращается, в то время как основной вращательный уровень ортоизомеров смещен
на23,8см-1отнулевогоуровня( k  T  0,28 кДж/моль, T  34 К),поэтомусвободные ортоизомеры вращаются всегда, пока заселен этот и выше лежащие
уровни[21].Посколькуорто/параконверсиявотдельноймолекулестрогозапрещенавдипольномприближении,переходымеждунимивконденсированной среде и в растворах могут инициировать локальные электромагнитные
поля и спин-спиновое взаимодействиеядер, возникающие при столкновении
молекулводыдругсдругомиливконтактеспарамагнитнымицентрамидругих молекул. В процессе столкновения двух молекул воды импульс Т-фотона
одной молекулы преобразуются в момент импульса другой. Отметим, что в
ортоизомере легче всего будут возбуждаться вращательное состояние, отвечающее минимальному значению момента инерции (J1), при этом вращению
вокругоси x,впринципе,можетспособствоватьвращательныймоментядерныхспиновпротонов(рис2.7).
Всилуотсутствиявращенияпараизомерсбольшейвероятностьюбудетобразовывать водородные связи. Кинетика разрыва водородной связи, очевидно,
137
будетзависетьотэнергиивращательноговозбуждениямолекулы,котораявсвою
очередьпропорциональнаеемоментуинерции.Еслипредположить,чточастоты
вращениямолекулыдлявсехтрехJразличаютсянезначительно,товремяжизни
среднестатистическойводороднойсвязибудетиметьтризначения,относящиеся
междусобойкакэкспонентыотJ1,J2,J3.ДлязначенийJнарис2.7,этиотношения
получаются1:6,5:18.Теоретическиеоценкивременижизниводороднойсвязидаютвеличины25,125и500фс[22].Отношениямеждунимикачественносогласуютсяснашимиоценками.
Рис. 2.7.Схемывращениймолекулыводыиориентацийспиновпротонов:а–
вращениямолекулыотносительноцентратяжести(С),отвечающиетремзначенияммоментовинерции(J1=1,0210–47кгм2;J2=1,9210–47кгм2;J3=2,9410–47кг
м2[20]);b–вариантыориентацииядерныхспиновпротонов
впара-иортоизомеремолекулыводы
Селективное вращательное возбуждение молекул воды, приводящее к разрыву водородных связей и последующей ее ориентации в кулоновском поле канала аквапорина, лежит в основе механизма работы водных каналов мембран
(рис 2.8). Можно предположить, что в электромагнитном поле внутри белка поступательное движение молекулы воды сопровождается ее вращением по принципу«пропеллера»(вращательнаядиффузия).Длявыявленияселективностиработы канала по отношению к орто/пара изомерам необходимо определить его
величину внутри клетки. Работа данного канала за счет осмотических сил регулируетсягормономвазопрессином,которыйсодержитсявкровииподдерживает
тонускровеносныхсосудов.
Эффектыквантовойреологиипозволяютобъяснитьвысокуюскоростьпрохождения эритроцитов по кровеносным капиллярам, размеры которых, как правило, меньше самих эритроцитов. Установлено, что они при этом сильно деформируются,сбрасываяизсебядополовинынаходящейсявнихводыпоаквапориновымканалам.
Считается [23], что деформируемость эритроцитов является решающим
факторомвуменьшениидинамическойвязкостикрови.Прямымимикроскопическими наблюдениями с кинорегистрацией было показано (рис. 2.9), что с увели138
чением давления растет скорость кровотока по стеклянному капилляру и при
этомвблизистенкинаблюдаетсятембольшаядеформацияэритроцитов,чемвыше скорость кровотока. При отсутствии движения эритроциты у стенки имеют
круглуюформу,априскорости6мм/сонипринимаютвытянутуюформуввиде
веретена. Боковые поверхности эритроцита в капилляре располагаются касательнокслоямразныхскоростей,тоестьвдольосисосуда.Приэтомдостигается
максимальнаяэффективностьдиффузногообменагазамииметаболитамимежду
кровьюимежклеточнойжидкостью.
Эти данные дополняют исследования зависимости вязкости крови от концентрации эритроцитов в сопоставлении их с зависимостью отношения орто/параизомеровводыоттемпературы(рис2.10).
Рис. 2.8.Схемаработыводногоканаламембраны,образованногобелком
аквапорином.Вцентреканалавнутримолекулярноекулоновскоеполеменяет
знак,чтовынуждаетдиполиводыпереворачиваться[27]
139
Рис. 2.9.Механизмпрохожденияэритроцитадиаметром~7мкмчерез
капиллярдиаметром~4мкм[23]
Рис. 2.10.Зависимостьпроницаемости(текучести)эритроцитовоттемпературы
(квадратныеточки)иконтуррезонанснойлиниипереходапараизомера
водысэнергией215см–1(Т=309К)–синяялиния[21]
В работе [21] установили точное совпадение значения тепловой энергии,
при которой наблюдается скачок «текучести» эритроцитов с энергией кванта
вращательногопереходавпараизомереводы.Исходяизэтого,предположили,что
вязкостькровипритемпературе36,6оСрезкопадаетиз-залавинообразногоперехода параизомеров воды, выходящей из эритроцита, в ортоизомеры. Поскольку
140
приданнойтемпературеэффективнозаселяютсявращательныесостоянияортоизомера, то возрастает вероятность разрыва водородных связей, что в итоге и
приводиткснижениюдинамическойвязкостикрови.
Таким образом, процесс снижения вязкости крови в капиллярах многофакторный—внемсочетаются:
- безбарьерная зависимость вязкости воды от температуры в критических
точках,ккоторымотноситсяитемпература36,6оС[10];
- резкое усиление взаимодействий молекул воды в условиях капилляра с
форменнымиэлементами,белкамикрови[21]исостенкамикапилляра;
- обогащение воды ортоизомерами и гомогенизация кластерно-комковой
фазы[24].
В результате действия этих факторов возрастает вращательнопоступательнаяподвижностьмолекулводы,чтооблегчаетдиффузиюгазовиметаболитовчерезпорыистенкикапилляров.
2.5 Кирально когерентные ансамбли
Однородность сплошных сред и механизмы пространственно-временной
корреляции их элементов, превращает их в когерентные ансамбли, играющие
ключевуюрольвпроцессахадаптациииэволюцииорганизмапострелевремени.
Максимальную чувствительность к внешним физическим факторам, включая
ФХП, будут иметь жидкостные системы (кровь, ликвор, синовия, глазная жидкость). Можно полагать участие воды в механизмах чувствительности к ФХП и
других сплошных тканей. К примеру, в состав подкожной клетчатки содержит
70%втойилиинойстепенисвязаннойводы,паренхимаоргановдо90%икостнаятканьдо10%.Конечно,уэтихтканей будутсвоиэнергетическиедиапазоны
чувствительностикФХП.Общиефизико-химическиепринципыдействияитипы
когерентныхбиосистеморганизмаданыв[5, 10, 16,19]. Ихможноуточнить,используяданныепохиральнойгистологиииквантовойреологиитканей.
В биосистемах источником Т-фотонов и ЭМ-ЭФ являются ускоренные движения электрона и других заряженных частиц. Соответственно, действию квантовЭМ-энергииподвержентолькохимическийуровеньструктурнойорганизации
ансамблей. В рамках ахиральной ЭМ-энергетики осуществляются трофическая и
репродуктивная функции любой живой твари, включая человека. Хиральность
ЭМ-энергетики,связаннаясФАМ,унеразумныхтварейможетвозникнутьлишьв
патологической форме как следствие извращения метаболизма под действием
аномальноговнешнегофактора[5].
Разумностьжечеловека,напротив,являетсязакономернымследствиемразвитиячувствительностиегометаболизмакдействиюуниверсальногоФХПвпроцессе эволюции. На ранних этапах эволюции под непрерывным действием солнечныхнейтринныхХ-ЭФнагенеалогическомдревежизниобразоваласьхираль141
наяветвь,плодомкоторойвитогеявилсяhomosapiens.Егоспособностьмыслить,
то есть созидать новый смысл, находится в прямой зависимости от степени хиральности его мозга (ФАМ) и эффективности подпитки организма хиральной
энергией Х-ЭФ за счет действия хирально-когерентных ансамблей. ИнтенсивностьихработыопределяютсяплотностьюпотокаХ-ЭФвприземномэфире[27]и
уровнемумственно-духовногоразвитиячеловека[25].Обаэтифакторазависятот
геокосмическихусловий[26].
Нейтрино (антинейтрино) является продуктом неравновесной динамики
нуклонныхилисубъядерныхэлементовиобразуетсявкосмосе,атакжеврезультате реакций бета-распада радиоактивных ядер или свободного нейтрона [25].
Стационарный потоксолнечного нейтрино модулируется воздействием на энергетикуСолнцамагнитногополяпланетиЮпитераглавнымобразом[9].СолнечноенейтринонестабильноирассеиваетсявмежпланетноммагнитномполенаN
квантов Х-ЭФ изоморфных нейтрино, ими и насыщается метрика приземного
эфира[25,27].ВздоровоморганизместационарныхэкзогенныхисточниковХ-ЭФ
бытьнеможет,главнымобразомиз-задеструктивногодействиянатканисопутствующихнейтринопродуктовбета-распада.
Учитывая ядерный генезис нейтрино и Х-ЭФ, предположили [5], что их поглощение-конденсация в биосистеме возможны в коррелированных ансамблях
спиновядерилиихмагнитныхмоментов.Ориентацияотдельныхядерныхспинов
в ансамблях будет зависеть от сверхтонких спин-спиновых и спин-орбитальных
взаимодействийядериэлектронов, а степеньспиновойкогерентностивсегоансамблябудетмодулироватьсямагнитнымиполямикаквнутренними,такивнешними. Ориентация орбитального момента электрона определяется геометрией
молекулярных орбиталей и ориентацией молекулы, что может обусловить зависимостьчувствительностиансамбляядерныхспиновкФХП отстепениупорядоченности атомов и молекул. Вклад во вращательную энергию молекулы воды
ядерного спина составит 0,1-1 Дж/моль[12], а энергияего нутацииипрецессии,
очевидно,будетменьшеещенаодин-двапорядка.Можнопредположить,чточерезвлияниенапараметрыэтихдвиженийспинапротонаквантыХ-ЭФбудутспособствоватьсамоорганизациикогерентныхансамблей.
Учитываяприсутствиеводывовсехтканяхорганизма,взаимодействияХ-ЭФ
с протонами можно взять за основу механизма чувствительности когерентных
ансамблей к ФХП. Дополнительным ориентирующим фактором можно считать
кулоновскиеполяположительноилиотрицательнозаряженныхрегулярныхцентровнабелковыхмолекулах,полисахаридахилинаповерхностяхклетокикапилляров,атакжевструктурахсоединительнойикостнойткани[26].Вупорядоченныхтакимобразомгидратныхоболочкахилицепочкахпосхеме(4.1)будетидти
конденсацияквантовХ-ЭФспередачейихнахиральныецентрыгидратации,что
равносильноихактивации.Отметим,чтопроцессконденсациинейтриннойэнергиивжидкостныхсистемахорганизмабудетидтиглавнымобразомвсостоянии
сна,когдаснижаетсятемператураорганизманаградус[16,25].
142
ВозможныемеханизмывключенияквантовЭМ-ЭФиХ-ЭФвметаболизммозгапогуморальнымканалам(кровь,глазнаяжидкость),обсужденв[16,27].Кним
можно добавить существенную роль аквапориновых каналов (Рис. 4.8) в регуляции водного баланса мозга, активности нейроглий и внеклеточного К+ клиренса
[28].Данныеканалы,по-видимому,лимитируюткинетикуобразованияликвораи
метаболизм третьего желудочка. Учитывая вращательный характер диффузии
водычерезаквапориновыеканалы,онимогутигратьрольхиральныхфильтров,
контролирующихасимметрию биоэнергетикиликвора ипроцесса обмоткиаксоновмиелиновойоболочкой.
Вегетативная нервная система (ВНС) вносит свой вклад в процесс акцептирования ипередачивмозг хиральныхквантовЭМ-Ф иХ-ЭФ[9,19,23].Онимогут
конденсироваться в процессе ночного сна, например, в подкожной клетчатке на
нервныхокончанияхивкапиллярныханастомозах.Послепробуждениявпроцессефизическихупражненийданныекванты,очевидно,асимметричноактивируют
ВНС, что в совокупности с асимметрией речевой функции составляет основу ресурсаФАМ,которыйпроявляетсяприбегенаместе[16,19].КонденсатправыхХЭФможет накапливатьсявнервныхокончанияхподкожнойклетчатки,соединительныхтканейимышцвоснеиливсостояниидлительнойнеподвижноститела,
вследствие чего возникает рефлекторное желание потянуться, при этом деформация тканей порождает эфферентные импульсы, которые задействуют в мозгу
центрыудовольствия.
Хиральные метаболиты, очевидно, не только участвуют в формировании
миелиновыхоболочекаксоновсопределеннымзнакомспирали,ноивактивации
психических и когнитивных функций мозга. Например, при некоторых психосоматических заболеваниях (шизофрения, болезнь Альцгеймера и Паркинсона),
наблюдаются значительные изменения уровня некоторых D-аминокислот в
плазме крови, сероми белом веществе головного мозга, спинномозговой жидкости[29].Сэтимиданнымиможносравнитьэффектдействияхиральныхлекарств
[30].Обнаружено[9,19,23],чтознакресурсаФАМможетинвертировать,есливтечениепредшествующегодняинаночьпринимаетсялекарство,имеющее,например, выраженное действие на дыхательную функцию. Кроме того, ресурс ФАМ у
праворукихмужчиниженщинимеетпротивоположныезнаки.
От авторов книги. Настоящий обзор показал, что в физиологии человека
на уровне функций и морфологии существенную роль играют оптически
активные метаболиты и киральные среды, обладающие кооперативными
свойствамиичувствительностьюквнешнимфизическимфакторам.Установлено,
что для объяснения механизмов влияния экзо- и эндогенных киральных
факторов на метаболизм и психофизиологию человека необходимо учитывать
квантово-механические свойства отдельных молекул и когерентных ансамблей.
Предложенный в работе математический язык квантового морфогенеза, в
143
принципе,показалсвоюработоспособность.Можнонадеяться,чтоданныйязыки
высказанныегипотезыомеханизмевлияниякиральногофакторанаморфогенез
иэволюциючеловека,получатвдальнейшемэкспериментальноеподтверждение
ипослужатвоблагоразвитиятерпимостиувозможныхоппонентов.
Материал не является авторским, а компилирован с ресурса:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-28-html/kholmanskiy-2/kholmanskiy-2.htm
и незначительно видоизменен для конгруэнтности с авторским материалом
нашейкниги.Материалразделов2.1-2.5,посути,являетсяодноименнойработой
ХолманскогоА.С.,базируетсянаработахданногоавтораидр.[1-46],представляя
собой концептуальную базу целой суммы прорывных технологий, обозначенных
авторамиэтойкниги,втомчислеивцитированииПрезидентаРФ—В.ВПутина
(см. стр. 4 данной монографии). Данный материал, как и некоторая другая информация,внесенывэтукнигудлярасширенияметрикиеесемантическогопространства.
2.6 К вопросу о декогеренции как материализации виртуального в
актуальное и туннельном переходе квантовой системы в классический
(наблюдаемый) мир. Краткий обзор некоторой компилированной
информации из сети интернет – беглые рассуждения
Декогеренция—это,преждевсего,обменинформациейсокружением!
Во время протекания процесса декогеренции, у самой квантовой системы
появляютсяклассическиечерты,которыесоответствуютинформацииимеющейся в окружающей среде. То есть система смешивается или запутывается с окружающей средой и становится с ней сцепленной в пространственно-временном
континууме.
Декогеренция является значимой (или претендует быть таковой) для ряда
вопросов — от проблемы измерения до стрелы времени, и, в частности, для вопросаотом,следуетли(иеслида,токакимобразом)изквантовоймеханикитот
факт,чтомирявляется«классическим».Этоопределяетрольдекогеренциивотношенииглавныхпроблемиподходоввобластиоснованийквантовоймеханики.
Так в литературе анализируется претензия концепции атемпоральной декогеренциинарешениепроблемыхроноквантовойлокализации,также,какирасширениеэтойпроблемызасчетвключениявзаимодействиесосредой,идеяперехода к классичности, и мотивация обсуждения атемпоральной декогеренции совместносразличнымиподходамикоснованиямквантовоймеханики.
Смомента появления квантовоймеханикиподавление интерференции было,разумеется,описановомногихпубликациях,подобныханализутрековальфачастиц Mott (1929). Современные положения теории декогеренции как таковой
обосновываютсявработахH.D.Zehначала70-хгодов(Zeh1970;1973).ХорошоизвестнытакжепубликацииW.Zurekсначала1980-х(Zurek1981;1982).Некоторые
144
из этих ранних примеров декогеренции (точнее, подавления интерференции
между состояниями молекулы с левой и правой киральностью) математически
более доступны, чем более поздние. Краткое и читабельное введение в эту теорию опубликовал ZurekвPhysicsToday(1991). Заэтойстатьей последовала публикациянесколькихписемсответамиZurek'у(1993),которыепрояснилидругие
подходы.БолеепоздниеобзорыопубликовалиZeh(1995),вкоторыхмногоместа
уделеноинтерпретациидекогеренции,иZurek(2003).
Однако чистое состояние квантовой системы (относительно какой-то выбранной величины, например, энергии, а более точно относительно полного
набора величин) это состояние, в котором измерение этой величины приводит
всегдакодномуитомужерезультату.Этоозначает,чтосистеманаходитсявсостояниисчеткозаданнымуровнемэнергии.Смешанноесостояние—этопросто
суперпозициячистых(базисныхсостояний).
Носуперпозициячистыхсостоянийестьтожечистоесостояние.Суперпозиция волновых функций (т. е. их сумма с произвольными комплексными коэффициентами)такжеописываетчистоесостояниесистемы.Такжеизвестно,чтосмесь
состояний,смешанноесостояние,состояниеквантово-механическойсистемы,которое,вотличиеотчистогосостояния,неописываетсяволновойфункцией.
Этоосновное отличие смешанного состоянияотчистого–описываетсяоно
илинетвекторомсостояния(волновойфункцией).
Возможно, некоторые недоразумения возникают потому, что в квантовой
механикеестьдвавидасуперпозиции,поскольку«накладываться»другнадруга
могут, либо векторы состояния, либо матрицы плотности. Первая суперпозиция
называетсякогерентной,вторая–некогерентной.
Смешанное состояние можно рассматривать как некогерентную суперпозицию чистых состояний, но складываются в этом случае матрицы плотности (т.е.
проекторы,
а
не
сами
векторы
состояния),
простой
пример:
  1 2 0 0  1 2 1 1 .Этосмешанноесостояние–ононеможетбытьзаписановвидевекторасостояния.Проекторы|0><0|и|1><1|–этодвематрицыплотностидлячистыхсостояний 0 и 1 ,соответственно.
В случае когерентной суперпозиции, когда складываются векторы состояния (а не матрицы плотности), состояние остается чистым, пример:
  1
2  0  1
2  1 .
В связи с этим — не понятно почему на сфере Блоха все состояния чистые.
Еслиисходитьизтогокакяпонимаюэтоттермин,точистымисостояниямибудут
толькосостояниянаполюсах,авсеостальныесостояниянасферебудутсмешанными.Илимычего-тонепонимаем?
Видимо, этоследствие неверного пониманиятого,чтотакое чистоесостояние. Множество точек на сфере Блоха — всё это чистые состояния для вектора
  a 0  b 1 |,гдеaиb—комплексныечисла,удовлетворяющиеусловиюнор145
мировки |a|2 + |b|2 = 1. Различным значениям a и b соответствуют свои точки на
сфере,ичистыеклассическиесостояния(когданетсуперпозиции)имеюместотольконаполюсах,когдаa=1(b=0),либоb=1(a=0).Чемжеотличаютсясостоянияна
экваторесферыБлохадруготдругакромефазы?Насколькомызнаем:фазаволновойфункции—ненаблюдаемаявеличинаипоэтому—несущественна.
Однакодлявнешнегонаблюдателяониничемнеотличаются.Выправы:на
результатизмеренияфазаневлияет.
И,насколькомыпонимаем,матрицаплотностинеописываетквантовуюсистемукактаковую.
Номатрицаплотностиописываетсистемуименно«кактаковую».Сейчасуже
существуют методы, которые позволяют непосредственно проверить правильность описания. Это, так называемая, томография состояния, которая позволяет
получитьинформациюосистемевформематрицыплотности:см.,например,A.G.
White,D.F.V.James,Ph.H.Eberhard,andP.G.Kwiat,Phys.Rev.Lett.83,3103(1999);
D.F.V.James,P.G.Kwiat,W.J.Munro,andA.G.White,Phys.Rev.A64,052312(2001),в
свободном доступе http://arxiv.org/abs/quant-ph/0103121 ; R. T. Thew, K. Nemoto,
A.G.White,W.J.Munro,Phys.Rev.A66,012303(2002).Этоестьописаниеквантовой
системысовсевозможнымиеепутямиэволюции.
Но эволюция все же задается отдельным оператором, который связывает
двематрицыплотности:перваясоответствуетначальномусостояниюсистемы,а
вторая —ее конечномусостоянию.Врезультатеэволюциисистемы(чтоописываетсядействиемоператора)однаматрицаплотности(начальноесостояние)переходитвдругую(конечноесостояние).Поэтомупонятно,чтовэтомслучаенельзясистемеприписатькакую-нибудьконкретнуюволновуюфункцию.
Издесьмыужеперестаемчто-либопонимать!Ноеслиговоритьодинамике
замкнутой системы, тогда то, что было сказано выше, относится и к вектору состояния(волновойфункции),тогдаэволюцияописываетсяещепроще.
Мы не имея возможности измерять состояние системы сколь угодно часто,
вводим понятие квантовых переходов из одного состояния системы в другое.
Время пребывания системы в состоянии от одного перехода до другого и есть
хроноквант?
Итак,зачемжееетакчастоизмерять?Мыибезизмеренияможемсказатьв
какомсостояниибудетнаходитьсясистемавтотилииноймоментвремени.Аметодамитомографиисостоянияможемсебяпроверить,иубедиться,чтосостояние
будетименнотаким.Окакихпереходахидетречь?Унитарнаяэволюциязамкнутойсистемынепрерывна,векторсостоянияпростоперемещаетсяпосфереБлоха,
исистемапостоянно(непрерывно)переходитизодногосостояниявдругое.
Ивсе-такинеяснопочемужетакиесостояния(хотяназыватьихсостояниями,по-моему,немногонекорректно)лежатвнутрисферыБлоха.
146
Хотя внутри сферы Блоха лежат смешанные состояния, которые не могут
быть описаны вектором состояния, например, это открытые системы, которые
взаимодействуютсосвоимокружением!
Но все-таки придется игнорировать некоторые возможные замечания о
принципахрандомизированностинашейреальности!
2.7 «Оплодотворение» яйцеклетки как пример
декогеренции сложных ансамблей («#Демиург»)
Рассмотрим пример декогеренции сложного ансамбля на примере «оплодотворения»яйцеклетки.
Алгоритмпроцессаможетбытьпредложенпримерноследующий.
1. Лучотисточникакогерентногоизлучения(волновые параметрыопределить[47,48,49,50])—проходитчерезразделительиделитсянатрипотока«А»,
«В»,«С»,дваизкоторых«А»и«В»—поляризуются(RиL—эллиптическаяполяризация),атретий«С»—модулируетсяполезнымсигналом(электромагнитным
«слепком» паттерна моделируемого процесса), несущим информацию — например,одинамикеразностипотенциаловмембраныицитоплазмыяйцеклетки—от
нативногосостояниядозавершениягаструляциипослеееоплодотворения.Данныйполезныйсигнал—(впотоке«С»)иявляетсяуправляющималгоритмомдля
протеканиямоделируемыхпроцессов.
2.Всетрилуча(дваизкоторых«А»и«В»—синфазны,атретий«С»,несущий
полезный сигнал и являющийся управляющим алгоритмом — с разностью хода
π/4, относительно первых двух) фокусируются в локусе, на котором находится
неоплодотворенная яйцеклетка (в нашем случае икринки кишечнополостных,
рыб,земноводных).
3.Лучи«А»и«В»(RиL—эллиптическойполяризации),внастоящеевремя,
идентифицируются с«запутанными» («сцепленными») состояниями закрытых и
индетерминированныхквантово-механическихсистем[51,52] иявляютсямодусом пространственной нелокальности, а неизбежно образующийся стоячий волновой фронт [53] идентифицируется с нелокальностью временной — в транзакционнойинтерпретацииквантовоймеханики[54].
4. Поток же «С» промодулированный управляющим алгоритмом, является по
физической сути — детерминантом квантовой системы данного пространственновременного континуума (смоделированного нами в веральном эксперименте). Неопределенныйинелокальныйпространственно-временнойконтинуум—возникает
вместепересеченияRиLлучей—нелокальногомодусаплотностейвероятностных
исходовмоделируемогопроцесса.Далее—данныеплотностивиртуальныхвозможностейколлапсируютдоодногоизсобственныхзначений,задаваемыхобменоминформациеймежду«А»и«В»потоками(поляризованнымипоRиL),являющихсяпо
сути смоделированным аналогом неопределенной, «запутанной» квантовой систе147
мы,атакжепотоком«С»—несущиминформациюопроцессахзаложенныхвформе
динамикипараметровполяуправляющегоалгоритма(модулирующегосигналаповторяющегоэлектромагнитныйслепокмоделируемогопроцесса),которыйявляется
динамическими«живым»аналогомклассическогообъекта(процесса).
5. В результате рассматриваемая нами когерентная система (лучи «А» и «В»)
приобретает,вцелом,классическиечерты,«запутываясь»всвоюочередьсинформацией управляющего алгоритма (поток «С»), который детерминирует квантовую системуисходяиззаданныхвнемсвойств.Происходитобменинформациейпотока«С»и
декогеренциявлокусе«А»«В»,всистеме«А»,«В»,«С».Врезультате«схлопываниявероятностей»идинамикиуправляемыхколлапсовданнойсложнойсистемы,подвоздействиемуправляющегоалгоритма,черезнекотороевремя—Т,наступаетнаконец
такоесостояниекогерентнойсистемы,когдаее«впределебесконечныевиртуальные
возможности»редуцируютсядоодногоизсобственныхзначенийврезультатеинтегральнойдекогеренции.Инеоплодотвореннаяяйцеклетканачинаетразвиватьсякак
оплодотворенная[55]подвоздействиемспециальноорганизованногополя!!!
Касаетсялюбыхматериальныхпроцессов,привзаимодействииполяиматериальныхсредвполномсоответствиисдиссертационнойработойВолодяеваИ.В.
на тему «Сверхслабое излучение и оптическое взаимодействие яйцеклеток и зародышей шпорцевой лягушки» на интернет ресурсе: http://www.bio.msu.ru
/res/Dissertation/71/DOC_FILENAME/volodyaev.pdf.
Приведенное выше описание управляемого партеногенеза всего лишь пример.Этовозможностьприменениярассмотренныхтехнологийбезпривязкиккакой-либодогме.
2.8 Модель технологических решений для регистрации, воспроизведения и
трансляции информации о свойствах материальных объектов
(«#Поющие кристаллы»)
Рассматриваемая модель базируется на теории кристаллов кристаллооптикиикристаллографии,акустооптикииакустоэлектроники,описываяпосутивзаимодействие между квазичастицами в кристаллах при воздействии электромагнитного излучения (в том числе, светового диапазона) с образованием периодических структур пластических дефектов-дислокаций («дифракционных решёток»),несущихполнуюинформациюофизических,химических,биологическихи
иных свойствах материальныхобъектоввзаимодействующихв системе«излучение — кристаллы — активная субстанция», согласно физическим механизмам,
представленнымнасхемах—(1)и(2)(рис.2.11,2.12,соответственно).
Технологиюнеобходиморазделитьнадваусловныхэтапа:
1.Процессрегистрацииинформацииофизическихсвойствахматериальногообъекта(активнойсубстанции)(схема1,рис.2.11).
2. Процесс воспроизведения и трансляции информации о физических свойствах
материальногообъекта(активнойсубстанции)(схема2,рис.2.12).
148
Новаятехнологияявляетсяоднимизтехническихрешенийнаучногопроизведения[Свидетельствоорегистрацииидепонированиипроизведения—объекта авторских (смежных) прав №300. Технология регистрации и трансляции информацииофизическихсвойствахматериальныхобъектов,основаннаянаспециальном способе обработки кристаллов, полупроводников и др. активных сред /
Гаврилов В.Ю., Неганов В.А., Осипов О.В., Пряников И.В., Савранский В.В. ЗарегистрировановРеестреза№1100300от07.02.2007ООО«ЮридическаяфирмаГородисскийиПартнёры»].
Краткое рассмотрение содержания технологического процесса, на примере
кристалловприведенныхнасхемерис.2.11.
1.Процессрегистрацииинформацииофизическихсвойствахматериального
объекта(активнойсубстанции)—(схема1,рис.2.11).Насхеме:
1—КогерентноемонохроматическоеимпульсноеизлучениевУФ,видимомиИК
диапазонах.Мощностьимпульсадляданныхактивныхсред(15)10-107МВт.
2—ИзлучениеИКдиапазона.
3—Излучениевидимогодиапазона.
4—ИзлучениеУФдиапазона.
5—Колебанияатомови(или)ионовкристаллическойрешётки.
6—Электроныпериодическойатомнойрешётки.
7—Фононыкристаллическойрешётки.
8 — Экситоны Френкеля (возбуждение электронной системы отдельных молекул).
9 — Неразрушающий пробой кристалла гигантским лазерным импульсом вызывающимударнуюионизацию.
10—Флуктуон(фазон).
11—Ударнаяволна,возникшаяврезультатеударнойионизациивмомент(12).
12—Фазовыйпереходвплазменноесостояние.
13—Фонон,рождённыйприпереходеударнойволнывакустическуюприудаленииотместафазовогоперехода.
14—Областьвзаимодействияколлективныхпроцессов,фиксируемаяввидепластическогодефекта(дислокации).
15—Кристаллы(например,сапфир Al2O3 спримесью Fe ;железоиттриевыйгранат Y3Fe5O12 ;кварц SiO2 ;ниобатлития LiNbO3 ит.п.).
16—Активнаясубстанция.
17—Зазормеждукристаллами.
Двазеркально-отображённыекристалла(15)соединяютсяконтактнотаким
образом,чтомеждунимиимеетсявоздушныйзазор(17)ширинойсоизмеримойс
длинойволныпадающегоизлучения,помещаютсявконтейнерзаполненныйактивной субстанцией (16) и облучаются когерентным, монохроматическим излучением (1), причем каждая грань одного из кристаллов подвергается воздействиювинфракрасном(2),видимом(3)иультрафиолетовом(4)диапазонах.Об149
лучение каждой грани необходимо в связи с тем, что кристалл обладает анизотропиейиегофизическиесвойствавразличныхнаправленияхнетождественны.
Кристаллдолженбытьогранёнтакимобразом,чтобыдвелюбыеегогранибыли
ортогональны.
Рис. 2.11.Схема1.Технологиярегистрацииинформации
офизическихсвойствахактивнойсубстанции
150
Припадениикогерентногомонохроматическогоизлученияинфракрасногои
видимого оптического диапазона определённого спектра в кристалле возбуждаютсяволнысмещенияатомов(ионов)имолекулкристаллаизположенияравновесия, сопровождающиесяобразованиемквазичастицфононов(7). Всвязи схаотичностью направлений колебаний атомов (ионов) кристаллической решётки
фононы могут интерферировать между собой с образованием стоячих волн (7).
СогласноявлениюрассеянияМандельштам-Бриллюэна,падающаясветоваяволна
модулируется на сложной периодической структуре, образованной интерферирующимифононами.Модулированнаясветоваяволна,всвоюочередь,возбуждает волны смещения и.т.д. В результате формируется сложная периодическая
структура, которая закрепляется образованием соответствующих пластических
дефектов. На этих дислокациях рассеивается, модулируясь порция квантов следующегоимпульса.Так пошаговоидетобразованиевсеболеесложныхпериодическихструктур—дефектов,фиксирующихсявкристаллеввидедислокаций.
При падении когерентного монохроматического излучения ультрафиолетового оптического диапазона определённого спектра в кристалле возбуждаются
электронныесистемыотдельныхмолекул,мигрирующиепокристаллу,нонесвязанныеспереносомэлектрическогозарядаимассы,тоестьквазичастицы,называемые экситонами (8), которые интерферируют между собой с образованием
сложныхпериодическихструктурменьшегомасштаба.
Экситоны, взаимодействуя с фононами, вносят структурные поправки в образование сложных периодических взаимосвязанных структур, численность которых возрастает при каждом следующем шаге нового возбуждения, что дополнительноусложняеткартинуобразованияификсациидислокаций.
Крометого,вколлективныепроцессывкристаллах,полупроводникахидругих активных средах вносят соответствующие поправки следующих видов взаимодействий,неотражаемыевописанииинасхемах:
−спин-орбитальноевзаимодействие;
−спин-фононноевзаимодействие;
−электрон-фононноевзаимодействие;
−фотон-фононноевзаимодействие;
−фотон-экситонноевзаимодействие;
−магнон-фононноеи.т.п.квантовыевзаимодействиячастициквазичастиц.
Перечисленные взаимодействия вносят дополнительные поправки в структурную сложность образующихся с каждым следующим шагом пластических дефектов.
Принеразрушающемпробое(9)кристаллагигантскимлазернымимпульсом
в зазоре между кристаллами активная субстанция скачкообразно переходит в
другоеагрегатноесостояние(плазму(12))свозникновениемударнойволны(11),
эпицентр которойрасположен вблизиграницы разделамеждудвумякристалла-
151
ми. По мере удаления от эпицентра квазичастицы возбуждения (флуктуоныфазоны (10)) превращается в фононы (13) (акустические волны). Эти волны, в
свою очередь, интерферируют со сложными периодическими структурами (14)
(возбуждениями, находящимися вблизи дислокаций и описываемыми квазичастицами,называемымидефектон),образованнымивкристаллеранеевпроцессе
воздействия.
С последующим шагом импульсного лазерного излучения в кристалле формируются еще более сложные структуры (пластические деформации (14)), несущиеинформациюофизическихсвойствахактивнойсубстанции(16),являющиеся
посутиголограммамивнутрикристалла,несущимиполнуюинформациюофизических, химических, биологических и иных свойствах активной субстанции (16),
которыенезависятотагрегатногосостояниявещества(16).Крометого,послелазерного пробоя, с возникновением ударной волны, сумма коллективных процессов и образование дефектов, нарастает лавинообразно. Образуется некоторая
сумма коллективных взаимодействий, корректно описать которую в настоящем
изложениинепредставляетсянивозможным,нинеобходимым.
После финального шага обработки кристалл готов к употреблению как
устройство для трансляции полной информации о свойствах активной субстанции(материальногообъекта)—(16).
2. Процесс воспроизведения и трансляции информации о физических свойствахматериальногообъекта(активнойсубстанции)(схема2,рис.2.12).Насхеме:
1—Некогерентноеестественноеилиискусственноеизлучение.
2—ИзлучениеИКдиапазона(втомчислеспектренекогерентногоизлучения).
3 — Излучение видимого диапазона (в том числе в спектре некогерентного излучения).
4—ИзлучениеУФдиапазона(втомчислевспектренекогерентногоизлучения).
5 — Пластические дефекты (дислокации) организованный как периодическая
структура («дифракционная решётка»), несущая информацию о физических, химических,биологическихииныхсвойствахактивнойсубстанцииивозбуждаемые
световым потоком квазичастицы — фононы, экситоны, поляроны, поляритоны
и.т.п.
6 — Фононы, образованные в результате взаимодействия некогерентного излученияспластическимидефектамииявляющиесяквантамиинформацииофизических,химических,биологическихииныхсвойствахактивнойсубстанции.
7—Материальныйобъект.
8—Гиперзвуковыеволны,создаваемыефононами(6).
9 — Кристаллы (например, сапфир Al2O3 с примесью Fe ; железоиттриевый гранат Y3Fe5O12 ;кварц SiO2 ;ниобатлития LiNbO3 ит.п.).
На подготовленный кристалл (9) (см.п.1) падает некогерентная естественная или искусственная электромагнитная волна (свет) (1). В этой волне содержатся спектральные составляющие ИК (2), видимого (3) и УФ (4) диапазонов.
Волна (1), взаимодействуя с пластической деформацией (5) (дислокацией), со152
держащейполную информацию обактивнойсубстанции (16)—на схеме 1, ипо
сутиявляющейсязарегистрированнойголограммойвкристалле,создаётвторичныеакустическиеволны(8)(гиперзвук),которыевзаимодействуютсматериальным объектом (7), индуцируя необходимую информацию для инициации соответствующихпроцессов.
Рис. 2.12.Схема2.Технологиявоспроизведенияитрансляции
информацииофизическихсвойствахактивнойсубстанции
153
Включаясьвмеханизмыотражения,рассеяния,поглощенияипреломления,
с возбуждением всей суммы коллективных процессов протекавших в кристалле
нафинальномшагеобработки,вмоментфазовогопереходаактивнойсубстанции
(16)-насхеме(1)илавинообразногонарастанияколлективныхпроцессов,сумма
сложныхдислокаций(5),придифрагированиинанихсветовыхлучей,полностью
восстанавливает волновой фронт, огибающая которого, условно говоря, равна
сумме паттернов спектрального состава всех коллективных процессов, рожденных в кристалле в момент ударной ионизации вещества активной субстанции
(16) и взаимодействия с квазичастицами, рожденными ударной волной и несущими информацию о физических, химических, биологических и иных свойствах
веществаактивнойсубстанции(16)—насхеме(1),всоответствиисоспектральнымсоставом(16)вмоментфазовогоперехода.
Регистрация и восстановление волнового фронта находится в полном соответствииспринципамиголографии,стойлишьразницей,чторольопорнойволныиграетвозбуждающееизлучение,апредметной—отраженные,рассеянныеи
преломленные волны световых лучей в теле кристалла. Роль опорной волны в
том числе, играет спектр естественного или искусственного некогерентного
освещения,модулированногоколлективнымипроцессамивкристалле,формируя,
таким образом, двухопорный режим голографической технологии, причём опорныеволныявляютсявэтойсхеметакжеипредметными.
Таким образом, воздействие на материальный объект (7), происходит как
посредством восстановленного волнового фронта световых волн соответствующего диапазона, содержащегося в спектреестественного и (или) искусственного
падающего освещения (1) модулированного спектром финального шага коллективных процессов, так и посредством вторичных звуковых волн (8) модулирующихсветовыеволны.
Образно выражаясь, кристалл после обработки,под воздействиемсветовых
лучей, воспроизводит«музыкальнуюкомпозицию сцветомузыкой» на заданную
впроцессеобработкикристаллатемуивоспринимаетсяорганическимиполупроводниками и биологическими кристаллами живого вещества в том случае, если
подматериальнымобъектом(7)подразумеваетсябиологическийобъект.
Втехнологиимогутбытьпримененыдругиеактивныесреды,например,полупроводникитипа:Si,Ge,атакжесоединениятипа—А3В5—(InSb)и.т.п.,атакжеихразнообразныесочетания.Вэтихслучаяхметодыобработкииприменения,
равнокакисуммаколлективныхпроцессов,происходящихвматериалахвихвзаимодействии, будут отличаться от вышеописанных и представленных на схемах
(1),(2)(рис.2.11,2.12).
Технология может быть применена в зависимости от свойств взаимодействующей с кристаллом активной субстанции, во всех сферах практической деятельности, касающейсятрансляцииинформацииофизических, химических, биологических и иных свойствах от одного материального объекта другому и подразделяетсяусловнона4фазы:
154
1.Фазавозбужденияколлективныхпроцессоввматериале(15)припадении
возбуждающегоизлучения(1)—насхеме(1).
2. Фаза возбуждения коллективных процессов в активной субстанции (16)
при лазерном пробое (9), с переходом активной субстанции в плазму (ударная
ионизация)—(12)ивозникновениемударнойволны,распространяющейсявтелокристалла—насхеме(1).
3.Фазапереносаинформацииосвойствахактивнойсубстанциивтелокристалла,засчетвключенияфононоврожденныхударнойволной(13)вколлективные процессы в кристалле и кодирование данной информации в структуре пластическихдефектовкристаллическойрешетки—дислокаций(14)—насхеме(1).
4.Фазасчитыванияитрансляциизарегистрированнойинформациивдислокациях(5),ввидегиперзвуковыхволн(8),наматериальныйобъект(7),которая
происходиткакпосредствомвосстановленноговолновогофронтасветовыхволн
соответствующегодиапазона,содержащегосявспектреестественногои(или)искусственного падающего освещения (1) модулированного спектром финального
шага коллективных процессов, так и посредством вторичных звуковых волн (8)
модулирующихсветовыеволны—насхеме(2).
2.9 Биофизические аспекты клонирования
Широкообсуждаемаявнастоящеевремяпроблемаклонированиячеловеческихэмбрионовнеимеет,нанашвзгляд,какой-либорациональнойперспективы,
если столь многогранную проблему рассматривать лишь как создание идентичной сомы, без учета индивидуальных особенностей личности, как суперпозиции
импринтовкондиционированныхвпроцессеадаптацииличностикокружающей
биосоциальнойсреде,чтовносит(кондиционирование)рядсущественныхнелинейных добавок. Таким образом, бихевиористический подход трансформируется
внелинейныесоотношениягештальтов,образуянеповторимый«тембр»индивидуальности.Проблемаидентичнойличности—вотгдепроблема.Хотя!
В60-хгодахXXвекаМак-Коннелиегосотрудникивырабатывалиупланарий
условную реакцию на включение лампочки, которое сопровождалось электрическимударом.Посколькупланарии—этоживотные,пожирающиесебеподобных,
исследователи растирали в порошок обученных планарий и скармливали необученным.Оказалось,чтопослеэтогоутакихнеобученныхпланарийусловныереакции на свет формировались гораздо быстрее, чем у их собратьев, которым
скармливали таких же необученных червей. Далее — выделенная из планарийдоноров РНК вводилась планариям-реципиентам. При этом тоже был достигнут
эффект переноса навыка. Сходные результаты были получены и на крысах
(McConnel et al., 1970). Когда же у животных вырабатывались более сложные
155
условныерефлексы(например,выборпутивY-образномлабиринте),эффектпереносауженепроявлялся.
Проблема ограниченного клонирования человеческих эмбрионов, поставленная корректно, решается, на наш взгляд, в шесть равновеликих одинаково
приоритетных технологических этапа, которые с учетом «ноу-хау», в наиболее
общемвидевыглядятследующимобразом.
Формированиебазыданных.
1. Соматический блок — консервация генетического банка данных, личностейподлежащихвосстановлениюпослесмертифизическоготела.
2. Нейрофизиологический блок — база данных по структуре нейромедиаторного пула, то есть строго специфичных, для разных видов научения белковнейромедиаторов,которыеиграютроль«указателей»,способствующихциркуляциинервныхимпульсовименнопотемпутям,которыенеобходимыдляконсолидациинейронныхцепей,свойственныхтолькоданномуиндивиду.
3.Психофизиологическийблок—базаданныхпоимеющейсясовокупности
гештальтовданнойличностисучетомпсихопатологическихпроявлений.
Трансфербазыданных.
4. Процесс клонирования, имплантация зиготы женщине-донору, внутриутробноевынашиваниеплода.
5.Сопределенноговозраста,сопределеннойпериодичностью(устанавливаемых индивидуально) сеансы специального воздействия и прием специальных
препаратов, для введения в организм соответствующей информации, моделирующейструктурунейромедиаторногопуларетро-матрицыиндивида.
Рис. 2.13. Схемадляреализациипереносатезаурусаличностиприклонировании
156
6.Сопределенноговозраста,сопределеннойпериодичностью(устанавливаемых индивидуально) всем необходимым набором психотерапевтических и психологических методов индуцируется совокупность гештальтов ретро-матрицы
индивида и формирование индивидуальной совокупности свойств личности,
включаяметод«естественногоэксперимента»иметатеатр.
В результате прохождения индивидом вышеизложенных «процедур», от
«консерва» к личности, в данном воспроизведении и (или) если хотите произведении—имеемполностьюидентичнуюоригиналукопию.
Нарис.2.13показанвариантупрощеннойсхемыдляпереносатезаурусапри
клонировании.Вкюветахнаходится«донор»иегоклон.Самикюветызаполнены
рабочей средой, обладающей свойством киральности. Передача информации от
доноракреципиентуосуществляетсяподвумотдельнымканалам.Вопервых,при
помощи непосредственного соединения кубитальных вен волоконным световодом.Вовторых,припомощиволнсправо-илевокруговымиполяризациями,распространяющимися в световоде с киральным заполнением. Излучение базового
лазера модулируется сигналом сложной формы несущим информацию о доноре
(например,ЭЭГ,ЭКГит.п.).
157
Список использованных источников к главе 2
1.ХолманскийА.С.Хиральностьиквантовыеэффектыкакфакторыморфогенеза.
// Математическая морфология. Электронный математический и медикобиологический журнал. – Т. 9. − Вып. 4. – 2010. – [Электронныйресурс]. – Режим
доступа:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-28-html/kholmanskiy2/kholmanskiy-2.htm.
2. Холманский А.С. Энергоформа. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7441.html.
3.Фрактально-резонансныйпринципдействия//[Электронныйресурс].–Режим
доступа:www.chaos-trading-group.narod.ru/chaos.htm.
4.БергЛ.С.Номогенез,илиэволюциянаосновезакономерностей,Гл.5вкн.Теория Эволюции, 1922 // [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.evolbiol.ru/berg.htm
5.КазютинскийВ.В.,БалашовЮ.В.Антропныйпринцип//Природа.–1989.−№1.
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
http://vivovoco.rsl.ru/VV
/JOURNAL/NATURE/OLD/ANTROP.HTM.
6. Холманский А.С. Электромагнитная природа релятивистских эффектов //
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sgma.alpha-design.ru/MMORPH/N19-html/kholmanskiy-2/khomanskiy-2l.htm.
7. Апофеоз ахиральности // [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9123.html.
8. Хиральная пустота // [Электронный ресурс]. – Режим
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9091.html/t_blank
доступа:
9. Холманский А.С. Адаптация растений к аномальным физическим факторам.
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
http://www.smolensk.ru/
user/sgma/MMORPH/N-23-html/holmanskiy/holmanskiy.htm.
10.Зависимостьресурсафункциональнойасимметриимозгаотвнешнихусловий
//
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
http://www.jasymmetry.com/Kholmansky_1_09.htm
11. Холманский А.С. Модель одухотворенного мироздания. // [Электронный ресурс].–Режимдоступа:www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8084.html.
12. Духовно-физический изоморфизм//[Электронный ресурс].–Режимдоступа:
www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9069.html;
158
13.ВерещагинИ.А.КоронаГамовавенчаетфизикуХХвека//Успехисовременногоестествознания.−2006.−№8.–С.29.
14. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
/?section=content&op=show_article&article_id=4135
http://www.rae.ru/use
15. Клапдор-Клайнгротхаус Г. В., Штаудт А. Неускорительная физика элементарныхчастиц.−М.,1997.−527с.
16.ХолманскийА.С.//Началаправославнойнауки[Электронныйресурс].–Режим
доступа:
http://library.by/portalus/modules/psychology/readme.
php?subaction=showfull&id=1132581314&archive=01&start_from=&ucat=1&.
17. Теофизика солнца. // [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.quantmagic.narod.ru/volumes/VOL422007/p2209.html
18. ХолманскийА.С. Особенности термодинамическихсвойствводы ибиоэнергетика//ДокладыРАСХН.−2006.−№2.−С.63.[Электронныйресурс].–Режимдоступа:http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7897.html.
19. Зависимость от температуры оптической активности физиологических растворов сахаров // Математическая морфология. 2006. [Электронный ресурс]. –
Режим
доступа:
http://www.smolensk.ru/user
/sgma/MMORPH/N-12html/holmansky/holmansky.htm.
20. Бункин А.Ф.Нурматов А.А., Першин С.М. Когерентная четырехфотонная спектроскопия низкочастотных либраций молекул в жидкости. // УФН. − 2006. – Т.
176.−№8.–С.883-889.
21.КизельВ.А.Практическаямолекулярнаяспектроскопия.−М.,1998.–254с.
22.БелоусовЛ.В.,ВойековВ.Л.,ПоппФ.А.МитогенетическиелучиГурвича:драматическаяисторияиновыеперспективы.//Природа.–1997.−№3.−С.64-80.
23.ДайсонФ.,МонтроплЭ.,КацМ.,ФишерМ.Устойчивостьифазовыепереходы.−
М.:Мир,1973.
24.Сент-ДьердьиА.Биоэнергетика.−М.,1960.−156с.
25.
АТФ-синтаза
[Электронный
http://ru.wikipedia.org/wiki/АТФ-синтаза
ресурс].
–
Режим
доступа:
26. Холманский А.С. Ресурс функциональной асимметрии мозга // Математическая морфология. – 2006. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-12-html/holmansky-4/holmansky4.htm.
159
27.Моделированиефизикимозга.//Математическаяморфология.–2006.–Т.5.–
В. 4. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sgma.alphadesign.ru/MMORPH/N-12-html/holmansky-3/holmansky-3.htm.
28.Сознаниеифизическаяреальность.−2008.−№12.–С.23-38.
29. Feldman Y, et al, Human skin as arrays of helical antennas in the millimeter and
submillimeterwaverange.//Phys.Rev.Lett.−2008.–V.100.–P.128102.
30.TakagiS.,TagawaM.Predominanceofright-handedspiralsinhumaneccrinesweat
ducts.//Japan.J.Physiol.−1955.–V.5(2).–P.122-130.
31. Холманский А.С. Дихотомия правого и левого в живых системах. // Асимметрия.−2008.–Т.2.−№3.–С.60-67.[Электронныйресурс].–Режимдоступа:www.jasymmetry.com/Asymmetry_03_2008.pdf.
32.ХолманскийА.С.,МинахинА.А.Морфологическиеифизическиефакторыасимметриивегетативнойнервнойсистемычеловека.//Всероссийскаяконференция
«Современные направления в исследовании функциональной межполушарной
асимметрииипластичностимозга».−М.,2010.−С.270-274.
33. Еремина В.В. Сравнительный анализ моментов инерции свободной и закрепленноймолекулыводы.//Кибернетическаяфизика.−2009.−№1(19).[Электронныйресурс].–Режимдоступа:http://www.amursu.ru/attachments/ics/N19_07.pdf.
34.ПершинС.М.Орто/параконверсияН2Овводеискачок«текучести»эритроцитов через микрокапилляр при температуре 36.6±0.3оС. // Сборник избранных
трудовVМеждународного конгресса «Слабые исверхслабые поля иизлучения в
биологииимедицине».−СПб.,2009.–С.89-99.
35.ВолошинВ.П.,НаберухинЮ.И.Распределениевременижизниводородныхсвязейвкомпьютерныхмоделяхводы.//Структурнаяхимия.−2009.–Т.50,−№1.−
С.84-95.
36. Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция. − М., 1975. −
456с.
37.HuangC.,WikfeldtK.T.,TokushimaT.,etal.Theinhomogeneousstructureofwater
atambientconditions.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences.[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
http://www.pnas.org/content/
early/
2009/08/13/0904743106
38.ХолманскийА.С.Галактическийфактордуховнойэволюции.//[Электронный
ресурс].–Режимдоступа:http://www.j-asymmetry.com/Kholmansky_1_09_2.htm.
39. Ядерно-химический катализ. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6303.html.
160
40. Теофизика нейтрино // Квантовая магия. − 2007. – Т. 4. – В. 2. [Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
http://quantmagic.narod.ru/volumes
/VOL422007/p2148.html.
41.ХолманскийА.С.,МинахинА.А.,ДегтяревВ.П.Моделиианалогиивфизиологии
зубов.//Математическаяморфология.–2010.–Т.9.−В.3.[Электронныйресурс].
–
Режим
доступа:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/
MMORPH/N-27html/kholmanskiy/kholmanskiy.htm.
42.ХолманскийА.С.Мифологияифизиологияалкоголя.//Сознаниеифизическая
реальность. − 2009. − №7. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-21-html/holmansky-1/holmansky1.htm.
43. Метрика приземного эфира // [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7876.html.
44.Amiry-MoghaddamM.,OttersenOleP.Themolecularbasisofwatertransportinthe
brain. // Nature Reviews Neuroscience. − 2003. − V.4. − №12. − P. 991-1001 [Электронныйресурс].–Режимдоступа:http://mglinets.narod.ru/slova2/brnWater.htm
45. Червяков А.В. Нарушение молекулярной асимметрии аминокислот (D\Lэнантиомеры) при нормальном старении и нейродегенеративных заболеваниях. //
Асимметрия. − 2010. − Т. 2. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.jasymmetry.com/Chervyakov_2_2010.htm.
46. Твердислов В.А., Яковенко Л.В., Жаворонков А.А. Хиральность как проблема
биохимическойфизики.//Рос.Хим.Журн.–2007.−Т.LI.−№1.−С.13-22.
47.Проверено13сентября2011.-см.также:Нелинейныекристаллы.
lasercomponents.ru.Архивированоизпервоисточника5февраля2012.Проверено
13сентября2011.
48.АнфимоваЕ.А.Нелинейныекристаллысдоменнойструктуройдляпараметрическойгенерациисвета//Оптикаатмосферыиокеана:журнал.—2006.—Т.
19.—№11.
49.MallikT.,etal.Synthesis,crystalstructureandsolubilityof
C6H14N4O2,C4H4O4,2H2O//ScienceandTechnologyofAdvancedMaterials:журнал.
—2005.—В.5.—Т.6.DOI:10.1016/j.stam.2005.01.001
50.NatarajanS.,etal.CrystalgrowthandstructureofL-methionineL-methioniniumhydrogenmaleate—anewNLOmaterial//ScienceandTechnologyofAdvancedMaterials:журнал.—2008.—В.2.—Т.9.—DOI:10.1088/1468-6996/9/2/025012
51.БурлаковА.В.,КлышкоД.Н.Поляризованныебифотоныкак«оптические
кварки»//ПисьмавЖЭТФ:журнал.—1999.—В.11.—Т.69.
161
52.ХартиковС.ЭПР-парыфотонов,перепутанныепополяризации.Проверено12
сентября2011–поматериаламс
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E2%E0%ED%F2%EE%E2%E0%FF_%E7%E0%EF
%F3%F2%E0%ED%ED%EE%F1%F2%FC.
53.IrvineW.,BouwmeesterD.Linkedandknottedbeamsoflight//NaturePhysics:
журнал.—2008.—№4.—DOI:10.1038/nphys1056–см.также:Популяризованное
изложениенарусскомязыке:Физикизавязалисветузлом.Лента.Ру.Архивированоизпервоисточника5февраля2012.Проверено13сентября2011.
54.CramerJ.G.Thetransactionalinterpretationofquantummechanics//Reviewsof
ModernPhysics:журнал.—1986.—В.3.—Т.58.—
DOI:10.1103/RevModPhys.58.647
55.LоebJ.,Artificialparthenogenesisandfertilization,Chicago,1913;УandelM.,La
parlhenogenese,P.,1931.
162
163
ГЛАВА 3. ПСИХОФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
3.1 Квантующие наблюдатели и квантуемый мир [1-48]
«Еслинебытьслишкомточным, можносказать,чтопроблемы«Сознание и
физическаяреальность»вакадемическойнаукекакбыинесуществует»—сэтих
слов и начинается работа, где данная проблема была адекватно рассмотрена в
статье:МосковскийА.В.,МирзалисИ.В.«Сознаниеифизическиймир»,вкниге:[Сб.
статей«Сознаниеифизическиймир»(Вып.1)—Подред.А.Е.Акимова//Межотраслевой научно-технический центр венчурных нетрадиционных технологий //
МНТЦ ВЕНТ — М.: Изд-во Агентства «Яхтсмен», 1995, С. 8-35]. Материалы из вышеуказанной работы приведены в этом разделе и предлагаются Читателю на
языке и понятиях текста первоисточника, далее расширенные и дополненные в
главе 3 — всей базой приведенной библиографии [1-152], включая литературу
первоисточников.
Между тем возможная связь сознания и материи обсуждалась довольно активно[1-14],имывыделимдванаиболееважныхаспектаэтойтемы.Первыйиз
нихсвязан спроблемой, так называемой, редукцииволновойфункции вквантовоймеханике.Это— оченьстарыйвопрос,которыйстоялособенноостровпроцессестановлениятеории,продолжаетпривлекатьвниманиефизиковивнастоящеевремя[15-17].
Принятосчитать,чтоэволюцияквантовойсистемы,описываемаяуравнением Шредингера, имеет вполне детерминированный характер. Но в момент изменения,припереходесистемыводноизконечныхсостояний,невозможноуказать
заранее, какой выбор будет сделан. Более того, считается, что причины, влияющие на исход этого события, не только неизвестны, но попросту отсутствуют
(квантовыйиндетерминизм).Инымисловами,втакоймоментсостояниемирана
мгновениекакбыперестаетподчинятьсязаконамприроды,внепрерывнойцепи
причиниследствийвозникаетнеустранимыйразрыв.Ссамогоначалабылоясно,
чтоэтанапервыйвзглядлокальнаяпроблемаестьосновательнаябрешьвсамих
концептуальных основах не только физики, но и всего естествознания. Поэтому
напротяжениидесятковлетонаслужитпредметоможивленныхдискуссий.
Второйсвязанстем,чтовквантовойфизикедействуетпринципсуперпозиции,согласнокоторому,еслисистемаможетнаходитьсявквантовыхсостояниях,
описываемых функциями 1, 2 , ..., k , ... , то она может находиться и в состоянии,
соответствующем линейной комбинации этих функций. Поскольку коэффициентывкомбинациисутькомплексныечисла,даннаякомпозициянеестьчистомеханическая смесь, а результат особого рода интерференции потенциальных возможностей,тоестьквантовая когерентность.
164
Нагляднойиллюстрациейсвойстваинтерференциипотенциальныхвозможностей служитклассический примеринтерференциичастиц,например,фотонов,
наэкранесдвумящелями.Распределениеотсчётовтаково,какеслибыповедениемкаждогофотонауправлялаволна,взаимодействующаясамассобойпозаконам
волновойоптики.Втакомвзаимодействииучаствуютальтернативные,исключающие друг друга возможности (фотон может лететь только через одну щель).
Следует отметить, что свойство квантовой суперпозиции лишено наглядности,
посколькуздесьскладываютсяневероятности,аволновыефункции  .Примерс
дифракцией фотонов — один из немногих, который можно хоть как-то изобразить.
Таким образом, если буквально следовать структуре квантового формализма, то весь мир как бы распадается на два. Первый — своего рода квантовое зазеркалье, где одновременно существуют и по своеобразным законам взаимодействуют потенциально возможные состояния Вселенной. Эволюция этого мира
описывается, например, уравнением Шредингера, так что можно говорить о непрерывномпотокеинтерферирующихпотенциальныхвозможностей,«виртуальныхпутей»,«теней»,«облаковвероятностей»ит.д.ит.п.—наборметаформожно
продолжить, но главное здесь в парадоксальном, невозможном в классическом
миревзаимодействиитого,чегокакбыинет.Второйплан—этореальный,микроскопическиймир,пространстводействительныхсобытий,вкоторомнетместа
неопределенности, двусмысленности, а если это и возможно, то лишь благодаря
нашемунезнаниютого,чтопроисходитнасамомделе.
Мывидим,чтовиртуальныймиркореннымобразомотличаетсяотреального.Преждевсего,оннеизмеримомощнееибогаче.Так,еслипоследовательность
реальных событий уподобить соло на музыкальном инструменте, то квантовый
аналогподобенсимфонии,партитуракоторойсодержитбесчисленноемножество
мелодий.
Где же проходит граница между двумя мирами? Что превращает потенциальное в реальное? Если такое превращение – некий физический процесс, которыйсуществующаятеорияпоканевсостоянииописать?Здесьцелыйкругвопросов, группирующихся вокруг проблемы редукции волновой функции. Подавляющее число теоретиков считает, что граница между виртуальным и реальным
должна проводиться из масштабных соображений. Грубо говоря, классический
мир—этомирбольшихмакроскопическихтел,длякоторыхквантовыеэффекты
несущественны, а переход из потенциального в реальное происходит, например,
привзаимодействиимикрочастицсприбором.
Междутемрядтеоретиков,такиекакЮ.Вигнер,Д’Эспаньяидр.,считают эту точкузрениянедостаточнопоследовательнойи,сточкизренияквантовой идеологии, внутренне противоречивой. По их мнению, логически завершенная система взглядов требует считать, что и макроскопический приборпослевзаимодействиясквантовымобъектомтакжедолженбытьописан
165
суперпозицией несовместимых состояний (сюжет, блестяще обыгранный Э.
Шредингером в его знаменитом «парадоксе кота»). Окончательное «схлопывание»волновогопакетапроисходиттольковсознаниинаблюдателя.Только
сознание обладает уникальным свойством — сознавать самое себя. Именно
способность к интроспекции и служит стартовым механизмом для перехода
всей системы микрообъект – прибор – сознание в определенное состояние
[10-14].
Аналогичнотому,какэкрандаетвозможностьфотонамизсветовогопотока
приобрестиопределенноеместовпространстве(которогоонидовзаимодействия
с ним просто не имели), сознание наблюдателя останавливает виртуальный поток,внезапно«замораживая»его.Сэтойточкизрения«принципреальности»содержитсяневфизическоммире,авплоскостисознания.Линиядемаркациимеждупотенциальнымиреальнымпроходитнепомасштабной(микро-макро)оси,а
между физическим (эфемерным) и, так сказать, психическим, сознательным (реальным!).
Неменеерадикальныйподходразвиваетсявконцепции Эверетта.ХьюЭвереттIII(англ.HughEverettIII,11ноября1930—19июля1982)—американский
физик, первым предложивший в 1957 году многомировую интерпретацию квантовоймеханики,которуюонназвал«относительностьюсостояния»;оставилфизикупослезавершениядокторскойдиссертации,неполучивдолжногооткликаот
физического сообщества; развивал применение обобщённых множителей Лагранжа в исследовании операций и занимался коммерческим внедрением этих
методовкаканалитикиконсультант.Досихпорестественным,какбысамособой
разумеющимся, свойством Вселенной предполагалась ее единственность, уникальность—никому изфизиковнеприходиламысльусомнитьсявэтом.Между
тем,исходяизвесьмаглубокихсоображений,Эвереттпришелквыводу,чтонекоторые проблемы теоретической физики получают неожиданное решение, если
предположить, что наш мир не уникален, но существует в бесчисленном множестве равноправных копий [18-20]. Мы наблюдаем лишь одну из них. Роль сознания в таком мире — кардинальна. Оно выбирает один сценарий мира из сонма
возможных. Благодаря такому подходу появляется, в частности, оригинальный
способ устранения квантового индетерминизма. Согласно Эверетту, в каждом
квантовомпереходереализуютсясразувсевозможности—миррасщепляетсяна
столько копий, сколько вариантов есть у данного квантового перехода. Копии
идентичны(заисключениемоднойдетали),существуютсамостоятельноивовсех
отношенияхравноценны.Возникаетвопрос:почемужемыневидимрасщепления
мира—ведьнаблюдаетсятолькооднакопияизмногих.
Ответ таков: сознание наблюдателя каждый раз оказывается в одной из
возможных ветвей. Эверетт предложил остроумную аналогию: наблюдатель,
находящийсявзакрытойкаютеравномернодвижущегосясудна,незамечаетего
движения. Согласно принципу относительности, с равными основаниями можно
166
говоритькакто,чтокорабльравномерноприближаетсякберегу,такичтоберег
движетсяккораблю.
Подобно этому с равным основанием «то, что происходит», можно трактоватьикакдвижениесобытийногорядамимонеподвижногосознания,икакпереходсознаниясоднойветвимиранадругую.
Следуетотметитьхарактернуюособенностьэвереттовскойкартинымира:в
ней также появляется и служит существенно необходимым элементом всей конструкциистольнеобычнойдляфизическойтеорииобъекткаксознание.
Необходимо,конечно,иметьввиду,чтопривсейсвоейкажущейсяэкстравагантности идея, что сознание участвует в редукции волновой функции, не есть
нечто случайное. Появление этой идеи обусловлено весьма и весьма глубокими
причинами. Речь здесь вовсе не идет о непосредственном давлении каких-то
необъясненныхэкспериментальныхфактов,носкореесвнутреннейлогикиквантовойтеории,вконтекстекоторойпозицииВигнераиЭвереттанетольконевыглядят абсурдными, но есть всего лишь достаточно последовательное ее развитие. Ивсежечеловеку, далекомуотфундаментальныхпроблемквантовоймеханики, эта тематика может показаться несколько схоластической, оторванной от
действительныхпроблемсовременнойнауки.
Междутем,начинаястридцатыхгодоввфизикесуществуютиуспешноразвиваются так называемые теории прямого взаимодействия частиц (они также
имеютназваниесовременныхтеорийдальнодействия)[21-25].Ихпринципиальная новизна состоит в предположении о формальном равноправии запаздывающихиопережающихрешенийволновогоуравнения.Фактическиэтоозначает,что
втакогородатеорияхнарядусобычным,привычнымнампричиннымпотоком—
отпрошлогокбудущему,вводитсявигруиобратныйвовременипоток—отбудущегокпрошлому.Конечно,самыйпервыйвопрос,накоторыйдолженбытьполученответ:почему же, несмотря на формальнуюсимметрию двухкомпонент, в
действительностинаблюдаетсялишьзапаздывающаякомпонента?Этаключевая
проблемабыларешенаУиллеромиФейнманом[21,22].
Признавая реальность опережающей компоненты, создающей «обратную
стрелу»временивлокальнойсистемекоординат,мысклоняемсяктому,чтонаша
вселеннаяимеетсущественноесходствосмодельюУиллера-Фейнмана.Этомир,в
котором уже все произошло, даже будущее, которое в известном смысле уже существует. Здесь все жестко связано, причем «жесткость» такой связи гораздо
больше,чемвмирелапласовскогодетерминизма,посколькуонаскрепленадвумя
причинными потоками – прямым и обратным. В нем нет места ни для слепого
случая, ни для свободной воли, но есть лишь иллюзия такой свободы, причем в
соответствии с духом теории, мы также должны полагать, что причина этой иллюзиитакженеодолима,какивсепричинывэтомпредвечносостоявшемсямире.
Эта особенность модели была осознанна уже на первых этапах формирования теории. Один из ее создателей — немецкий физик Тетроде — подчеркивал:
«Солнценеизлучалобы,еслибыонобылоодновпространстве,иникакиедругие
167
тела не смогли бы поглотитьего радиацию» [23].Мандельштамнаписал вте же
годынечтооченьпохожее[26]:
Бытьможет,преждегубужеродилсяшепот
Ивбездревесностикружилисялисты,
Ите,комумыпосвящаемопыт,
Доопытаприобреличерты.
Обсудим теперь возможность влияния волевого усилия оператора на удаленные от него объекты и процессы. Волевое воздействие как бы вторгается в
причинно обусловленный ход событий. Поэтому здесь предпочтительна такая
модельмира,котораябольшепохожанаквантово-механическую.Втакоймодели
есть место и для представления о свободе воли. Когда нет жесткой предопределенности,фатальнойпредрешенности,понятиеэтонекажетсяабсурдным.
Видимо,искомаякартинамирадолжнасовмещатьнесовместимое:бытьодновременноидостаточнопластичной,допускатьвозможностьзазороввпричинных цепях, но вместе с тем и предельно жесткой, застывшей. Такими ресурсами,
по-видимому,иобладаеттакназываемая«синтетическаямодель»[27].Онасочетает два подхода — эвереттовский и развиваемый в современных теориях дальнодействия. Множество возможных состояний вселенной образует континуум
(потенциально) равноценных эвереттовских копий, каждая из которых есть мир
Уиллера-Фейнмана.Внутрикаждойизкопийвсесобытияужепредрешены,состоялись. Внутренняя жесткостьконструкции реализуется,как мывидели,двойной
причинно-следственнойсвязью(двапотокапричинности).
Что же порождает иллюзию течения событий? Возможны два равноценных
и, по сути дела, неотличимых подхода: движение мировой линии мимо «неподвижного»сознания,идвижениесознаниявдольмировойлинии.Этидверавноправные точкизрениясоответствуют двумсосуществующимвевропейскойтрадиции концепциям времени. Первая наиболее ясно сформулирована в специальной теории относительности. Здесь под временем понимают то и только то, что
показывают различного родачасы.Другой подход развит, например,вфилософскихсистемах А. Бергсона [28, 29], М.Хайдеггера [30]. Тогда иквантовый скачок
можнообъяснитьнетолькокак«предъявление»наблюдателюоднойизвозможных копий, но и как смещение сознания с одной ветви на другую. Нам остается
добавить «очень немного»: предположить, что сознание до некоторой степени
способно влиять на направление такого смещения и его, так сказать, интенсивность.Иволевоеусилиеможнотрактоватьнетолькокаквоздействиенаходобъективных событий, но и как целенаправленное перемещение внутри «каталога
возможностей»ктемкопиям,которыесоответствуютжелаемомуисходу.
Сознание можно уподобить легкой частице, увлекаемой потоком жидкости:
здесь«естественныйходвещей»соответствуетдвижениюполаминарнымлиниям,а
попыткипереходасоднойтраекториинадругуюдолжнысопровождатьсяимпульсом,
168
перпендикулярнымпотоку.Еслитакойимпульсневелик,будущееболее-менеепредсказуемо, но и «волевые усилия» не приводят немедленно к заметным изменениям:
«каталогвозможностей»устроентак,чтокопииобразуютнепрерывноеидостаточно
плотное множество, а, значит, лишь продолжительные и однонаправленные усилия
могутдатьрезультат.
Авторы хорошо понимают, что рассмотренные здесь подходы весьма неординарны,ноунихесть,нанашвзгляд,дваважныхпреимущества.Первоемыуже
обсудили — возможность разрешения психофизического парадокса. Второе состоитвтом,чтоздесьнаходитдостаточноестественноеобъяснениетакназываемыйфеноменретроактивности.Егоможнорассматриватькакразновидностьтелекинеза(психокинеза),новданномслучаеречьидеткакбыовлияниинасобытия,происходившиевпрошлом.
Обсуждая возможность ретроактивного, то есть обратного во времени действия, дискутируется в связи с работами Г. Шмидта [31-40]. Сам Г. Шмидт рассматриваетдвегипотезы:возможностьобратногововременипсихокинетического воздействия и вигнеровскую концепцию квантового коллапса, склоняясь ко
второйточкезрения[36-38].Ясно,чторезультатыопытовГ.Шмидтанаходятив
нашей модели естественное описание, поскольку эвереттовский подход можно
рассматриватькакоднуизконкретныхреализацийобщейидеиВигнера.
Невозможноизменитьсодержаниеужеотснятогофильма.Ничегонемешает
нам, однако, выбрать кинофильм с заданным содержанием, ведь вариантов их
бесчисленное множество. Тогда нет принципиальной разницы,по какому критерию—соответствиюпрошлыхилибудущихсобытий—делаетсявыбор.Врамках
однойкопиисобытияпринципиальнонеотличаютсядруготдруга,ведьотличие
прошлогоотбудущеговцепяхпричинностивесьмаусловно.
Рассмотренная здесь модель мира не только открывает перспективу решения каких-то вопросов, ноипорождаетмного новых. Вданной работемыне будемподробноихобсуждать,ограничимсялишьсамымикраткимизамечаниями.
Читатель,преждевсего,можетсказать,чтонарисованнаянамикартинавыглядитслишкомфантастично.Ведьнетольковнаучнойпарадигме,ноиспозицииобычногоздравогосмысласознаниеиматерия—вполнеавтономныесущности.
Всемясно,чтосознание—пассивныйнаблюдательтого,чтопроисходитвне
него. Это как бы зритель, сидящий в зале кинотеатра. Здесь наблюдаемое и
наблюдающий разделены пространством кинозала, и объединены только потоком фотонов из проекционного аппарата. Лишь когда художественный уровень
фильма достаточно высок, может возникнуть иллюзия соучастия. Впрочем, это
своего рода фокус, мираж. Вот сеанс окончен, в зале зажигается свет, и публика
направляетсяквыходу,навстречу,таксказать,объективнойреальности
Для сторонников философского реализма данная схема абсолютно верна.
Для авторов схема верна, но лишь, как первое и, пожалуй, второе приближение.
Когда же речь заходит о третьем порядке, то тут уместно вспомнить квантово-
169
механические аргументы, исходя из которых внешний мир в некотором смысле
есть «иллюзия», иными словами, на каком-то фундаментальном (и пока недоступномнашемуразумению)уровненаблюдаемоеинаблюдающийсовпадают.
Какженамбытьсэтоймножественностьюподходов?Можно,конечно,твердозанятьоднуизкрайнихпозиций,нохотелосьбыиметьболееширокийвзгляд,
прикоторомвсеточкизрениянаходятсвоезаконноеместо.
Будемопятьрассуждатьпоаналогии.Свет—волнаиличастица?—ответна
этотвопросзависитотконкретныхусловийпроведенияэксперимента,тоестьот
сочетаниянекихпараметров,определяющих,какиесвойствадоминируют.Значит
идляобсуждаемогонамивопросабылобыхорошопонять,какиежефакторысущественныдлявыбораразумнойпозиции.
Можно предположить, что при прочих равных условиях таким параметром
является время. Не существует абсолютно замкнутых систем, но с другой стороны,длядвухчастейединойсистемыможноуказатьтакойпромежутоквремени,в
течениекоторогоихдопустимосчитатьавтономными.Чемменьшеинтервал,тем
точнее«адиабатическоеприближение».
Чемменьшерассматриваемыйпромежутоквремени,темпредпочтительнеепозиция философского и физического реализма. Весьма слабая, но экспериментально
обнаруживаемая зависимость хода физических процессов от сознания может быть
найдена за время, характерным масштабом которого служит, например, продолжительностьсерииопытовШмидтаилиДжанаиДюнне[3],тоестьнесколькомесяцев.
Чембольшерассматриваемыйпериод,темболееверното,чтосознаниенетолькопассивныйнаблюдатель,новсевбольшейстепении,таксказать,авторсценария.Здесь,
видимо,масштабызаведомобольше,чемвремячеловеческойжизни.Нетруднопривестимногосвидетельстввпользусправедливоститакоговзгляда,новсеонипотребуютотнасвыходазарамкистатьи.Вработе[4]ДжаниДюннеисходятизтого,что«реальность возникаеттольковрезультатевзаимодействиясознаниясосвоимокружением».Поэтомукакконцептуальныйаппарат,такиформализмквантовоймеханики,
которыепервоначальнобылипредназначеныдляописаниячистофизическихфеноменов,оказываютсяпригоднымидляпредставленияобщиххарактеристиксознания,
взаимодействующегосокружением.Общаятеоретическаясхемавыглядиттакимобразом: сознание моделируется квантово-механической функцией Шредингера, его
окружение — соответствующей формой потенциала. Тогда уравнение Шредингера
задаетсобственныефункцииисобственныезначения,которыезатемиинтерпретируютсякакпредставленияэмоциональногоикогнитивногоопытаиндивидуального
сознаниявданнойконкретнойситуации.Каксчитаютавторы,втакомконтекстецелый ряд традиционных тем квантовой механики (дуализм волна-частица, принцип
неопределенности и т.д.) получают неожиданный и интересный смысл, описывая
опытколлективногоииндивидуальногосознания.
Если мы предположим, что сознание — активный участник формирования
физическойреальности,снеизбежностьювозникаетивтораяпроблема.Одноиз
еёпроявлений—известный«парадоксдругаВигнера».Сутьегооченьпроста:по-
170
чему разные наблюдатели, исходя из равных, так сказать, центров наблюдения
имеютделособщейфизическойреальностью?Подобныйжевопросвозникаетв
эвереттовской модели мира: можно ли считать, что разные наблюдатели существуют водной ветви возможныхисходов? Ясно, чтоэтии множествоподобных
вопросов должны возникать, как только мы переходим от позиции добротного
физическогореализмакмоделивигнеровскоготипа.
Естьнескольковозможностейрешенияэтойпроблемы—укажемдве,визвестном смысле,предельноразличных. Перваяможетсостоять, например, в том, чтопоставленный в парадоксе Вигнера вопрос трактуется в духе квантовой идеологии, не
имеющийпрямогоэкспериментальногосмыслаи,следовательно,априорный.Вторая
—принятьвкачествегипотезы,чтоотдельные,кажущиесяавтономнымисознания,
автономны лишь в известных пределах, но составляют части некоего единого поля
сознания.Ясно,чтотакойподходобещаетобъяснитьмногое,хотяивыходитдалекоза
пределы не только физической теории, но и философствования, опирающегося на
естественнонаучныйматериал.Этотневполнеприемлемыйврамкахнаучнойпубликацииходмыслейинтересентем,чтоздесьвидныточкинаибольшегоестественного
сближения подходов, вырастающих из европейской научной традиции и восточных
метафизических концепций. Сделаем еще несколько осторожных шагов в этом
направлении.
МирЭверетта—этомир,вкотороместьвсе.Нотам,гдеестьвсе,посутинет
ничего. Определенность, уникальность мира требует существования какого-то
выбирающего или конструирующего принципа, рассекающего весь мир на тот,
который«есть»,итот,которыйлишьмогбыбыть.Этосоразмерное«всемумиру»
сознание и есть тогда действительный источник времени мира и его законов.
Движение мира есть движение этого глобального сознания [13]. Бесконечный
скачокотнегокотдельныминдивидуальнымсознаниямкажетсянестольнепреодолимым, если допустить, что пропасть отнюдь не пуста, а заполнена нисходящимивосходящимтокамисознания.Такоевнутреннееродствоиндивидуальных
сознанийпозволяетнампонять,почемужемиры,вкоторыхнаходятсебяотдельныеиндивидуальныесознания,оказываютсячастямиодногобольшогомира.
Тогда мир, в котором мы себя обнаруживаем со всем комплексом физических, астрономических, геометрических и т.д. и т.п. законов, «начальных и граничных условий»—этоне толькорезультат эволюцииэтогомира,ноитог движения по некой траектории коллективного сознания в фазовом пространстве
возможныхмиров.
Впоследниегодыусилиявыдающихсятеоретиковнаправленынасоздание
такойвсеобъемлющеймоделимира,вкоторойвсемногообразиезаконовприродывыводилосьбыизминимальногочислауниверсальныхпостулатов.Эмпирическойосновойздесьслужат,главнымобразом,данныеастрофизикиифизикиэлементарных частиц. Закономерен вопрос: может ли будущее «великое объединение»бытьуспешноприигнорированиипроблемысознания?
Изолированная система, абсолютно твердое тело, плоское пространство —
понятия вполне законные, но лишь в пределах определенного круга проблем.
171
Вселенная,вкоторойнеттого,чтомыназываемсознанием—такаяжетеоретическая абстракция,какивсеперечисленные.Тогданекажетсяабсурднойзадача
построения естественнонаучной картины мира, в которой материя и сознание
образовали бы такое же органическое единство, как сильные, слабые и электромагнитныевзаимодействиявединойтеорииполя.
На настоящий момент времени, на наш взгляд, сформулированы идейные
основы трёх относительно независимых научно-исследовательских программ,
длякоторыхрешениеэтойзадачи,еслинеглавная,тооднаизперспективныхцелей. Первая представлена циклом теоретических и экспериментальных работ,
проведенных в Принстонском университете под руководством Р. Джана [1-4].
Втораяпрограмма—технологиямиHAARP,очёмпойдётречьвследующейглаве.
И,наконец,третьяпрограммаразвиваетсякаксущественнаячастьисследований
киральныхустройствивзаимодействий,рассмотренныхвпервойглаве.
Впервые представление о «кручении» как объекте физической теории возникловизвестнойработеЭ.Картана[41].Вконцепятидесятыхгодовбылипредприняты попытки построить теорию гравитации с «кручением». Т. Киббл [42]
указала на возможную зависимость «кручения» пространства-времени с собственныммоментом импульса.Взрывнойрост числа публикаций последовалпосле статей Копчинского [44] и Траутмана [45], рассмотревших космологические
следствиятеории(устранениесингулярности).Кнастоящемувремениопубликованоогромноеколичестворабот,посвященныхэтойтеме.
ВизвестнойстатьеГ.Шмидтпредложилгипотезу,согласнокоторойнейрологические модели сознания связаны с коллапсом волновой функции [36]. ВпоследствииэтаидеябыларазвитаО.К.деБорегаромвконтекстепредставленийо
роли опережающих потенциалов в явлении эйнштейновской корреляции [46].
Возможная роль явления квантовой нелокальности в нейрологии обсуждалась
ранее в [27]. Сравнительно недавно авторами было выдвинуто предположение,
что, по крайней мере, некоторые проявления квантовой нелокальности могут
быть рассмотрены в контексте киральных представлений и, в частности, были
предложены схемы экспериментов для проверки предположения о том, что волновойколлапссопровождаетсякиральнымвозмущением.Такимобразом,появляетсяеще один аспект,вкоторомгипотезаокиральнойприродевзаимодействий
сознанияифизическойреальностиможетбытьконкретноразработана.
Существенным элементом рассмотренной нами модели мира служит представление о реальности опережающих волн. В формальный аппарат теории обе
компонентывходитсимметрично.Еслиизлучениеданноготипапоглощаетсядостаточносильно,тоблагодарявзаимодействиюсвеществомвселеннойопережающая компонента, исчезает. Критерий достаточности можно сформулировать,
например, так: если излучение, испущенное из некоторой точки, не имеет никаких шансов выйти за пределы вселенной, то в данном месте будут наблюдаться
только запаздывающие волны. В ином случае наблюдается и опережающая компонента.Такимобразом,можетсуществоватьнекоторыйфизическийагент,имеющий опережающую компоненту и, следовательно, поглощающийся веществом
172
вселенной существенно слабее, чем поля, ответственные за четыре рода фундаментальныхвзаимодействий.
Есть серьезные теоретические и экспериментальные основания полагать,
что таким посредником является киральное поле, поскольку механизм его взаимодействия с веществом существенно отличается от, например, электромагнитного.Результатыпроведенныхранееэкспериментовтожеможнотрактовать,как
наличие такой компоненты [47, 48]. Это означает, что если рассмотренная нами
модель мира в общих чертах соответствует действительности, его причинноследственная ткань пространственно-временного континуума имеет киральную
основу.
Известно, что когда в физике появляются новые взаимодействия, или, как
говориливпрошломвеке,новыйродсил,топоначалуэтоможетвосприниматься
лишькакнебольшоедобавлениекужесложившейсякартинемира.Вконцеконцов оказывается, что такое событие с неизбежностью приводит к радикальному
изменениюнашегопониманияустройствавселенной.
Можнопоэтомунадеяться,чторазвитиетеории киральных взаимодействий,
как всеобщего свойства объективной реальности, приведет к более глубокому
пониманиюпоследней.
От авторов книги.Раздел3.1,вчастности,компилированизработМосковского А. В. и Мирзалиса И. В., публикации которых, есть на ресурсах:
http://www.ligis.ru/librari/1839.htm, http://metaetika.ru/news591, http://svitk.ru/
004_book_book/4b/1099_moskovskiy-soznanie_i_fiziheskiy_mir.php)инезначительно
видоизменендляприемственностисмысла.Материалыданныхавторовприведеныивразделе2.1главы2книгыГавриловВ.Ю.,НегановВ.А.,ОсиповО.В.,ПряниковИ.В.ОбъективнаяреальностьТоры.—М.:Сайнс-Пресс,2008.—104с.,очемв
самомначалеразделаданасоответствующая(ксожалению,неоченькорректная)
ссылка.Статья:МосковскогоА.В.иМирзалисаИ.В.«Сознаниеифизическиймир»,
вкниге:[Сб.статей«Сознаниеифизическиймир»(Вып.1)—Подред.А.Е.Акимова
//Межотраслевойнаучно-техническийцентрвенчурныхнетрадиционныхтехнологий // МНТЦ ВЕНТ — М.: Изд-во Агентства «Яхтсмен», 1995, С. 8-35] является
раритетнойредкостьюиплохочитаемаворигинале,заисключениемуказанных
намиинтернет-ресурсов.Ксожалению,работыэтихсерьезныхученыхнеполучилиширокогораспространенияицитированиявакадемическихкругах,всилуипо
причине многих субъективных обстоятельств. Авторы настоящей монографии
всюсвоютворческуюжизнь(совместнос ПряниковымИгоремВикторовичем),в
памятькоторогоинаписанаэтакнига,ставилисебезадачупоразвитиюданного
творческогонаследияиегопрактическомуподтверждению!Чтоинашлосвоеотражение в этой книге, на примерах приведенных формул, рисунков и схем в результатемногочисленныхапробацийиэкспериментовповыполненнымнаучно–
исследовательскимэкспериментальнымработам(НИЭР)—набазеконцептуальныхосновсформулированныхвработахМосковскогоА.В.иМирзалисаИ.В.
173
3.2 Квантующие механизмы голографической модели мозга
Живыесистемыимеютсложнуюивзаимосвязаннуюиерархиюорганизацииот
геномногоуровнядоорганизменного.Налюбомуровнеорганизацииживойсистемы,
т.е. молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, системном или организменном,обнаруживаютсяпроявлениястабильностиинепостоянствакаквструктурном,
такивфункциональномпроявлениях.Процессы,постояннопротекающиенаразличныхуровняхживойсистемы,обусловленыгенетическойпамятью,котораясодержитсявДНК.Дажевысшиеформыпроявлениямозговойдеятельности,такиекак,например, долговременнаяпамятьструктурноописываетсявнастоящеевремянестолько
наклеточном,какнамолекулярномуровне.Клеточныйуровеньдолговременнойпамятипредставляетсобойобразованиеновыхаксонныхколлатералей,новыхсинапсов
дляпоступленияинформациикразныммозговымучасткам.Молекулярныйуровень
формирования долговременной памяти объясняется образованием новых молекул
нейропептидов,всегдасвязанныйспролиферациейотдельногооперонаДНКиссинтезомновойи-РНК.Геномсчитаетсянаиболеестабильнойструктуройвживойсистеме. При этом представления о незыблемой стабильности генома самым удивительнымобразомразвивалисьиразвиваютсянафонепредставленийомутациях,дрейфе
геновимногомдругом[49].
Модели нейрологической памяти допускают вероятность изменения всей
нейрофизиологической и биохимической структуры, если информация попадает
тольконаодинееэлемент.Онтогенетическийопыт,накопленныйвдолговременной
памяти, может бытьзаключен либов моделиконкретных связей междунейронами,
либовмоделипроцессуальныхвзаимодействий.Развитиементальнойсферычеловекапроисходитнафонефункциональныхпроявленийцентральнойнервнойсистемы
(ЦНС),которыевсвоейвнутреннейосновеопираютсянасвоеобразные«вшитые»системы,например,схемытелаимногоедругое.Показателемпластичностизвеньевживойсистемыиихвысокойадаптационнойвозможностиможносчитатьстабильность
инестабильностьразличныхуровнейорганизациисистемы.
Концепция, являющаяся теоретической основой описываемых эффектов
квантовой информационной системы, базируется на том, что наиболее существенныеизменениявживойсистемемогутпроисходить,еслиобъектомвнешнего воздействия окажутся глубинные, а именно молекулярные уровни организации. При этом молекулярный уровень организации живой системы представлен
какматериальной(вещественной),такифантомнойилиполевойорганизацией.
Такиеявления,какфантомныйлистовойэффект,лазерноеизмерениехромосом,
мобильные диспергированные гены, «водные эквиваленты» различных форм ДНК,
солитонынаДНКтрактуютсяспозицийфункционированиягеномакакголографического биокомпьютера. Данные явления описываются в многочисленных работах ГаряеваП.П.иприводятсянамивданномразделе,внижеприведенномматериалевстилеирежимепервоисточника[49-70].Например,скнигой:ГаряевП.П.Волновойгеном
// Общественнаяпольза,1993,можноознакомитсянаресурсах:http://padabum.com/
d.php?id=56891иhttp://padaread.com/?book=56891&pg=1,амонографию:ГаряевП.П.
174
Волновой генетический код. М.: 1997. — 108с., можно найти на ресурсе:
http://naturalworld.ru/kniga_volnovoy-geneticheskiy-kod.htm.
Считалось,чтогеном—этонаиболеестабильнаяструктураорганизма,устойчиваяименнопотому,чтообеспечиваетнаследованиепризнаковродителейупотомства.
Оказалось, что эта стабильность удивительным образом сочетана с непостоянством
[49].Геномподвиженнавсехуровнях,начинаяотопределенныхпоследовательностей
ДНК(мобильныедиспергированныегеныидругиеподвижныеучасткиполинуклеотида), вторичной структуры ДНК (взаимопереходы А-, В-, Z-, С-, Ψ-, U-форм), а также
предрасплетеннаяееформа[50],кончаявысшимижидкокристаллическимиидругимилабильнымитопологиямиДНКвсоставехромосом[51,52].УпраздненадогманеобратимогосчитыванияинформацииДНК-РНК-БЕЛОК:транскрипцияидетнетолько
сДНКнаРНК,ноивобратномнаправлении.Поколебаласьидругаяистина—нетолькобелкиявляютсяферментами,ноиРНК(аутосплайсинг,рибозимы).Несуществует
убедительногообъяснениятомуфакту,чтобольшаячастьДНКвгеномевысшихбиосистем(до95-98%)несодержитгеновиявляетсякакбы«эгоистической»,т.е.воспроизводящейсамоесебя,нонеиграющейкакой-тодругойроли.Покрайнеймере,сейчас
нетопределенныхданныхоточнойроли«эгоистической»ДНК[53].
СериюэтихнеожиданностейзавершаютданныеохромосомнойДНКкакобиолазересперестраиваемымидлинамиволнизлучаемыхполей(300-800нм)[54],что
подтверждает активно оспариваемые теоретические положения о когерентных состоянияхвбиосистемах[55]иополяхорганизаторахэмбриогенеза[56].
Построим ряд экспериментальных фактов и теоретических исследований,
которыесопоставляютсясвышеизложенным.
Эксперименты по«фантомномулистовому эффекту»[57]. Онпроявляется в
том,чтоживойлист,еслиотнегоотрезатьчасть,вопределенныхэлектрических
поляхгенерируетвидимоеглазомификсируемоефотопленкойфантомноеизображение—точнуюкопиюотрезаннойчасти.
Теоретическая работа [58], в которой математическим методом артефакта
доказывается, что генетический немитохондриальный код эукариот обладает
мощнымигрупповымисимметриями, указывающимина несвойственную геному
искусственную(экзобиологическую)интеллектуальнуюсемантическуюнагрузку.
Теоретическая работа [50] по структурированной воде в биосистемах и ее
фрактальномуроступоказано,что«вода»,подобнаяльдуивзаимодействующаяс
биополимерами типа ДНК, РНК, коллагена, фосфолипидов, в виде деспирационных модулей («модульБульенкова») образуетнепрерывные структуры, которые
потопологии,метрикеисимметрииполностьютождественныэтимполимерам.
В работе [56] выражена мысль о том, что нагрузка на гены (как векторы
морфогенеза) слишком велика, и предложена компенсирующая идея полевых
функцийхромосом.Такимобразом,еслипринятьидеюхромосомногополя—организатора эмбрионального морфогенеза, то исходя из работы [56] мы должны
допуститькодированиепространства—времениорганизманауровняхвещества
— поля, где голографические коды могут быть дешифрованы (считаны) как
внутренними лазерными полями, источниками которых выступают опять-таки
175
хромосомы [54], так и внешними по отношению к биосистеме полями, которые
необязательнодолжны бытькогерентными. Полеваяструктураголографическогосупергена,играетрольнекоегопланарегенерацииповрежденныхморфофункциональныхструктур(жизнь,ростиразвитиебиосиcтемы)ифакторомконтроля
постоянства его пространственной структуры на определенном временном интервале(домоментастаренияисмерти).
Хромосомный голографический биокомпьютер начинает функционировать
придостижениинекоторой«критическоймассы»недифференцированнойпервоначально ткани, вырастающей из любой клетки (в т.ч. яйцеклетки) в силу тотипотентностивовзрослыйорганизм[58].
Пространственно-временная многомерная структура биосистемы, содержащаяшифрыстроительстваорганизмаввидеголографическихрешеток,является
модулированной жидкокристаллическими высшими эпигенетическими кодами,
определяющимихарактерсворачиванияДНКввысшиеконформеры[64],элементы которых составляют и наследуемые голографические решетки. Особенности
колебаний, в спектре квантово-механических свойств ДНК и других клеточных
компонентов,заключаютсявихкогерентности,чтобылоразвитовтеориииэкспериментах[54,55,65,66]лазероподобныхпроцессовворганизме,каксинхронизаторовбиохимическихсобытийвмасштабахвсегоорганизма.Соответствующие
диапазонычастотдействительнообнаруженыворганизме[54,59,60].Проблема
взаимоузнаваниямакромолекул(например—м-РНК,т-РНК)описанаспривлечениемявлениявозвратаФерми-Паста-Улама[61].Инаконец,еслиизмененсостав
космогелиофизических полей, через несколько циклов деления — клетки обнаруживаютизвращенныйморфогенез,хромосомныеаберрации,азатемгибнут[62,
63].Именнотакоеотчетливоеэпигенетическоезначениепоотношениюкбиосистеме,оказываютэлектромагнитныеиакустическиеколебанияиволны,определяянеобходимыеизмененияиосуществляяконтрольнадбиологическимгомеостазом на морфогенетическом уровне, включающая информацию нервной и гуморальнойсистем,атакжеспейсерные,интронныеимобильныеобластигенома,
т.е. именно там, где предполагается монтаж голографических программ в нелокальнуюматрицухромосомного—голографическогобиокомпьютера.
Многочисленные исследования, проведенные в этой области, показали
несомненнуюсвязьстарениясобменомнуклеиновыхкислот
Под воздействием различных факторов искусственного или естественного
происхождения (например, старения), хромосомные аберрации (мутации) могут
возникать спонтанно, затрагивать одну хромосому — делеции, дефишенси (концевыенехватки),дупликации,инверсииимежхромосомныеперестройки-транслокации,восновекоторыхлежитобменучасткамимеждунегомологичнымихромосомами—всеэтовызываетснижениежизнеспособности,аиногдаигибельорганизма.
У старых организмов повышен синтез однонитевой ДНК, а процесс формированиядвунитевойДНКврегенерирующейтканипеченизамедляется.Этоозначает,чтоустарыхорганизмовзакаждыйпромежутоквремени,меньшееколиче176
ство образующейся ДНК переходит в двуспиральную структуру, чем у молодых
особей.Этоявлениеможетобъяснитьсклонностькопухолеобразованиювстарых
биологическихсистемах.
При старении происходит снижение репликативной активности ДНК митохондрий, что проявляется в снижении синтеза митохондриальных белков. Снижение репликативной активности при старении указывает на снижение энергетического обмена в клетке, что имеет негативные последствия для всего организмавцелом.
У старых организмов используется резервный потенциал белоксинтезирующегоаппарата.Всинтезбелкавовлекаетсявесьрезерви-РНКирибосомпечени.
Стареющий организм использует действительно последние ресурсы, при нарастании хромосомных аберраций с возрастом, по степенному закону Вейбулла
[67,68]. Происходит ураганное накопление повреждений (износа) [69], что являетсяпричинойгибелииповрежденийклеток,атакжедругихструктурорганизма.
Предполагается, что смерть многоклеточного организма (в том числе и человека)всегданаступаетврезультатеповрежденияхотябыодногоблокагеновв
геноме[70].
ВначальныйпериодразвитияэмбрионакрайнеусиливаетсясинтезРНК,что
приводит к интенсивному протеканию процессов репликации, транскрипции и
трансляции—т.е.степенномунарастаниюклеточныхделенийиростуэмбриона.
Интенсивный синтез нуклеиновых кислот у эмбриона лежит в основе омолаживающей терапии с применением фетальных тканей и стволовых клеток, вводимыхпутеминъекций.
Некоторые известные физические эффекты драгоценных и полудрагоценных камней базируются на общеизвестных постулатах теории кристаллов (кристаллография и кристаллооптика) и представляют собой яркий пример взаимодействияэлектромагнитных полейифизически активныхсред.После специальной обработки по внесению ряда изменений в кристаллическую решетку, ряд
кристалловможет содержатьвсебе полную информацию(ввиде «дислокационных голограмм») о свойствах, которые необходимо запустить в организме. Процесс записи и воспроизведения информации в кристалле, напоминает с одной
сторонытехнологическийпроцессзаписиивоспроизведениявголографии,сдругой стороны подобен технологии записи и воспроизведения звука с лазерного
диска.Информациюсчитываеткогерентныйилиобычныйисточниксвета,ароль
электронных систем обработки информации играют рецепторные, нейрогуморальныеииныесистемы,которыевсилунелинейныхэффектов,декодируютинформацию колебательных процессов в соответствующие биофизические и биохимическиевзаимодействияворганизме.
В результатерасположенияспециальнообработанногокристаллавнепосредственнойблизостиотбиологическогообъекта,происходиттрансляциязарегистрированнойвкристаллеинформацииввидеакустических,гиперзвуковыхволн(кристалл «поет») для возникновения соответствующих процессов и желаемых эффектов, которые осуществляются на изученных наукой принципах генетической линг177
вистики,голографииинаявлениивозвратаФерми-Паста-Улама[61].Биологическая
сутьявлениявозвратаФПУвтом,чтоживыеклеткипомнятсвоеизначальноесостояние и могуткнемувернуться — как,например,происходитпризачатии. Оплодотвореннаяяйцеклетка—этовозвратвпредельномолодоесостояниеотцаиматери.
Со специально обработанного кристалла, при попадании на него световых
частиц, часть из которых превращается в акустические волны, считывается
спектр моделируемого процесса и возвращается клеткам и тканям организма в
видесвоеобразной«музыкальнойкомпозиции».
Когда организм биологически изнашивается, концевые участки хромосом
укорачиваютсяилюбаяпатология,включая,например,старение,особымобразом
проявляется на квантовом уровне. С помощью специальной обработки, в кристаллудаетсяперенестиинформацию(создатьвнемтакоежеэлектромагнитное
поле, как в зародышевом организме), считанную с гемопоэтического материала
(например, пуповинная кровь). Затем с кристалла информация переносится на
перципиентаивосстанавливаетповрежденныеучасткитакже,какнакомпьютере восстанавливают поврежденную программу с помощью определенных манипуляций.
Любаясистемаорганизована ввидевеществаиполя.Известно,чтостволовыеклеткикровивусловияхinvitroинтенсивноделятсятолькодоопределенной
массы клеток в данной популяции. Удаление части клеток популяции вновь
включает процесс деления и т.д. Рассматривая деление как чисто хромосомное
начало, оченьтрудно объяснитьсаморегуляцию массыстволовыхкроветворных
клеток. Также трудно объяснить процессы формообразования структур ЦНС и
другихоргановисистеморганизмаживотныхичеловека.Достаточноизвестные
в неврологии и физиологии перцепции явления фантомов свидетельствуют о
важной,можетбытьосновополагающейролиполей,аименнополевыхфантомов
в формировании и сохранении консолидированных свойств интегративных
структурмозга.
Например, в психофизиологии на основе наблюдения фантомных явлений
делаетсявыводосуществованиивмозге модели собственноготела.Инымисловами ЦНС имеет как бы список звеньев тела. Составляющие этого списка достаточно консервативны и устойчивы к разного рода изменениям периферии. Сохранениекинестетическихощущенийможнообъяснитьтем,чтоосознаниеположениякинематическихзвеньевпроисходитненаоснове«сырой»афферентации,
а на основе внутренней модели конечности или части тела, или всего тела. В
настоящеевремяподобныепроблемывсеширеначинаютосмысливатьсяспозицийпринциповголографии.Так,известнаголографическаямодельдолговременнойпамятичеловека.Вместестем,полевойобраз(фантом)можетпредставлять
из себя динамическую голограмму. В сложных системах организма человека и
животных,ккоторымследуетотнестиЦНС,полевыеобразымогутбытьвложены
один в другой, образуя иерархическую систему, наполненную различными когерентнымиполями.
Согласно рассматриваемой концепции предполагается, что полевые образы
178
могут быть составной частью процессов при кодировании мозгом информации.
Как известно, информация воспринимается мозгом порциями или квантами. К
квантующиммеханизмаммозга относятальфа, бета,тета идельта-ритмы ЭЭГ. В
настоящеевремяневсеясноспроисхождениемэтихритмов.Например,приальфа-диапазонеквантованиясинхроннаяимпульсацияЭЭГвозникаетзасчетфункциональной активности гипотетического подкоркового (скорее всего таламического)пейсмекераальфа-ритма.
Структурами,которыеопределяютсостояниедругихобразованиймозга,являются активирующая и инактивирующая системы мозга, локализованные на
разных уровнях ретикулярной формации. Именно они определяют условия протеканияпроцессоввомножестведругихмозговыхсистем.ПоявлениенаЭЭГальфа-ритма связано с синхронизацией и дезактивацией, а появление бетаактивности—сдесинхронизациейиактивациеймозга.Альфа-ритмвразличных
областяхкорыимеетразличнуюстепеньвыраженностииподвижности.Припроведенииспектральногоанализачастотно-амплитудныххарактеристикЭЭГобнаруживаетсягетерогенностьчастотногосоставаальфа-диапазонаВмозговойдеятельностимаксимальноезначениеприобретаетмощностьтоодной,тодругойчастотнойсоставляющей.Возможно,чтоэтоявляетсякосвеннымподтверждением
существованиявмозгединамическихголограмм.
В целом, квантующие возможности альфа-ритма характеризуются некоторойполимодальностью,свойственнойпроцессам,протекающимоколоточкидиссипативного равновесия по Пригожину. Высокочастотная составляющая альфаритмаможетрассматриватьсявкачествепоказателяобщейпсихическойнагрузки при умственной деятельности. Низкочастотная составляющая альфа-ритма
оказываетсяболее чувствительнойкпоявлениюнепредсказуемой, незакономерно предъявляемой вербальной информации. При активации мозга происходит
снижениемощностиальфа-ритма.
Альфа-активность выражает некоторое свойство мозга, определяющее эффективностьикачествоегоработы.Увеличениедисперсиичастотныхизмененийальфаритмаотражаетдинамикуперестройкиуровнявозбуждениявнейронныхансамблях,
адепрессияальфа-ритмаявляетсяосновныммеханизмомактивациикоры.Квантующий механизм является общим механизмом для нейрофизиологических процессов,
мыслительной деятельности и поведения. В каждом из этих трех континуумов
наблюдаетсяфеномендискретизациитекущихпроцессов:десятьколебанийвсекунду
альфа-ритмазадаютпределобъемукратковременнойпамяти(7+2битаинформации),
скорость квантованияотдельныхмыслительныхактов — числустепенейсвободы в
семантическихпространствах,«кванты»поведения—числупромежуточныхмотивов,
объединенных общей целью достижения полезного результата. В связи с этим, частотныехарактеристикиЭЭГследуетрассматриватькакодноизпроявленийединого
механизмаквантованияинформациинауровнецелостногомозга.
О функциональном значении для квантования информации других частотных диапазонов ЭЭГ известно значительно меньше. Появление бета-активности
наЭЭГобычносоотносятспроцессомдесинхронизации,т.е.сактивациейданной
179
областикоры.Тета-активность,имеетгиппокампальноепроисхождение,всвязис
чемеесоотносятсэмоциональнымипроцессамиипроцессамипамяти.
СдвигспектровмощностиритмовЭЭГвнизкочастотнуюобластьпредположительносвидетельствуетобутратеновойкоройведущейролиипереходекрегуляциисосторонылимбическойсистемы.Высокаяамплитудатета-волнЭЭГположительно коррелирует с высокой способностью испытуемых к переработке
информации. Однако происхождение тета-ритма также не выяснено. Возможно,
онвозникаетвкореголовногомозга,вследствиераспространенияэлектрическогополяпотенциаловгиппокампа.
Дельта-ритмпроявляетсявглубокомснеи,помнениюклиницистов,является характерным для патологических состояний ЦНС. По-видимому, этот ритм
имеет важное функциональное значение на ранних этапах онтогенеза мозговой
деятельности.ЭтотритмдоминируетнаЭЭГдетей,причемобнаруженакорреляция выраженности дельта-ритма с их поведением. По нашим данными дельтаритмявляетсяведущиммеханизмомквантованиясмысловойинформации.
Таким образом, альфа-диапазон является индикатором уровня активации
мозгаиегоиндивидуальныеособенностиопределяюткачествоквантованиясенсорнойинформации.Тета-диапазонимеетполифункциональныехарактеристики.
Дельта-диапазонявляетсяонтогенетическимпризнаком«становления»ЭЭГиосновным квантующим механизмом при восприятии смысла вербальной и невербальнойинформации.НизкиепочастотедиапазоныЭЭГсоотносятсясдеятельностьюподкорковыхструктурмозга,абета-диапазонотражаетперестройкумозговойдеятельностиилиеерассогласование.
Адекватным направлением в изучении и моделировании вызванной динамики параметров квантующих механизмов мозга являются подходы, развиваемыевработах[71-76].
Согласноразрабатываемойнамиконцепции,квантующиммеханизмамкорыголовногомозганарядусуказаннымивышебиоэлектрическимикоррелятамимозговой
деятельности должны соответствовать специфические фантомные полевые образы.
Наличие стабильности и относительной нестабильности в количественных характеристиках квантующих механизмов может свидетельствовать о соответствующих
свойствах полевых образов нейронных ансамблей. В рамках рассматриваемой концепцииможнопредположить,чтонаполевыеобразыассоциативныхнейронныхансамблей могут воздействовать информационные процессы, протекающие на уровне
сенсорныхсистемахмозгалибонадосенсорномуровнях.
В современной литературе существует целый ряд моделей взаимодействия
электромагнитного излучения с человеческим организмом (модель возникновения
уединенных волн) [77-81]. На настоящий момент можно утверждать, что основные
энергоинформационные процессы в биообъектах (типы передачи нервных импульсов)имеетэлектромагнитнуюосновуихарактеризуетсявыраженнойнелинейностью
[82].Какхорошоизвестнонелинейность,неравновестностьинестационарностьлежат
в основе всех информационных процессов в биогеосфере Земли. Такой нелинейной
формой электромагнитного (электрического, электрохимического и т.д.) сигнала
180
можно считать уединенные волны (например, солитоны). В биофизике, процессы в
виде уединенныхволн(вчастомслучаесолитонных)изучаютсявдвухаспектахкак
механизмпередачиинформациивнутреннейсистемы(организма)икакмеханизмаппаратурноголечебноговоздействиянаорганизм.Ивтомидругомслучаенеобходимым является знание адекватного аппарата математического описания солитоноподобных процессов. Долгое время интерес математиков и физиков к солитонам оставался «академическим».Впоследние годы благодаряпристальному интересурадиофизиков кисследованиюиразработкесистемсверхбыстройобработкиинформации
наСВЧиКВЧ,атакжебурномуразвитиюинформационныхтеорийсталасоздаваться
математикасолитоно-подобныхпроцессовприменительнокэлектромагнитнымпроцессам. В частности,быларазработанаматематическаямодельпроцессараспространенияимпульсанаосновемоделиФитц-Хью-НагулюиХоджкина-Хакслисучетоминдуктивностивозбуждаемоймембраны[80].Врезультатепроведенногоанализавзаимодействиядвухуединенныхнервныхимпульсовбылоподтвержденочтоониносят
несолитонныйхарактер.Этоследуетизтого,чтопослеихвзаимодействиярезультатомявляетсягенерированиеимпульсов[77].
Второйсущественнойособенностьюнелинейныхсистем(вчастности,человеческогоорганизма)следуетсчитатьвозможностьпоявлениямногоуединенных
волн и их взаимодействие. Так, в [78] было исследовано появление многосолитонных решений уравнения Шредингера в зависимости от формы начального
возбуждения. При определенном начальном условии в нелинейной системе можетвозникнутьситуация,когдавнейпоявляютсянескольковзаимодействующих
солитонов,которыеколеблютсяоколонекоторогоположенияравновесия.Вэтом
случаенепроисходитпереносаэнергиипонелинейнойсистеме.
3.3 Квантовые устройства для взаимодействий квантующего
наблюдателя с квантуемым миром («#Радуга»)
Рассмотрим некоторые свойства системотехнических решений, базирующихся на взаимодействииэлектромагнитных полей ифизическиактивныхсред.
Заметим,какбылоуказановпервойглаве,чтоданныесистемотехническиерешения, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с жидкими
кристалламифизическиподобнывзаимодействиюгеофизическихииныхполейс
геометрически-киральной структурой. Остается добавить, что подразумеваемые
эффектывозникаюттольковинформационныхсистемах,обладающихсвойством
квантованияпространства,временииинформации.
Кюветазаполненаанизотропнойсредой,обладающейкиральнымисвойствами.
Информация о первоначальных свойствах исследуемого биологического объекта
находитсянаголографическойпластине,помещённойврабочуюсреду.Черезотверстиявбоковыхстенкахкюветыпроходятволоконныесветоводы.Черезодинсветовод
внутрь кюветы попадаетопорнаяволна,черезвторой — электромагнитныйсигнал,
модуляциякоторогоопределяетсяпредполагаемымисвойствами(тоестьтемисвой-
181
ствами,которымиобъектдолженобладатьназавершающемэтапеисследования).Как
известно,внутрикюветысрабочейсредойвозникнетэлектромагнитноеполе,создаваемоедвумяобразовавшимисяволнамисправо-илевокруговымиполяризациями.В
закрытомобъёмевозможнообразованиедвухстоячихволн.ОднаизкоторыхобразуетсяпутёминтерференцииволнсПКП,отражённыхотпротивоположныхстеноккюветы;авторая—приинтерференцииволнсЛКП.Понашемупредположению,передачаинформациичерезстоячуюволнуПКПприведёткускорениюпроцессоввобъекте,ускорению«внутреннеголокальноговремени»объектаизамедлению«внешнего
локальноговремени»дляданнойсистемыкоординат,априиспользованиивкачестве
«передающего звена» стоячей волны ЛКП возникнет тенденция к замедлению процессов жизнедеятельности биологического объекта, замедлению «внутреннего локальноговремени»объекта,ноускорению«внешнеголокальноговремени»вданной
системекоординат.Направлениеполяризацииопределяетсяотносительнодонора.
Для передачи информации во внешнюю среду используется акустооптический преобразователь, на выходе которого возникнет электрический сигнал, в
некотороймереописывающийизменениесвойствобъекта(рис.3.1).Всевышеизложенноерассмотреноввариантахнижеприведенныхсистемотехническихрешений,рассмотренныхввидесхемскраткимипояснениями.
КОНТАКТНЫЙ
МЕТОД
ВОЗДЕЙСТВИЯ
Акустические
волны
ДИСТАНТНЫЙ
МЕТОД
ВОЗДЕЙСТВИЯ
Устройство для преобразования
сигнала в электромагнитную или
акустическую волну
Электромагнитные
волны
Акустооптический
преобразователь
Кювета, заполненная
холестерическими жидкими
кристаллами (ХЖК)
Оптическое волокно
Оптическое волокно
Кювета, заполненная смектическими жидкими
кристаллами (СЖК)
Голографическая пластинка с
записью информации об исходном
состоянии объекта
Рис. 3.1. Общаясхемаквантовогоустройствадляпреобразованияполезногосигналавэлектромагнитнуюилиакустическуюволну
Обобщеннаяблок-схемаквантового устройствадлярегистрацииителепортацииинформацииобэлектрическойактивностиматериальныхобъектовприведенанарис.3.2.Нарис.3.3приведенаобщаясхемаквантовогоустройствадлярегистрации и телепортации информации (на примере электрофизиологической
активностибиологическихобъектов).
182
Рис.3.2
183
Рис.3.3
184
Рис.3.4
185
Рис.3.5
186
Рис.3.6
187
На рис. 3.4 приведена общая схема квантового устройства для контактного
изменениясвойствбиологическихобъектовдляинженерногорешениявоптическомдиапазоне.
Нарис.3.5показанвариантбазовойсхемыдляпереносатезаурусаличности
приклонированииисистемотехническоерешение,включающеедальнейшуюработусклоном—рисунок3.6.Данныйвопросподробнообсуждалсявразделе2.9.
Заметим,чтоподтезаурусомличностипонимаетсякакэготический,прежде
всегоопытиндивидуума,такинеэготическоепространство,включающеепамять
смоментавозникновения«большоговзрыва».
Нарисунке3.7приведеныуровниморфогенетическогопространствапамяти
индивидуумаспоследующимикомментариями.
Рис. 3.7. Осьморфогенетическогопространствапамятииндивидуума
3.3.1 Онтогенетическая память
Представляет собой совокупность двух смыкающихся друг с другом отрезков памяти: осознанной памяти и памяти пренатального периода, соединенных
междусобойвоспоминаниямираннегодетства.
Осознанная память
Отрезок осознанной памяти включает в себя участки оперативной и долговременной памяти, в повседневной терминологии, называемой непосредственно памятью.Данныеучасткификсируюткомплексысобытийизосознаваемойжизнииндивида,атакжесвязанныесэтимисобытиямипереживания,ассоциациии,аналитические
выкладкиипрогнозы.Особенностьюданногоотрезкаявляетсясвободноеоперирование индивидоминформацией,хранящейсявданномотрезке.Осознаннаяпамятьявляетсясамымизученнымиклассифицированнымотделомпамятииндивидуума.
188
Особым подотрезком осознанной памяти являются смутные детские воспоминания, а также редко проявляющиеся воспоминания первых дней с момента
рождения.Всилунепостоянногопроявленияиисчезновенияданныхвоспоминаний, они представляют особый интерес как доказательство неограниченности
человеческой памяти, а также развития возможностей по оперированию более
глубокимиучасткамипамяти.
Можно выделить четыре уровня психоделических переживаний. Первый,
наиболееповерхностныйуровень—абстрактныеэстетическиепереживания.Как
правило, это абстрактный, яркий, «объемно-голографический» мир несущихся,
кружащихся,калейдоскопическисменяющихсяформиобразов.
Второйуровень— психодинамическиепереживания.Переживанияданного
типа проистекают из истории жизни пациента, включая переживания раннего
детства,фантазии,неразрешенныеконфликтыивытесненныйматериалразличныхпериодовжизни.Дляанализаданногоуровняиспользуютсяпонятиятрадиционногопсихоанализа,атакжевводитсяпредставлениеосистемахконденсированногоопыта(СКО).СКО—этоособыекластерыэмоциональнонасыщенныхпереживаний,имеющиеобщуюсемантическуюмодальность.
Так, например,различные элементы однойСКОмогутсодержатьвсевоспоминания индивидуума, связанные с его оскорблением, унижением, деструкцией
егочувствасамоуваженияит.п.СКО,какправило,несутвсебесильныйэмоциональныйзаряд.ВсеансахмогутоживлятьсяпереживанияразныхуровнейСКО,и
человек как бы заново переживает сходные по смыслу травмирующие ситуации
из времен младенчества, детства, позднейших периодов жизни, причем эта регрессияобычносопровождаетсяисоответствующимивнешнимиповеденческими
реакциями (детский голос, поведение, почерк, ощущение непропорционально
большойголовыит.п.).
Пренатальная память
Одним из самых интригующих памятных участков являются пренатальные
воспоминания,внормепроявляющиесяуотдельныхиндивидовкрайнередко.По
сутиэтивоспоминанияестьнечтоиноекакпамятьовнутриутробномсуществовании организма с момента слияния половых клеток до момента окончания родовогопроцесса.
Итак,третийуровень—этопренатальныепереживания.Онмоделируетпереживания биологического рождения, болезней, старения, умирания, агонии и
смерти. Выделяют четыре базисных пренатальных матрицы (БПМ) в соответствии с четырьмя фазами биологических родов. В недрах пренатальных матриц
коренятсяглубинныеистокимногихпсихопатологическихсиндромов.Исходяиз
терапевтического опыта, авторы утверждают, что после переживания смерти —
возрождениянекоторымипациентами,злоупотреблениеалкоголеминаркотика-
189
ми,атакжесуицидальныетенденциисталивосприниматьсяимикактрагические
ошибки,являющиесяследствиемнеузнанной,неправильноистолкованнойтягик
трансценденции.
Самипереживаниясмертииповторногорождения,какправило,весьмадраматичны и имеют много внешних проявлений, сходных с настоящей смертью и
биологическими родами. Так, пациент может испытывать ощущение удушья,
остановки сердца, видеть, как в калейдоскопе всю свою жизнь, слышать предсмертныйколокольныйзвон,переживатьотделениедуши(некоего«Я»)оттелаи
т.п.
Переживаниясвоегорождениямогутначатьсяспереживаний«океанического» типа, покоя, защищенности, единства с вселенной, что символизирует ненарушенныйсимбиозплодаиматери(перваяБПМ).Далее,всоответствиисфазами
родов(сокращенияматкипризакрытыхродовыхпутях),пациентможетиспытыватьогромныефизическиеипсихологическиестрадания,чувствобезысходности
ибессмысленности,тягостныеощущенияпребываниявзамкнутомограниченном
и давящем пространстве, поисков выхода, нехватку воздуха, тошноту (вторая
БПМ). Нередки видения и ощущения прохождения через родовые пути, обычно
сопровождающиеся принятием характерных эмбриональных поз и ощущениями
борьбы и опасности (третья БПМ — процесс рождения). Важно, чтобы вслед за
этимпациентпрошелтакжечерезпоследнюю—четвертуюбазиснуюпренатальнуюматрицу,символизирующуюзавершениепроцессародовисвязаннуюспоявлениемощущенийсвободы,огромностипространства,чувствомвозрождения,духовногообновления.Нередкоименнопрохождениечерезсмертьивтороерождение сопровождается значительным снижением или исчезновением психопатологических симптомов, разрешением разного рода личностных проблем, значительнойличностнойдинамикой,инымосмыслениемэкзистенциальныхпроблем,
значительной личностной динамикой, иным осмыслением экзистенциальных
проблем, позитивными изменениями отношений к жизни, смерти, своему «Я»,
миру.
3.3.2 Родовая память
Родоваяпамять,хранящаясявподсознаниииндивидуумаможетбытьреализованавдвухсвязанныхмеждусобойформах:памятьродаипамятьвида.
Родовая память
Содержитвсебевоспоминанияожизненномопыте,событияхивпечатлениях генетических предков и их ближайших родственников, интерпретированных
сознанием и подсознанием индивидуума. При “путешествии” по родовой памяти
возможно ясное видение исторических образов, ситуаций и переживаний людей
другихэпох,различныхклассовигрупп.
190
Видовая память
Представляет собой воспоминания данного индивидуума о жизнях, прожитыхдругимииндивидуумамивисторическомпространствесобытий.
3.3.3 Филогенетическая память
Филогенетическая память является одним из труднодоступных участков
памяти и содержит в себе воспоминания предков человека как вида, начиная с
образованияпервыхживыхсуществ.Пропущеннаячерезподкорковыйконтроль,
реализованнаяфилогенетическаяпамятьвсвоихпроявленияхредкопредставленасвязаннымиобразамиисобытиями.Наиболеечастоприпроявленииэтотвид
памятипредставляетсобойцепькалейдоскопическисменяющихдругдругаобразовичувств,вызываяощущениенереальностиифантасмагоричностивидений.
3.3.4 Онтологическая память
Несмотрянамаксимальнуюзакрытостьвподкорковыхструктурахэтоговида памяти,вовремясеансоввозможнократковременное приоткрывание кластеровданнойпамятииреализацияданныхвоспоминанийввиденебывалыхпояркостиисилекартин,труднообъяснимыхсточкизренияодногоиндивидуума.
Насамомделе,онтологическаяпамять,очевидно,содержитсведенияопроцессах, происходящих в течении всего времени образования и эволюции вселенной, однако корректируясь индивидуальными космогоническими представлениямииндивидуума.
Однакосуществуютпредположения,чтовкластерахонтологическойпамяти
содержатся элементы сведений о «параллельных мирах» пространственновременногоконтинуума.
Рис. 3.8. Общиеструктурныеформулы
холестерическихисмектическихжидкихкристаллов
191
В кюветах находится «донор» и «реципиент». Кюветы заполнены рабочей
средой,обладающейсвойствомкиральности(рисунок3.8).Передачаинформации
отдоноракреципиентуосуществляетсяподвумотдельнымканалам.Во-первых,
припомощинепосредственногосоединениякубитальныхвенволоконнымсветоводом. Во-вторых, при помощи волн с право- и левокруговыми поляризациями,
распространяющимисявсветоводескиральнымзаполнением.Излучениебазовоголазерамодулируетсясигналомсложнойформынесущиминформациюодоноре (например, ЭЭГ, ЭКГ, спектры огибающих нейрофизиологических, биохимических,биофизическихпроцессовит.п.).
Далее будет нелишним рассмотреть некоторые составляющие механизмов
такого взаимодействия, при которых возможно позитивное для «квантующего
наблюдателя» и «квантуемого мира», проявление информационно-квантовых
эффектов в системе. Нам представляется,что из текста становится, в некотором
смыслепонятным,во-первых,когдаквантовыеэффектыдолжнызакончитьсядля
«квантовогонаблюдателя»негативно,авкаких—наоборот.
Психологическая составляющая
В настоящий момент, в многочисленных публикациях, хорошо известна и
клиническиобоснована,психо-инейрофизиологическаяценностькатарсических
переживанийврамкахизменённыхсостоянийсознания.
Именно квантующие механизмы в электрофизиологической активности
мозгаопределяютсдвиготактуальногосемантическогопространстваборьбыза
существование к возрождению и переживанию чувства всеобщего единства. Системныйхарактерэтихтехнологийпредусматривает,чточеловеческоеподсознание, анатомически представленное подкорковыми структурами, является хранилищем разнообразных пренатальных, психодинамических и трансперсональных
кластеров. Они также позволяют активизировать соответствующие матрицы и
превратитьихсодержаниевяркие,осознанныепереживания.
Таким образом, глубокие уровни подсознания интегрируются с тезаурусом
личности, что приводит к переимпринтированию и (или) перекондиционированию психотравмирующих ситуаций, изменению структуры личности, мировоззрения,чтонеизбежновлечетзасобойзначительныесдвигивсистемеценностей.
Остается добавить, что механизмы изменения личности, с глубокой перестройкой иерархии ее мотивов и ценностей, являются эффективным средством
независимойтерапиине толькоаддиктивныхидистимическихсостояний,некоторых психических расстройств и целого ряда психосоматических заболеваний,
ноисуспехоммогутбытьиспользованы,какмощноедеонтологическоесредство
вслучаяхсинкурабельнымипациентами.
Известно, что при введении в организм любых химических агентов в т.ч. и
лекарственных препаратов происходит перераспределение мощностей диапазоновиподдиапазоновритмовэлектрофизиологическойактивностикорыголовно192
гомозга.Этовчастностиявляетсятестомнановыепсихотропныелекарственные
препараты для классификации их в соответствующую группу по доминирующей
симптоматике (тимолептики, анксиолитики, нейролептики, аналептики, ноотропыи.т.д.).Существуютконкретныекомпьютерныеэлектроэнцефалографические
профилинасоответствующиеклассыигруппыпрепаратов.
Воздействуя на ритмогенез коры мозга возможно индуцировать симптоматикусоответствующуюразличнымэндогеннымбиохимическимсдвигам,подобно
тому как если бы был введен соответствующий препарат, либо стимулирована
выработкаэндогенныхнейропептидов—вызываяразнообразныеэмоционально
окрашенные состояния трансформирующиеся затем в долговременную память
дендритныхсетейнейронов.
Технологии вмешательства в регуляторные механизмы мозга и лежащие в их
основе квантующие механизмы электрофизиологической активности неокортекса,
приводятнетолькокглубокимпластическимперестройкамритмическихфизиологических процессов, но вызывают и стойко фиксируют эндогенные биохимические
сдвиги(молекулярныйуровеньформированиядолговременнойпамятиобъясняется
образованиемновыхмолекулнейропептидов,всегдасвязанныйспролиферациейотдельногооперонаДНКисинтезомновойи-РНК).Наиболееяркоэтопредставленодинамикойэндорфинов(С-фрагментлипотропинаи-эндорфинв50-100разболееактивны чем морфина гидрохлорид). Участие эндорфинов и, если шире, эндогенных
пептидов нейротропного ряда обуславливают устойчивый эффект. Технологию следует рассматриватьв качествеальтернативной лечебно-реабилитационнойсистемы
процедур,независимооттого,применяетсялионавсочетаниислекарственнойтерапией и (или)психотерапевтическимвмешательством.Примененнаяв«чистом»виде
системаданныхпроцедуроказываетстольжевыраженныйтерапевтическийэффект,
вт.ч.вреабилитационныхмероприятияхсвязанныхсвозникновениемцелогокласса
медико-биологическихпроблеми(или)дляпрофилактикитаковых.
Применение данных методов и технологий способствует катарсическому
процессу, устойчивым позитивным психологическим изменениям, личностному
ростуисамопознанию,важныминсайтамвотношениисмыслажизнииэкзистенциальной проблематики, трансформации ценностных ориентаций, изменению
взглядов на собственное «Я» и окружающий мир, жизнь и смерть, расширению
духовного горизонта и повышению творческой активности, гармонизации взаимоотношенийчеловекасокружающиммиром.
Эти состояния, напоминающие психозы, характеризуются особого рода мистическими и трансцендентными переживаниями, которые могут представлять
значительныйинтересдляэтнографовирелигиоведов.
Тут,видимо,необходимопояснить,чтоописываемыенамитехнологиииндуцируюттакиесостояниясознания,феноменологиякоторыхвключаеточеньяркие,красочные, эмоционально насыщенные переживания, такие, как переживания психотравмирующихивытесненныхвподсознаниеэпизодовличнойистории,архетипическиепереживания,образныесимволическиепереживаниясобственнойсмертиивоз-
193
рождения,отделениенекого«Я»(«души»)оттелаиегосамостоятельноесуществованиевовремениипространстве,путешествиявдругиемиры,трансперсональныепереживанияидентификациислюдьмииныхисторическихэпох,животными,растениями, универсальным разумом, сложное «океаническое» чувство растворенности и
единения с универсумом, глобальные «космические» переживания и.т.п. Кроме того,
данные состояния могут быть поняты также как растворение или освобождение от
напряженийиконфликтоввчеловеческойпсихике,помогаяпациентуосознатьиинтегрировать различные уровни своего бессознательного и разрешить глубокие конфликты,лежащиевосновеегопсихопатологическихсимптомов.
Глубокиетрансперсональныепереживаниямистического,трансцендентногохарактера, способствующие катарсическим процессам, позитивным личностным изменениям, личностному росту и самопознанию, важным инсайтам в отношении экзистенциальнойпроблематики,смыслажизни,—кардинальнойтрансформациивзглядовнасобственное«Я»иокружающиймир,жизньисмерть,повышениютворческой
активности, расширению духовного горизонта, гармонизации взаимоотношений человека с окружающим его миром и другими людьми и способны существенно изменить оценкулюдьмиихпрошлогожизненногоопыта,трансформироватьихсистему
ценностныхисмысложизненныхориентаций,обусловитьпозитивныеличностныеи
поведенческиеизменения,способныпролитьновыйсветнафилософскиепроблемы
человеческогосуществования,целиисмыслажизни,психики,картинымиравцелом.
Нейрофизиологическая составляющая
Нейрофизиологические исследования механизмов воздействия описываемых
технологий,наквантующиемеханизмымозгазаключалисьвкомпьютерноманализе
изменений биоэлектрической акгивности головного мозга (ЭЭГ) во время соответствующихсеансов.
ЗаписьЭЭГна магнитный носительосуществляласьдо,вовремяипосле сеансов. Шестнадцать электродов располагались на голове, согласно международнойсхеме10-20.Референтныеэлектродыпомещалисьнамочкууха.Послеввода
ЭЭГ в компьютер с помощью аналого-цифрового преобразователя производился
спектральныйанализбиоэлектрическойакгивностиголовногомозгапоалгоритмубыстрогопреобразованияФурьеспоследующимпостроениемпространственнойкартыбиоэлектрическойактивностимозгапоспециальнойпрограмме.
Результаты компьютерного анализа ЭЭГ позволили установить увеличение
биоэлектрической активности мозга в дельта-диапазоне (в 1.5-2 раза) и, в особенности,втета-диапазоне(в3-4раза)вовсехрегионахмозга.
Такиеизменениямогутрассматриватьсякаксвидетельствоактивациилимбических структур мозга и усиления лимбико-кортикальных взаимодействий во
времясеансов,чтохорошосогласуетсясрезультатамипсихологическихисследований и феноменологией самих переживаний, свидетельствующих об усилении
взаимодействиясознаниясглубиннымиподсознательнымиуровнямипсихики.
194
Биохимическая составляющая
В рамках биохимических исследований механизмов у больных до воздействияинавысотепереживанийвовремясеансовпроизводилизаборкровиизвены с последующим определением в ней концентраций дофамина, серотонина,
ГАМК и -эндорфина,а такжеактивности ферментовобменамоноаминов:моноаминоксидазытипаБ(МАО-Б)втромбоцитах,МАОтипаА(МАО-А)вплазмекрови
ицерулоплазмина.
Результаты биохимических исследований показали, что во время сеансов
происходит достоверное увеличение концентраций дофамина и -эндорфина в
крови,втовремякакуровнисеротонинаиГАМКнеизменялись.Возрасталатакжеферментативнаяактивностьцерулоплазмина,втовремякакактивностьдругихферментовобменамоноаминов(МАО-БтромбоцитовиМАО-Аплазмы)достоверноснижалась.
При исследовании влияния сеансов на активность МАО-Б тромбоцитов in
vitro было выявлено, что ингибирование активности МАО-Б носит неконкурентный характер. Изменения метаболизма нейротрансмиттеров во время сеансов
имеютнескольковажныхаспектов.Во-первых,онипозволяютвысказатьнекоторыесоображенияонекоторыхнейрохимическихмеханизмахдействия.Приэтом
необходимо учитывать следующее. Хотя снижение активностиМАО во время сеансовбылозарегистрировановтромбоцитахиплазмекрови,оновзначительной
мере отражает соответствующие изменения в ЦНС, поскольку имеются сообщенияоправомерностирассмотрениятромбоцитоввкачествепериферическойметаболической модели моноаминсодержащих нейронов ЦНС. Далее, поскольку
МАО типа А — метаболизирует серотонин, а МАО типа Б — дезаминирует дофамин,ингибированиеактивностиобоихвидовМАО(ивособенностисильновыраженное неконкурентное ингибирование активности МАО типа Б) во время сеансовприводиткувеличениюсодержаниябиогенныхаминоввЦНС,чтоможетобусловливатьряднаблюдаемыхэффектов,втомчислеирасширениетоннелявосприятия. Возможно также это связано с тем, что в условиях снижения активности МАО
окисление катехоламинов может идти с образованием веществ хиноидного типа, в
томчислеадренохромаиадренолютина,которыеспособствуютрасширениютоннеля
восприятия. Образованию таких продуктов метаболизма во время сеанса могут способствоватьещенесколькофакторов.Во-первых,этообнаруженноевисследованиях
определенное активирующее влияние на оксидазную активность церулоплазмина,
которыйприсутствуетнетольковкрови,ноивголовноммозгеиучаствуетвпревращениикатехоламиноввадренохромы;во-вторых—стимулирующеедействиенаактивностьпирокатехинаминоциклазы,котораякатализируетокислениенорадреналина в норадренохром.Увеличениеуровнядофаминавкровиможетявлятьсясубстратомдляобразованияпродуктов,срасширяющейсознаниеактивностью,внекоторых
условияхсниженияактивностиМАО.
Увеличение уровня дофамина, по-видимому, отражает и другой аспект спе195
цифически активного действия, которое может быть связано непосредственно с
высвобождениемдофамина из нервныхтерминалей,атакжесувеличениемкругооборотадофамина.Усилениедофаминергическойпередачиявляетсяхарактерным эффектом большинства соответствующих эффектов, связанных с неопределенностью восприятия. Роль активации дофаминергических систем головного
мозгавразвитиитакоговосприятияподтверждаеттакжето,чтонейролептикбутерофеноновогорядадроперидол,являющийсяблокаторомрецепторовдофамина, используетсявкачествепремедикациидля профилактики галлюцинаторных
переживаний в анестезиологических схемах, с использованием анестетиков диссоциативноготипа,например,кетаминагидрохлорид.
Биофизическая составляющая
Любыеустановкивнейронаукерасцениваютсякакимпринтированная,кондиционированнаяи(или)сформированнаявпроцессеобучениясетьбиохимическихрефлексоввкореголовногомозга.Таккакмеждуотделамиголовногомозга,
атакжемеждуголовныммозгомиостальнымисистемамиорганизмасуществует
связь,этиустановкимогутбытьлегкопреобразованывбиохимическиерефлексы
организмавцелом.Вчастности,«установочные»рефлексыкорыголовногомозга
преобразовываютсявнейрохимическиеигормональныепроцессы,проходячерез
гипоталамус—отвечающийзамногиепрограммыорганизма,включаяиммунную
систему.Cредихимическихсистем,регулируемыхгипоталамусом—нейропептиды,обладающиелюбопытнымдуализмом.Cоднойстороныведутсебякакгормоны (химические вещества, вызывающие изменения в функционировании организма), а с другой как нейропередатчики (химические вещества, вызывающие
изменения в функционировании головного мозга). Действуя как нейропередатчики в головном мозгу, нейропептиды обеспечивают открытиеи, возможно, импринтированиеновыхнейронныхдорожек,«сетей»и«рефлексов».Этоозначает,
чтобольшаядозанейропептидовоказываетнамозгтакоежевлияниекакиособым
образом организованное электромагнитное поле — дает возможность сменить
жесткийтуннельреальностиналабиринтреальности,гдевариантоввыбора(вт.ч.
программируемых) великое множество. Большой выброс нейропептидов будет
субъективновосприниматьсякак«новоерождение»или«видениевсегомира»или
трансцендирование того, что казалось непреодолимыми ограничениями, с изменением информационного базиса и динамики личности с временной потерей границ
между сознанием и подсознанием. Объективно же, когда нейропептиды покидают
мозг и начинают действовать в организме как гормоны, они взаимодействуют со
всемиважнымисистемами,включаяиммунную.Повышеннаяактивностьнейропептидов, таким образом, вызывает, например, повышенную сопротивляемость организмаболезням,зачастуюнауровне«чудаисцеления».Таккакнейропептидыпроникают практически во все жидкости в организме (кровь, лимфу, цереброспинальную жидкость и.т.д), а также в промежутки между нейронами, нейропептидная системадействуетмедленнее,ноболеехолистично,чемцентральнаянервнаясистема.
196
Итак,существуетпетля«установка–нейропептиды–биохимическиепроцессы
–генетическиеилииныеправки(например,инициациямолчащихлокусов)–квантовыйголографическийгеном–иммунитет–здоровье».
Внейрологии связь,как причина взаимодействия, выступает как результат
взаимодействия нейропептидов с органами и системам организма. В ньютоновской механике связь как причина взаимодействия — механическая и детерминистская, в термодинамике — механическая и статистическая, в электромагнетизмеэтасвязьявляетсяпересечениемиливзаимодействиемполей,втеорииотносительности — следствием искривления пространства (гравитация), но в любомслучаебудетпредполагатьсянекотораясвязь(наличиесилфизическоговзаимодействия)илинекотораяпричина.
Нелокальныеэффекты—корреляции без причин.Н.Борввелпонятие«нелокальности». Д. Белл доказал математически, что эти нелокальные эффекты действительнодолжныиметьместо,есликвантоваямеханикадействуетвнаблюдаемом мире. А как известно, уравнения квантовой механики входят в теории, лежащиевосновесовременныхповседневноиспользуемыхнамитехнологий.
Исходяизквантовомеханическоймоделимира,предполагаядействительное
наличие «скрытых переменных» и нелокальных корреляций (теорема Белла),
биологическаясистемасовершаетквантовыйпереходвновоеэнергетическоесостояние, сопровождающееся процессом подобным коллапсу волновой функции
(редукции суперпозиции состояний в индетерминированной квантовомеханической реальности), осуществляя данным переходом скачок в новое детерминированноесостояниевматрицевероятностей.
В пространственной части модели, для биосистемы это выглядит как два
этапа,причемпервыйэтапсоответствуетнелокальномуаспектупроцесса,второй
этап—термодинамическому,электромагнитномуигравитационномуаспектам.
Первый этап. Гиперстимуляция лимбической системы и освобождение ретикулярной формации от функции отбора внешних сигналов, допускающее теперьнаверхпроникновениемножествавнутреннихсообщений,полностьюигнорируемых в повседневной жизни. Это становится возможным вследствие того,
чтопроисходитнарушениевсасываниясеротонинавобратновпресинаптические
окончания, открывая доступ к сознанию для самых разнообразных стимулов,
непрерывноатакующихорганычувств—
и
—открытиедоступакбазамданныхнелокальной,многомернойголографической памяти и раппорт с нормальным гомеостазом, вызванным воздействием.
РечьидетоморфогенетическомполеР.Шелдрейка,содержащегонеэготическую
информацию.Этополесуществуетмеждугенами,ноненаходитсяниводномиз
них,подобнотомукакпрезидентРоссии«путешествует»потелевизорамненаходясьниводномизних.
197
Второй этап. ПролиферацияотдельногооперонаДНКсформированиемновой РНК, синтез новых, специфических для разных видов научения белков —
нейромедиаторов,которыеиграютроль«указателей»,способствующихциркуляциинервныхимпульсовименнопотемпутям,которыенеобходимыдляконсолидациинейронныхцепей—и…—переводинформациивдолговременнуюпамять
на дендритные сети нейронов (после ряда циклов / кратковременная память /
прохождениявозбуждения—реверберациипотенциаловдействияпосистемеаксонныхколатералей).
Во временной части модели необходимо вспомнить, что состояние нормы,
предшествующеесостояниюпатологиисуществоваловпрошлом.Такимобразом,
биообъект, как континуум дискретных колебательных контуров, нелокально
коррелирует«ссобойпрошлымвнорме»,чтовнастоящемвременисоответствует
состоянию вызванному воздействием, которое детерминирует данное состояние
подобно интерферометру, закрывающему неопределенность в ситуации взаимодействиядвухфотонов,одинизкоторыхпопадаетвизмерительнующельотпламенисвечи,адругойотзвездыпогасшейнапример-миллиардлетназад.Причем
дляихвзаимодействиянеобходимовыполнениедвухусловий«либо-либо»:
— либо фотон звезды «знал» об этом заранее и оделся в соответствующие
свойства. И эти свойства также должны быть установлены миллиард лет назад,
что уже явно напоминает приступ шубообразной шизофрении — даже с точки
зрения Льюиса Кэрролла (см. Lewis Carroll настоящее имя Чарльз Лютвидж
До́ джсон, или Чарльз Латуидж До́ джсон — традиционная русская передача; сам
Кэрролл произносил свою фамилию Додсон, dɒdsən, ряд современных словарей
даёт произношение: dɒdʒsən. Charles Lutwidge Dodgson — 27 января 1832 — 14
января1898—английскийписатель,математик,логик,философ,диаконифотограф.Наиболееизвестныепроизведения—«АлисавСтранечудес»и«АлисавЗазеркалье», а также юмористическая поэма «Охота на Снарка» [Чарльз Доджсон,
Condensation of Determinants, Being a New and Brief Method for Computing their
ArithmeticalValues,Лондон,ProceedingsoftheRoyalSocietyofLondon,1866;"Dodgson,CharlesLutwidge",AmericanHeritageDictionaryoftheEnglishLanguage,Houghton Mifflin, 2001; Dodgson, Charles Lutwidge", Random House Dictionary, Random
House,Inc,2011]).
— либо фотон свечи, то есть результат сегодняшнего измерения, нарушая
принциппричинности,уносимыйтахионнымипотоками«ушел»вспятьвовремениикак-то«настроил»звездныйквантнапредстоящуювстречуитотнелокально вступил во взаимодействие (речь идет о популярном подобии в изложении
эксперимента доктора Аспекта), с дискретом свечи через ≈10 нс, вместо расчетных≈40нс,необходимыхдляпрохождениясветаотдискретакдискрету[см.Bell
J.S., On the Einstein Podolsky Rosen paradox, Physics Vol.1, No.3, pp.198-200, 1964;
Эйнштейн А., Подольский Б., Розен Н. Можно ли считать квантовомеханическое
описаниефизическойреальностиполным?/ЭйнштейнА.Собр.научныхтрудов,т.
3. M., Наука, 1966, с. 604-611; Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех
198
томах. Том 4. Статьи, рецензии, письма. Эволюция физики. М.: Наука, 1967,
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/ books/Einstein_t4_1967ru.djvu; Aspect A.,
Dalibard J., Roger G., Experimental Test of Bell’s Inequalities Using Time-Varying Analysers.–Phys.Rev.Lett.49,25,(1982)[135]; СадбериА.,Квантоваямеханикаифизикаэлементарныхчастиц,М.:Мир,1989;RogerPenrose,TheEmperor’sNewMind.
ConcerningComputers,MindsandTheLawsofPhysics.OxfordUniversityPress,1989;
Aspect A., “Bell’s theorem: the naive view of an experimentalist”, 2001,
http://quantum3000.narod.ru/papers/edu/aspect_bell.zip; Пенроуз Роджер, Новый
умкороля:Окомпьютерах,мышленииизаконахфизики:Пер.сангл./Общ.ред.
В.О.Малышенко.–М.:ЕдиториалУРСС,2003.–384с.; ZbindenH.,BrendelJ.,GisinN.,
Tittel W., Experimental test of non-local quantum correlation in relativistic configurations,GroupofAppliedPhysics,UniversityofGeneva,February7,2006(2000); Aspect
А., Теорема Белла: наивный взгляд экспериментатора, (Пер. с англ. Путенихина
П.В.), Квантовая Магия, 4, 2135 (2007), http://quantmagic.narod.ru/volumes/
VOL422007/p2135.html;ПутенихинП.В,ЭкспериментпосхемеАспектасисточником псевдо-запутанных частиц, Квантовая Магия, 4, 2167 (2007),
http://quantmagic.narod.ru/volumes/VOL422007/p2167.html; Путенихин П.В., Эксперимент по схеме Аспекта с псевдо-запутанными частицами, 2007,
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/pseudo.shtml
http://quantmagic.narod.ru/volumes/VOL422007/p2167.html,
http://www.scorcher.ru/theory_publisher/show_art.php?id=35; Путенихин П.В.,
Квантовая
механика
против
СТО,
SciTecLibrary,
2008,
http://econf.rae.ru/article/6362,
http://samlib.ru/editors/p/putenihin_p_w/kmvsto.shtml,
http://quantmagic.narod.ru/volumes/VOL422007/p2130.html,
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8918.html,
http://www.scorcher.ru/theory_publisher/show_art.php?id=370,
http://econf.rae.ru/pdf/2011/11/716.pdf]
Итак,либо«уравненияквантовоймеханикиструктурноподобны(изоморфны)этойвселенной»,либомодельнеотражаетобъективнуюреальностьисуществует острая необходимость придумывать другую, иначе скоро все вокруг
начнет взрываться и самые страшные эсхатологические предчувствия могут показаться «карамелькой» в сравнении со следствиями, причина которых — точка
зрения потенциальных оппонентов, исходя из того, что в рамках изложенного
выше — человеческий гений при содействии соответствующих технических
устройств(современных«магическихатрибутов»)способенреализовыватьвпространственно-временном континууме практически любые вероятности, и мир
изменяетсяцеликом—впрошлом,настоящемибудущем—каждыйразкогдамы
производимвоздействиеилиизмерение.
В последнее время за рубежом и у нас в стране появились теоретические и
экспериментальные работы, которые в качестве основы взаимодействия созна199
ния и физического мира рассматривают нелокальность и другие свойства квантовых систем. Более того, эти работы имеют тенденцию к развитию в ряд креативных технологий, которые в некотором отдаленном будущем могут быть использованывкачествеинформационныхсистем—квантующихобъективнуюреальность.
Принцип локальности в классической физике заключается в том, что действиеодногообъектанадругойобязательноосуществляетсяспомощьюкакоголибо посредника или причины. Однако в квантовой физике имеется ряд примеровквантовойнелокальностивмакромире.
В качестве одного из них приводят эффект Ааронова-Бома (иначе эффект
Эренберга-Сидая-Ааронова-Бома) — квантовое явление, в котором на частицу с
электрическимзарядомилимагнитныммоментомэлектромагнитноеполевлияет даже в тех областях, где напряженность электрического поля E и индукция
магнитного поля B равны нулю, но не равны нулю скалярный и/или векторный
потенциалы электромагнитного поля, то есть если не равен нулю электромагнитный потенциал [Ehrenberg, W. and R. E. Siday, «The Refractive Index in Electron
Optics and the Principles of Dynamics», Proc. Phys. Soc. (London) B62, 8—21 (1949);
Aharonov,Y.andD.Bohm,«Significanceofelectromagneticpotentialsinquantumtheory»,Phys.Rev.115,485—491(1959);R.G.Chambers,«ShiftofanElectronInterference
PatternbyEnclosedMagneticFlux»,Phys.Rev.Lett.5,3(1960);G.MöllenstedtandW.
Bayh,PhysikalischeBlätter18,299(1961);Osakabe,N.,T.Matsuda,T.Kawasaki,J.Endo,A.Tonomura,S.Yano,andH.Yamada,confirmationofAharonov-Bohmeffectusinga
toroidal magnetic field confined by a superconductor». Phys Rev A 34(2): 815—822
(1986)]. Рассматривают пучок электронов, который дает интерференционную
картину за экраном с двумя щелями. Если поместить за экраном бесконечно
длинный соленоид, ток будет бесконечно затухать и соответственно магнитное
полебудетравнонулю.Расчет,выполненныйпоправиламквантовойфизики,показывает,чтоположениеинтерференционныхполосэлектроновзаэкраномзависит от величины потока магнитного поля через соленоид. При этом магнитное
поле вне соленоида— там, где движутсяэлектроны, — отсутствует. Получается,
чтомагнитноеполедействуеттам,гдеегонет?!
Упрощая, можно сказать, что возникает положение, которое можно трактоватькакналичиеканалаинформации,несвязанногосполями,известнымиклассическойфизике.Электронная«волна» какбы считываетинформацию,записаннуюв«пустомпространстве».
Это — фундаментальная квантовая неделимость мира, макроскопически
проявляется как квантовая нелокальность. Более того человек, может представлять собой уникальную психофизическую систему, для которой, в принципе невозможно определить одновременно психофизиологические координаты инерции состояния сознания (доминирующий на данный момент стереотип поведе-
200
ния в системе импринтов биовыживания) и его импульс (высокоморальный мотив, эстетическоепобуждение), чтонаходитсявнекоторомподобии ссоотношениемнеопределенностейГейзенберга[83].
Какпримерзабавныхредукцийсознаниемнаблюдаемыхобъектовдоодного
изсобственныхсостоянийивзаимоотношенийинерциисознанияиегоимпульса
можнопривестинижепоказанныйрядоптическихиллюзий(рисунок3.9,3.10).
Справедливо будет также говорить и о коллапсе сознания в одно из собственныхсостоянийнанаблюдаемомобъекте.
Нейрологические основы памяти, голографическая модель мозга, а также
квантовыеконцепциисознаниявсестороннерассмотренывработах[84-123].
Можнотакжепривестипримернелокальности,присущийквантовымобъектам. Наиболее ярким из них является парадокс Эйнштейна-ПодольскогоРозена[131].
Рассматривается электрон и позитрон, рожденные одновременно с полным
спином. Это спиновое состояние есть антисимметричная комбинация спиновых
состоянийдвухчастицсоспином1/2.Электронипозитрондвижутсявпротивоположных направлениях, пока не удалятся на достаточно большое расстояние.
Затемпроизводитсяизмерениеоднойизкомпонентспинаэлектрона.Послеакта
измерениясостояниесистемыпроецируетсянанекотороесобственноесостояние
даннойнаблюдаемойсистемы:тоестьсистемапереходитвсостояние,характеризующееся точным знанием компонент электрона и позитрона — +1/2 и –1/2.
Важноотметитьследующее,чтоинформацияопозитронеполученапосредством
эксперимента, произведенного над электроном, находящимся на большом расстоянии от позитрона, без какой-либо возможности влиять на него посредством
физическихполей.Двеквантовыесистемы,ранеевзаимодействующиемеждусобойи вследствиеэтогоописывающиесяобщей волновойфункцией, продолжают
сохранять между собой связь. Эта связь проявляется и в том, что измерение каких-либо характеристик у одной системы влияет на результаты их измерения у
другой.Нечтоподобноемынаблюдаемиприисследованиикиральныхсред—в
механизмах пространственной дисперсии. Это проявляется в пространственноподобныхкорреляциях.
Во времени-подобных корреляциях, при взаимодействии не одновременнорожденныхчастиц,получается,чторезультатизмерения,тоестьполучение информации о параметрахпозжерожденнойчастицымгновенно изменяетхарактеристикиранеерожденной,такчтоонистановятсясистемой,собственное состояниекоторой, описывается общей волновойфункцией,но они
не взаимодействовали ранее. Таким образом, имеют место механизмы изменения прошлого из будущего, то есть формально описывается развитие каузальной связи с обратным ходом времени — от будущего к прошлому, но
тольковтомслучае,еслипроизведеноизмерениевнастоящем.
201
Рис. 3.9. Оптическиеиллюзии
(http://www.peterlife.ru/funoffice/hobby/214480.html,
http://dvmarketing.co.uk/19/rose-optical-illusion
202
Рис. 3.10. Оптическиеиллюзии
(http://www.peterlife.ru/funoffice/hobby/214480.html,
http://dvmarketing.co.uk/19/rose-optical-illusion
203
3.4 Креативные квантовые технологии управления
квантуемым миром
В последнее время всё больший интерес представляет изучение возможности искусственного изменения климата и процессов в ионосфере под действием
высокочастотных электромагнитных излучений. Подобные возможности исследования носят экспериментальный характер и реализованы в рамках американской — программы активного высокочастотного исследования авроральной области(high-frequencyactiveauroralresearchprogramme)—HAARP.Возможностии
перспективы использования данной программы в настоящее время активно обсуждаютсявсредствахмассовойинформации,втомчисле иглобальнойсети Internet.ЧастоHAARPотождествляютс«плазменныморужием»исчитаютосновой
геофизическогооружия.ДействиеHAARPзаключаетсявтом,чтовштате Аляска
на 15 гектарах местности расположена громадная система из 180 фазированных
антенн,позволяющихсоздаватьифокусироватьвионосферемощныйвысокочастотныйимпульс. Известно,чтосильноеэлектромагнитноеполе высокихчастот
(ВЧ), локализуясь в фиксированной области ионосферы, создает в ней плазмоид
(область высокоионизированного газа). Плазмоид можно рассматривать как высокоинтенсивнуюшаровуюмолнию,которуюможноперемещатьпутёмповорота
диаграммнаправленностиантенн.
Кроме антенной станции на Аляске, по программе HAARP аналогичная антеннаяструктурабыласозданавНорвегииит.д.ит.п.!
Чем грозит образование гигантского плазмоида в ионосфере? Здесь приведемтолькофакты,которыеупоминаютсяавторамимногочисленныхстатейвсетиInternet.СоздательпринципанагреваионосферыБ.Истлунд[124-128],считает,
чтообразование плазмоидовпозволяет менятьрозуветровна большихрасстоянияхи,темсамым,донекоторойстепенивлиятьнапогоду.Частоговоритсяотом,
что HAARP, благодаря мощности своего излучения, может нарушать радиосвязь
на больших территориях, ухудшать точность спутниковой навигации, вызывать
сбоииавариивэнергосетях.
Нагревнекоторыхслоёватмосферыможетприводитькзначительнымклиматическимизменениями,какследствие,вызыватьстихийныебедствиявмире.
В последнее время всё больше стали говорить о возможностях системы
HAARPвпланепсихотронноговоздействиянабиосферу.Известно,чтоприпереизлучении нелинейной ионосферы возможно возникновение инфразвуковых
волн,тоестьполейсверхнизкойчастоты,вызывающихубиообъектовразличные
психофизиологическиесостояния.
ПрактическивсеупоминанияоHAARPсвязаныснаправленнымигеофизическими возможностями данной системы. Авторами книги представляется более
интересным рассмотрение HAARP с немного других, более глубинных позиций.
204
Система HAARP может рассматриваться как некий первый прообраз квантового
компьютера. Рассмотрение принципов функционирования HAARP можно проводить исходя не из электродинамических и геофизических позиций, а используя
основополагающиепринципыквантовойфизики.
Попробуемразобратьсявдекларируемойкреативностиданнойтехнологии.
В целом атмосфера и биогеосфера Земли представляют собой сложную открытуюсистему.Стационарныйбаланспотоковэнергииустанавливаетсязасчёт
теплового излучения Земли в космическое пространство: на Землю приходит
энергиясмалойэнтропией,ауходитсомногобольшей.Нонельзясказать,чтонеобратимый процесс возрастания энтропии идёт совершенно монотонно во всех
составныхчастяхсложнойсистемы.Напротив,общийростэнтропиисопровождаетсяпроцессомсозданияупорядоченныхструктурсуменьшениемлокальныхвеличин энтропии. Именно за счёт глобального роста энтропии и возникает возможностьпротивоположногопроцессалокальнойорганизацииразвитияпорядка.
Такимобразом, на ряду сдеградациейупорядоченнойсолнечнойэнергии ипревращения её в тепло идёт одновременный процесс самоорганизации и усложненияструктур,окружающейнасприроды.Всепроцессыразвитиятолькопотомуи
происходят,чтоонисопровождаютсяпроцессомростаэнтропиизасчетуменьшения степени порядка энергии, поступающей от Солнца. При этом происходит
неравновеснаяинеобратимаяэволюциясистемы.Особенноясноэтовидновпроцессах, аналогичных измерениям, когда коллапсы волновых функций сопровождаютсяколлапсамивероятностейирегистрациейзначенийизмеряемыхвеличин.
Приэтомнегэнтропияколлапсирующейсистемыдолжнавозрастатьзасчётроста
энтропии окружения, поэтому темп коллапсов (вектора состояния и вероятностей)частичносвязанспотокомнегэнтропииотСолнца.Реальнаяфизическаясистема включает одновременно причино-следственную лоренц-инвариантную
эволюциювекторасостояния,тоестьэволюциюпотенциальныхвозможностей,и
случайную, либо детерминированную «волевую» последовательность действий,
тоестьколлапсов.КоллапсыволновыхфункцийнаЗемлемогутпроисходитькак
самипосебе,тоестьспонтанно,такиврезультатепрямойиликосвеннойсвязис
коллапсамиквантовсолнечногоизлучениявкаскадахихпревращениявтепловое
движениеатомовимолекул.Коллапсымогуттакжепроисходитьвпрямойсвязис
модулированнымвнешнимэлектромагнитнымВЧсигналомHAARPивэтомслучаеонимогутстановитьсяуправляемыми.Вданномслучаефизически-тропными
параметрами являются не только мощность внешнего излучения накачки, но и
еговремя экспозициивионосфере.Управляемопроисходящие«волевые»коллапсысоздаютоднунеповторимуюэволюцию,редуцирующуюветвящийсясценарий
развития мира [130] в единую линию развития. Добавление макроскопических
бифуркаций не меняет качественной картины, существенно расширяя диапазон
возможных сценариев, из которых управляемая редукция выбирает один единственный.Примеромбифуркацииизклассическойфизикиявляетсянеустойчивое
205
положение материальной точки на вершине «холма» между двумя потенциальными ямами. Из-за неустойчивости начального состояния материальная точка
«скатится»воднуизям.Произойдётспонтанноенарушениесимметрии,которое
можнорассматриватькакрезультатэволюцииподдействиемначальноговозмущения.Самовозмущениеможнорассматриватькаксовершеннослучайное,несвязанное ни с какими причинами, но тогда совершенно эквивалентным образом
можносказать,чтомирвцелом(включаямножествомелкихсвязей,тоестьвозмущения)«принялрешение»оданномнарушениисимметрии[130].Такимобразом,бифуркациимогутноситькаксамопроизвольный(спонтанный),такиуправляемыйхарактер.
Однакоортодоксальнаяквантоваямеханиканеохватываетпроцессовнеобратимогоизмеренияивозможность«нереальной»суперпозиции(парадокс«кота
Шредингера») показывает, что между квантовым микромиром и классическим
макромиром существует промежуточная область, которая не покрывается стандартнойквантовоймеханикойитребуетспециальногорассмотрения.Некоторые
аспектымырассмотреливпервойивторойглавах.Продолжимрассмотрениесуществующих возможностей прорывных технологий, одной из которых, с нашей
точкизренияиявляетсяHAARP.
Итак, более общийвзглядна эволюцию квантовыхсистемдолжен сочетать
причинноеразвитиесобытийвсоответствиисуравнениемШредингера, атакже
«беспричинные» и управляемые коллапсы, представляющие собой результат
«измеренийвбудущем».Какдолжныбытьпостроеныэтиколлапсымырассмотримниже.
В1935годуЭйнштейн,ПодольскийиРозенопубликовалистатью[131],где
рассмотрелидвеквантово-механическиесистемы,которыенекотороевремявзаимодействуют между собой, а затем перестают влиять друг на друга. Это могут
бытьдвечастицы,которыеврезультатевзаимодействиянаблизкомрасстоянии,
разлетаются далеко друг от друга. Если провести теперь измерение над первой
системой,тодляразныхрезультатовизмерений,втораясистематакжеоказываетсявразличныхсостояниях,описываемыхразнымиволновымифункциями,хотяфактическиникакогофизическоговоздействиянавторуюсистемуприэтомне
оказывается.Паручастицсволновойфункцией,нераспадающейсянапроизведениефункцийкаждойизчастиц,называютЭПР-парой[131].
Состояния, у которых волновая функция не распадается на произведения
индивидуальныхфункцийбылиназваныШредингером«entangledstates»,тоесть
запутанные состояния. Интерпретированный перевод может звучать как «повязанные состояния».Втакихсостоянияхимеется достаточножесткаявнутренняя
корреляция,именновследствиеэтойкорреляцииизмерениянадоднойчастицей
приводиткизменениюволновойфункциивторойчастицы,дажеесливтораячастица находится очень далеко от первой частицы. Это выглядит как парадокс,
свидетельствующий о наличии некоторого нелокального взаимодействия («отсутствиилокальнойреальности»).Формальноеразрешениеэтогопарадоксабыло
даноБором[132],показавшим,чторечьидётотехжесамыхосновныхквантово206
механических свойствах, которые проявляются в соотношении неопределённостей и в эффекте интерференции. Оно состоит в том, что в квантовой механике
нельзя говорить о состоянии безотносительно к окружению, в частности, безотносительнокизмерительнымприборам.Еслиприизмеренииимпульсаоднойчастицы можно однозначно предсказать импульс второй частицы, то это происходит именно в силу определённой конфигурации приборов. Точное знание импульсавторойчастицыполученоприконкретномрасположенииизмерительных
приборов, и именно эта макроскопическая обстановка позволяет выявить внутренниекорреляциивквантовойсистеме.БолеепростойвариантЭПР-корреляций
былрассмотренБомом[133].
Такмывстречаемсясквантовойнелокальностью.Посколькусчиткасостояния(копированиебитаинформации)происходитпри«измерении»,аименнопри
соприкосновенииЭПР-парысвнешниммиром,тоследуетсчитать,чтоивнешний
мир нелокален. Волновые функции внешнего мира опутаны нитями квантовых
корреляций, которые мгновенно «срабатывают» при коллапсах волновых функций.Общаяэволюцияквантовыхсистемсостоитизпериодовихобратимогоразвития, согласно уравнению Шредингера, перемежаемых случайными событиями
коллапсирования волновых функций. Коллапсы волновых функций уравнением
Шредингеранеописываются.
Описанный подход соответствует взглядам Копенгагенской школы. Эйнштейн,ПодольскийиРозенсчитали,чтослучайностьсобытийследуетизповедениянекоторыхвнутренних«скрытыхпараметров»,описывающихпоканепознанную«глубокуюреальность».Нанашвзгляд,нельзянедооцениватьроль«скрытых
переменных»,которыедействительномогутописыватьнекоторуюнепознанную
покафизическуюреальность,которуювнекоторыхслучаяхлюдиназывают«чудом». Речь идёт о существовании необъяснимых пока свойств квантовых объектов до их измерения. В работе Белла [134] было показано, что допущение существования«скрытыхпараметров»приводиткнекоторымнеравенствам.Экспериментально было показано, что эти неравенства нарушаются в полном соответствиисортодоксальнойквантовойтеорией.ВэкспериментеАспекта,Далибардаи
Роджерса [135]обнаружено,чтоквантоваясвязьмеждукоррелированнымиобъектамиявляетсясверхсветовой,ав[136]такаясвязьбылапродемонстрированав
специальнойоптическойсхеме.
Сточкизренияквантовойтеорииполяэлектромагнитныеволныможнорассматривать как поток фотонов — частиц, у которых масса покоя равна нулю, а
скорость равна скорости света (корпускулярно-волновой дуализм, волны Луи де
Бройля).Дляпроявленияквантовыхэффектовнеобходимосозданиемощногоизлучения(принципБорна:вероятностисобытийпропорциональныквадратамамплитуд волновой функции) при помощи системы фазированных антенн
(рис.3.11). Мощный поток корпускул электромагнитного поля при помощи подбора диаграммнаправленностиантеннфокусируетсянаионосферу,создаваявней
коллективныеобразованияввидеплазмоида,которыйможетбытьотождествленс
длинной эквивалентной линией (принцип построения моделей электродинамическихсистем).Длинаэквивалентнойлиниисоздаетсякакмощностьюизлученияантенной системы, так и сильной нелинейность ионизированной среды. С точки зре207
ния квантовой теории поля, мощное излучение накачки приводит к образованию
громадного количества спонтанных пар Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР), что
соответствует увеличению квантовой когерентности процесса в целом. ЭПР-пары
будутнаходитьсявовсевозможныхквантовыхсостояний(числокоторыхпропорциональномощностинакачкиэлектромагнитнымполем),чтоприводиткростустатистической выборки и увеличению вероятности реализации даже маловероятных
процессов. Вероятность протекания среднестатистических процессов редуцируется
дотакогоизсобственныхзначений,котороесемантическизадановмодулирующем
сигналесвысокойстепеньюселективности(избирательности).
П
С т о я ч и е
Л
А
З
М
О
И
в о л н ы
М а к р о о б ъ е к т ы
Л о к у с
Д
Источник
питания
в о з д е й с т в и я
А н т е н н ы е
п о л я
Рис. 3.11. Технологииуправлениявероятностямисобытий
влокусевоздействия
Такимобразом,чеммощнееобразующийсяплазмоид,темдлиннееегоэквивалентная линия, больше спонтанных ЭПР-пар, выше квантовая когерентность,
больше разнообразие «эверетовских миров» для интегральных коллапсов системыиточнойредукциивсмыслпередаваемойклассическойинформации.
Сточкизрения максимальнойинтерференциивобластивоздействиянеобходимо создание устойчивой картины пространственных стоячих волн с минимальным периодом релаксации, которая может быть получена методом, известнымвтеорииголографии.
ПриколлапсаходиночныхЭПР-парфактическиникакойинформациинепереносится:этопростоединичныйколлапсбезпричиныиследствия.Вэтомплане
сигналободиночномколлапсепохожнафазовуюскорость—онесть,ноинформации не переносит. На самом деле, эта аналогия имеет более глубокий смысл.
Ведь коллапсы возникают при разрушении когерентности. А разрушить когерентностьмеждудвумяточкамиволныпосредствомоченьмалоговнешнеговоз208
мущения легче всего,еслиэтиточкиимеютдлительное времяоднуитужеразностьфаз.Другимисловами,онидолжны двигатьсявместесфазовойскоростью
волны.Фазоваяскоростьпозволяетнанести«метки»натехучасткахволны,которые затем могут сколлапсировать. Возникает вопрос: можно ли в принципе рассуждать о каких-либо формах управления квантовыми коллапсами? Определённую надежду на положительный ответ даёт пример цепной реакции в атомном
реакторе. Ведь эта реакция тоже построена на элементарных квантовых переходах,каждымизкоторыхуправлятьнельзя.Ноеслиуправлятьвероятностямипереходов,тоони,будучиумноженныминабольшоечислоучастниковпроцесса,автоматически становятся соответствующими макроскопическими переменными
ядерной кинетики. После этого управление становится возможным. Итак, для
управления необходимо иметь много участников процесса, что и обеспечивает
создание гигантского плазмоида в ионосфере, цепь непрерывных коллективных
(неодиночных)коллапсовиобразованиеэлектродинамическойдлиннойлинии.В
связи с этим, корреляции коллапсов могут передаваться с бесконечной скоростью,адвижущиесявнешниенаблюдателибудутнаблюдатьэтиколлапсывразной последовательности во времени, вплоть до возникновения «обратной стрелы»временивлокальныхкоординатах.
Вэксперименте[137]наблюдалосьнарушениенеравенствБелладлянезависимых наблюдателей. В этом эксперименте два наблюдателя разнесены на расстояниеоколо400метров(исоединеныоптическимволокномдлиной1км).Все
измерения,отгенерациислучайныхориентацийдляанализадодетектирования
фотона, выполнялись за время 80 нс, то есть гораздо более короткие, чем время
необходимое для передачи сообщения между ними 1300 нс. Быстрая электромодуляционная система и регистрирующая аппаратура могут быть непосредственноиспользованыдляреализацииквантовойтелепортации,чтослужитпри
нарушении неравенств Беллагарантией защищённой связи. В большинстве подходовиспользуетсяперепутываниемеждуэнергиейивременем[136,138].Эксперименты по проблеме ЭПР-Белла, выполненные в Женеве, показывают, что возможно распределить перепутанные пары по стандартным телекоммуникационным линиям и наблюдать высокую степень перепутывания на физических расстояниях между детекторами около 10 км (реальная длина оптических волокон
междуисточникомидетекторамисоставляла8и9км)[139,140].
Приэкспериментальнойреализацииквантовойтелепортациитребуетсякак
приготовление,такиизмерениеперепутанныхсостояний;приготовлениезаключаетсявсозданииисточникаЭПР-состояний(внашемслучае,плазмоид),аизмерение—видентификациибелловскихсостояний.Внашемслучаеизмерениеперепутанных состояний производится макрообъектами (либо стандартными детекторами), а модулирующий сигнал является, с одной стороны, непрерывным
процессом,влияющимнавсеколлективныеколлапсывтечениевсеговремени,с
другой стороны, локальным фильтром для увеличения перепутывания чистых
состояний [141, 142], «связанное перепутывание» [143, 144], эффективности и
устойчивости процессов очищения при несовершенных локальных операциях
209
[145-148],чтоникогданенарушаетнеравенстваБелла-Клаузера-Хольта-Шимони
(Белла-КХШ) [149]. Процесс перепутывания состояний является «локальным», в
том смысле, что он не нарушает неравенство Белла-КХШ и описывается с помощьюлокальноймоделисо«скрытымипараметрами»,порождающейвсеимеющиесякорреляции.Этоквопросуо«скрытыхпараметрах»!
Постоянство сдвига фаз препятствует хаотизации фаз квантовой системы
(корпускулы ЭПР-пар — это взаимодействие электронов с атомами водорода в
плазмоиде)вцеломипозволяетпередаватьбольшойобъёминформациибезискажений (зашумленность информационного квантового канала стремится к нулю). Стоячая волна, кроме того, позволяет зафиксировать (записать) требуемую
системуколлапсов,чтоисоздаетсизвестнымпериодомрелаксацииклассический
объектвформепроцессанекоторойпротяженностиидлительности.
Основная тема этой главы — появление классического поведения у макрообъектов,тоесть«сшивка»макромирасмикромиром.
Приуменьшениичастотыиувеличенииконцентрациичастиционизированного
газаионосферыквантоваянеопределённостьдолжнауменьшаться,еслисчитать,что
процессы коллапсирования волновых функций отдельных частиц приводят в конце
концов к коллапсированию волновой функции коллективного процесса. Волновые
функции микромира находятся в условиях непрекращающегосяпроцессапоследовательногоколлапсирования.Меняядеталитакогоколлапсированияводнойточкепространства,можнозатем(тоестьснебольшимсдвигомповремениt)повлиятьнаизменение вероятностейколлапсоввдругихточкахпространства.Самоколлапсирование передать в другую точку пространства невозможно, но нельзя исключить возможность управляемо менять классическое окружение множества коллапсирующих
системводнойточкепространстваидетектироватьэтовлияниенаколлапсывдругой,далекоотстоящейпространственнойточке,вформесемантическойнагрузкимодулирующего сигнала, то есть сигнала, образующего паттерн энергии накачки. Для
этоговолновыефункциивэтихточкахдолжныбытькоррелированы,тоестьнефакторизуемыми, а квантовые системы должны быть релаксирующими. В этом случае
будут происходить коллективные коллапсы не только вероятностей для движения
частиц, но и коллапсы вероятностей процессов в макротелах. Таким образом, одной
лишьинформационнойсвязисвнешниммиромввидемодулирующегосигналаэнергии накачки достаточно для того, чтобы функция распределения вероятностей собственныхзначений,определяющихсостояниемакротел,коллапсировалавсостояние,
отвечающее за вполне определённые физические параметры и процессы, присущие
классическимобъектам.Любымизвестнымклассическимпроцессамиобъектам—от
«амёбы»до«тунгусскогометеорита».
Ионосферабогатаатомамиводородаисвободнымиэлектронами,вследствие
ионизации среды внешним естественным излучением — потоком энергии от
Солнца («солнечным ветром»). Энергия накачки создает дополнительные возможности ионизации атомов водорода и др. газов в ионосфере, что приводит к
возникновению дополнительной (наведённой) концентрации свободных электронови,какследствие,увеличениюколичестваЭПР-пар.Модулирующийсигнал
210
несущейволнынакачкисодержитвсебеинформациюоквантовомпереходемакрообъекта(совокупностиквантовыхобъектов)вклассическийобъектпутёмстягивания вероятных коллапсов волновой функции в единственно возможное для
данногослучаясобственноезначение.
Оказывается, что сверхсветовая связь в коррелированно-квантовых системах не противоречит релятивистскому принципу причинности: любая попытка
создания «причинной петли» приводит к образованию составной квантовой системы,внутрикоторойпринциппричинностипродолжаетдействоватьивозможностьквантово-корреляционнойсверхсветовойкоммуникациинеисключена,если оставаться «внутри интервала измерения». Что означает ещё раз — рассматриваемые нами «квантовые чудеса» возможны только с учётом локальных, для
инерцииданнойсистемы,масштабовпространственныхрасстоянийиинтервалов
времени.
Таким образом, важнейшими известными в настоящий момент физическитропными параметрами и характеристиками являются: мощность внешнего излучения накачки (создающая в ионосфере мощный источник ЭПР-пар и эквивалентную длиннуюлинию),еговремяэкспозиции вионосфере,многолучевойрежимработыантеннойсистемы(поаналогииспринципамизаписиисчитывания
голографическойинформации),постоянствосдвигафазмежду«лучами»,используемымидлянакачки,созданиестоячейволнывобластивоздействия.
Вфизикеизвестенфеноменсверхрадиации,прикотороминтенсивность,излучаемаякогерентнымиисточниками,оказываетсяпропорциональнойнепервой
степени,ноквадратучислаотдельныхизлучателей.
Ксожалениюиликсчастью,внастоящеевремянеизвестныформыиструктурымодулирующихсигналов(паттернов),которыемоглибыизбирательновлиятьнавероятностисобытийпространственно-временногоконтинуума.
Рассмотренная физическая модель, как уже было отмечено, может служить
некимпрообразомквантовогокомпьютера[151,152],позволяющегоуправлятьвероятностьюпроцессовкакнамикро-,такинамакроуровне,новтом,итолькотомслучае,еслиданнаясистемабудетэксплуатироватьсясучётомтого,чтоколлапсыволновыхфункцийивероятностейпроявляютсясинхронно:коллапсируютфункцииизмеряемыхквантовыхобъектов,измерительногоприбораиизмеряющегооператора.
Возможен и другой, асимметричный вариант квантового компьютера,
управляющего коллапсами вероятностей пространственно-временного континуума.Возбуждающееизлучение(энергиюнакачки)возможнонаправлятьнаиные
физически активные среды с той же суммой и качеством физических эффектов.
Разницалишьвтом,чтогеометрическикиральныеметаструктуры,вдумчивовыполненные как композитные изделия представляют из себя устройства, способныепоглощатьипереизлучать(свозможностьюуправлениядиаграммойнаправленности)энергиювширокомдиапазонечастотэлектромагнитных,акустических
ииныхполейот10-3до109Гц.Этиустройстварасполагаюттакжевсемспектром
возможностей (с учетом принципа дополнительности) для управления события211
миобъективнойреальноститак,как этобыло показано вданнойипредыдущих
главахэтойкниги.
Физические принципы, положенные в основу механизмов квантовой телепортации информации, являются общими для всех «квантовых устройств», будь
тоизмерительныйприбориликиральнаяметаструктура.
Разумеется, с учётом «квантующего наблюдателя», находящегося в определенномсостояниисознания.
Принаписанииэтогоразделаиспользованыматериалыиз[130,150].
3.5 Бифуркационная диаграмма как наглядное
представление декогеренции
Что же такое с точки зрения модели, рассмотренной в нашей книге, судьба
человека(«наблюдателя»)какэлементамира?Жизнь,повыражениюнеизвестного«мастерачерногожанра»:«затяжнойпрыжокизродовыхпутейвмогилу».Другимисловами,изпунктаА(рождение)впунктB(смерть)человек(элементмира)
идетпоопределенномупутиэверетовскогомногообразия,перманентносовершая
квантовыепереходысоднойветвимировойлиниинадругую.
Мы не будем рассматривать события, происходящие в точках, расположенныхвинтервалах ; A  и  B;   ,алишьтолькопопробуемпонятьнекоторые
закономерности движения от А до B. Некоторый, слабо улавливаемый здесь,
смыслскрытвтом,чтосмоментарождениячеловек«открываетдверьивходитв
комнату,вкоторойестьнечтоибесчисленноеколичестводругихдверей».Человеквыбираетоднуизнихиситуацияповторяетсяусловнобесконечноечислораз
домоментегоглавногоквантовогоперехода—вмириной.
Пустьобщеечисло«дверей»равно N .Закаждойиз N «дверей»при N   находятся жестко детерминированный мир в варианте Уиллера-Фейнмана, а N «дверей»—это N мировЭверетта.Накаждомшагесвоегосуществованиясознаниечеловека,тоестьсамчеловек,выбираетодинизбесконечногочиславозможных сценариев своей судьбы, но в итоге это ровным счетом ничего не меняет. В
судьбеотдельногочеловекаравнокакивабсолютномсценарииразвитиямира—
человекничутьнехозяин,какмоглобыпоказатьсяпосмыслумоделей,презентованныхвэтойкниге.
В целом весь сценарий развития мира абсолютно предопределен Всевышним, равно как и эволюция (судьба) каждого элемента творения. Если же говоритьочеловеке,товрамкахвыбора«дверей»ипараметровдвиженияпокомнатам, он, конечно, «квантовый наблюдатель». И это много, очень много! Это —
очень серьезный подарок — свобода выбора — обуславливающий действительное субъективное управление вероятностями событий объективной реальности.
Нов«концеконцов»финаледин.Как-либопредставитьсебефиналневозможно,
212
даиненужно.«Чтотакоестроительствомостачерезрекусточкизрениящуки?»,
—сказалкто-тоизвдумчивыхлюдей.И«непытайсяпознатьто,чтовышетебя»,
—говоритТалмуд.
Сценарийразвитияквантово-информационныхсистеммира,человечестваи
судеб отдельных индивидуумов сводится в целом к следующей зеркальной (киральной)схеме(рис.3.11).
ТочкаАпредставляетсобойсоздание(рождение)элементамира(человека).
Вкаждыймоментвременивозможенвходводнуизнескольких«дверей»,чтона
диаграммеотображенорасщеплениемусловнойлинииразвитиячеловека.Постепенно диаграмма обретает все большее количество расщепленных «ветвей», из
которых только одна является реализуемой, а другие — вероятностно возможными. Полученную картину назовем бифуркационной диаграммой развития элементовмира(бифуркация—отлат.bifurcus—раздвоенный)(рис.3.12).Этудиаграммунельзяотождествлятьтолькосреализованнойсудьбой:онашире,таккак
внейучитываютсяинереализованныеэлементоммира«ветви».
У Читателя возникнет вопрос: как осуществляется выбор элементом мира
«ветви»бифуркационнойдиаграммысудьбывнеосознанныйпериодсразупосле
рождения? Человек в этот период выбирает «дверь» спонтанно, неосознанно, не
руководствуяськакими-либомотивами.Эволюционныйучастокбифуркационной
диаграммы судьбы можно сравнить с лазерным излучением. В первые моменты
накачкиактивнойсредывсепереходыявляютсяспонтаннымииобразуемыеврезультате них, фотоны — некогерентными. Каждый фотон, затем воздействуя на
активную среду, создает еще один (уже когерентный) фотон и т.д., создавая фотонную лавину. Так же и в нашем случае: начальные «ветви» бифуркационной
диаграммы—результатспонтанноговыбора«двери»человеком.Помереувеличения числа ветвлений (взросление элемента мира) выбор становится вынужденно-осознанными«ветви»диаграммылавиообразноразмножаются.
Оченьчастоговорятосудьбоносныхрешенияхчеловека.Сточкизрениябифуркационной диаграммы, судьбоносное решение ничем не отличается от простого (ничего не значащего)выбора человека —этовсеголишьвыбор одной из
возможных«ветвей»диаграммы.Заметим,чтонасобытиявпоступательномразвитииэлементамиравлияютвсе«ветви»диаграммы,имевшиеместододанного
события—«заошибкивпрошломчеловекрасплачиваетсясейчас»нановой«ветви» диаграммы. Проблема выбора перед элементом мира встает неосознанно и
поройон непридаетособогозначения ему,чтоможет повлиятьна ход«ветвей»
бифуркационной диаграммы в будущем. Заметим, что эволюционная часть бифуркационной диаграммы всегда больше по величине, чем инволюционная, котораявнекоторыхслучаяхвообщеможетбытьоченьмалой.Вслучаевнезапной
смерти элемента мира все «ветви» инволюционной части диаграммы за малый
промежутоквременисходятсяпократчайшемупутивточку—«зеркало»заставляет как бы «проиграть» эволюционное развитие в обратном направлении в
213
ускоренном темпе. В этом случае в локальных для элемента мира координатах
время«течет»неуловимобыстро.Возможенидостаточнодлительныйпереходв
точкуВ,когдаинволюцияпротекаетпонесамымкратчайшим«ветвям»диаграммы, но и в этом случае локальное время ускоряется, хотя и не так быстро, как в
описанномвышекритическомслучае.
Эволюция (взросление)
Инволюция (старение)
A
В
Рождение
элемента
Смерть
элемента
Рис. 3.12.Зеркальный(киральный)сценарийразвитиямировыхэлементов
В зоне «полупроницаемого зеркала» в какой-то переломный момент, внезапно, в силу множества причин, наступает старость элемента, незаметная пока,
но врамкахописанной модели квантовыхподходов—впределе мгновенно.Системаэлементапретерпеваетобратнуюэволюцию,скоростьпроцессоввсистеме
элемента падает, локальное течение внутреннего времени замедляется, а внешнего — ускоряется, вотличие от детства,где скорость процессов и усвоение информации огромны, а локальное, внутреннее время течет с огромной скоростью
относительновнешнего,котороеидетвзамедленномтемпе.Отсюдавполнеобъективное… субъективное ощущение «затянутости» времени личного детства. И
наоборотбыстрое«мелькание»чередыпрожитыхлетвстарости(десятьлет–как
одингод).
В зоне «зеркала» возможно все! Объект в динамике всех своих информационных процессов как бы «размазан»по пространству и времени. Возможно и существование опережающей (набегающей) компоненты (подобно возможности
частичногоотраженияоптическойволныотполупрозрачногозеркаласкоэффициентомотражения R  1 ),тоестьобращениелокальноговремени.
Проблема в том, что зона «зеркала» «уловима» лишь в особых случаях, при
использованиинекоторыхпрорывныхтехнологий.
Расположение «зеркала» и длина бифуркационной диаграммы на участке
эволюции определяется самим «квантовым наблюдателем», в то время как ее
длина на инволюционном отрезке диаграммы уже не зависит от человека, а можетбытьизмененалишьприпомощинекоторыхкреативныхтехнологий.
«Зеркало»—интервалвременижизни,вкоторыйчеловекобладаетсамыми
большими возможностями потенциального выбора (редукции виртуальных воз214
можностей).Проблемажечеловеказаключаетсявтом,чтодаже,придявточкуВ,
он так и не сможетопределитьвкакой моментвремени развитияэто«зеркало»
существовало, то есть когда происходил переход из эволюционного участка на
инволюционный.ЭтознаниеподвластнотолькоВсевышнему.
Любаяточкаветвлениявбифуркационнойдиаграммеявляется,сточкизрения квантовой механики, перепутанным состоянием системы двух частиц. Все
точки диаграммы между собой нелокально связаны и нелокально коррелируют.
Однаковозможнытакжеточки,вкоторыхнесуществуетвозможностивыборакакого-либо состояния. Такие точки могут быть отождествлены с одной частицей,
состояние которой либо неизвестно вообще, либо полностью определено. Таких
точек на бифуркационной диаграмме может быть достаточно большое количество и они, как«странные аттракторы» (отлат.attractio —«притяжение»)«притягивают»человекакопределеннойтраекториинадиаграммеи,какследствие,к
определенной судьбевразвитии. Этидетерминированныеточкикак бы определяютнабросокпланаразвитияиндивидуума,предначертанногосудьбой.Свободнаяволявыборакорректируетэтотпуть,добавляявнегоновыеточкиветвления
бифуркационнойдиаграммы.Ноонаневсостояниикореннымобразомизменить
предначертанныйпланразвития!
Что касается движения творения Всевышнего из пункта А в пункт В, то об
общихзаконахэтогодвижениясмоментасозданиямираговоритСеферhаЗоhар:
«Весь низший мир сотворен подобно миру высшему: все, что существует в высшеммире,предстоитпереднамииздесьвнизу,какбывсвоемотображении,ив
тожевремя,всеэтоестьлишьодно»(Zohar,part.II,fol.20,verso).Иеще:«Святой,
дабудетОнблагословен,ужесоздалиразрушилмногиемиры,преждечемостановилсявСвоейТворческойМыслинатом,вкоторыммыживем;икогдаэтопоследнее творчество было в точке своего завершения, все вещи этого мира, все
творениявселенной,преждечемпринадлежатьвселенной,былинекотороевремя
всостояниипродленияипредстоялипередВсевышнимвсвоейистиннойсущности.ТакнадовосприниматьэтисловаЭкклесиаста:«То,чтобылокогда-либо,будетвбудущем,ито,чтобудет,ужебыло»(Zohar,part.III,fol.61,verso).
Поразительно!!!Данныевысказыванияполностьюсоответствуютсовременнойквантовоймеханикеоприродевероятностейпроцессов,происходящихвпространственно-временномконтинууме.
Факторволи,влияющийнаизменениевероятностисобытийвэволюциикакой-либосистемы,можетбытьпредставленввидедвухвекторов—вектораволи
провидения Всевышнего («гомеостатического мироздания») и локальной воли
элементамира.Системуможнорассмотреть,какнекоторуюповерхность,накоторуюпроецируютсядвауказанныхвектора,ортогональныхдругдругу.Вреальном
пространстве событий поверхность представляется топологически как криволинейнаясразличнымиугламинаклонавразныхточках.Вэтомслучаевекторыбудутобладатьразличнымипроекциямииихдлиныбудутотноситьсядругкдругу
в различных пропорциях. В пределе же при максимальном значении одной из
215
проекций, другая стремится к нулю. Формально можно ввести следующий интеграл,определяющийволюнтарноевлияниенаматрицувероятностейсобытий:

B
  f , X  ddX, 0 0
где d —бесконечномалоеприращениепроекциивекторалокальнойволиэлементамира; d —бесконечномалоеприращениепроекциивектора«волискрытых переменных» (материальных сил Всевышнего); f , X  — функция, описывающая внешнее изменение вероятности событий в системе «квантующий
наблюдатель–квантовоеустройство–квантуемыймир».
Авторы выражают надежду, что и без детализации Читатель поймет смысл
известной метафоры о том, что «... дети играют с ангелами...». Вблизи точки А у
элемента мира максимально присутствует dX. По мере эволюции d увеличивается,ноненастолько,чтобыхотябынапорядокприблизитьсякdX.
216
Список использованных источников к главе 3
1.TheRoleofConsciousnessinthePhysicalWorld//R.G.Jahn(ed.).—Boulder,Colorado.AAAS.,WestviewPress,1981.
2. Quantum Physics and Parapsychology // L. Oteri (ed) // Parapsychol. Found., INC,
N.Y.,1975.
3. Jahn R.G., Dunne B.J. Margings of Reality. — Oriando, Florida, Harcourt Brace Jovanovich,1987.
4.JahnR.G.,DunneB.J.//FoundofPhys,1986.—V.16.—№8.—P.721.
5. Consciousness and the Physical World // B.D. Josephson, V.S. Ramachsndren (eds),
Oxfordets.:Pergamon,1980.
6.StappH.P.//FoundofPhys.,1982.—V.12.—№4.—P.363.
7.WooC.H.//FoundofPhys.,1981.—V.11.—№11/12.—P.933.
8.SchlegelR.S.//Spec.inSci.andTechnol.,1982.V.5.—№4.—P.383.
9.WalkerE.H.//Phys.Today,1971.—V.39.—P.39.
10.WignerE.P.//Am.J.Phys,1963.—V.31.—P.6.
11.WignerE.P.in:TheScientistSpecuiates.I.J.Good(ed),N.Y.:BasicBooksInc.,1962.—
P.284.
12. d’Espagnat B. Conceptual Foundations of Quantum Mechanics. Reading MA: BenjaminInc.,1976.
13.WheelerJ.A.in:ProblemsintheFoundationsofPhysics,G.ToraldodiFrancia(ed).
—Amsterdam,Ital.Phys.Soc.North-Holland,1979.—P.395.
14.deBeauregardO.C.//Phys.Lett.,1978.—V.67A.—P.171.
15. von Neuman J. Mathematical Foundation of Quantum Mechanics. — Princ., N.Y.,
Princ.Univer.Press.,1955.
16. London F., Bauer E. La theorie de observation en mechanique quantique. Paris,
Hermann,1939.
17.BallentineL.E.//Phys.Rev.A.,1991.—V.43.—№1.—P.9.
18.EverettE.III//Rev.Mod.Phys.,1957.—V.29.—P.454.
19.TheMany-WorldsInterpretationofQuantumMechanics//B.S.deWitt,N.Graham
(eds).—Princ.,N.Y.,PrincentonUniv.Press,1973.
217
20.EverettE.IIIin:TheMany-WorldsInterpretationofQuantumMechanics//B.S.de
Witt,N.Graham(eds).—Princ.,N.Y.,PrincentonUniv.Press,1973.—P.3.
21.WheelerJ.A.,FeynmanR.P.//Rev.Mod.Phys.,1945.—V.17.—№1.—P.157.
22.WheelerJ.A.,FeynmanR.P.//Rev.Mod.Phys.,1949.—V.21.—№3.—P.425.
23.TetrodeH.//Zelt.FurPhys.,1922.—V.10.—P.317.
24.CramerJ.G.//Rev.Mod.Phys.,1986.—V.58.—№3.—P.647.
25.DaviesP.C.W.ThePhysicsofTimeAsymmetry.—BerkleyandLosAngeles.Univ.Calif.Press,1977.
26.МандельштамО.Э.Собраниесочиненийв4-хтомах.—М.:«Терра»—«Terria»,
1991.—Т.1.—С.200.
27. Московский А.В., Мирзалис И.В. в кн.: «Философские исследования современных проблем квантовой теории» // Ю.В. Сачков, А.В. Тягло (ред.). — М.,1991. —
С.100.
28.БергсонА.Творческаяэволюция.—М.-СПб,1914.
29.БергсонА.Длительностьиодновременность.—СПб,1923.
30.HeideggerM.SeinundZeit.—Tubingen,1929.
31.SchmidtH.//NewScientist,1971.—V.50.—P.757.
32.SchmidtH.//J.ofAm.Soc.forPsych.Res.,1975.—V.69.—P.301.
33.SchmidtH.//J.ofAm.Soc.forPsych.Res.—1976.—V.70.—P.267.
34.SchmidtH.//FoundofPhys.,1978.—V.8.—P.463.
35.SchmidtH.//J.ofParapsychology.,1981.—V.45.—P.87.
36.SchmidtH.//FoundofPhys.,1982.—V.12.—P.355.
37.SchmidtH.//J.ofParapsychology,1984.—V.48.—P.261.
38.SchmidtH.//J.ofParapsychology,1985.—V.49.—P.229.
39.SchmidtH.//J.ofParapsychology,1986.—V.50.—P.1.
40.SchmidtH.//J.ofAm.Soc.forPsych.,1991.—V.85.—P.109.
41.CartanE.//ComptesRendus.,1922.—V.174.—P.539.
42.KibbleT.W.T.//J.Math.Phys.,1961.—V.2.—P.212.
43.SciamaD.W.//Rev.Mod.Phys.,1961.—V.36.—P.463.
218
44.KorczynsckiW.//Phys.Lett.,1972.—V.39.—P.219.
45. Trauman A. // Bull. Acad. polon. Sci. ,ser. sci. math., astr., phys., 1972. — V.20. —
P.185.
46.deBeauregartO.K.//FoundofPhys.,1985.—V.15.—№8.—P.671.
47. Лаврентьев М.М., Еганова И.А., Луцет М.К., Фоминых С.Ф. // Докл. АН СССР,
1990.—Т.315.—№2.—С.368.
48. Акимов А.Е., Пугач А.Ф. и др. Предварительные результаты астрономических
наблюдений неба по методике Н.А. Козырева, ГАО АН Украины, Киев, 1992. Препринт№ГАО-92-SP.—С.18.
49.ХесинР.Б.Непостоянствогенома.—М.:Наука,1984.
50.БульенковН.А.//Кристаллография,1988.—№2.—C.424-444.
51.LivolantF.//Ew.Collbiol,1984.—V.53.—P.300-311.
52.PaponovV.D.//ZagodnieniaBiofizykiWspolozeshej,1988.—V.13.—P.17—40.
53.Эволюциягенома(подред.Г.ДоувераиР.Флайвелла).—М.:Мир,1986.
54.NaglW.,PoppF.A.//Cytobios,1983.—V.37.—P.45-62.
55.FrolichH.//CollectivePhenomena,1981.—V.3.—P.135-146.
56.ГурвичА.Г.Избранныетруды.—М.:Медицина,1977.
57.ScherbakV.J.//J.TheorBiol.,1988.—V.132.—P.121-124.
58.СиннотЭ.Морфогенезрастений.—М.,1963.—C.286-339.
59. Ромоданов А.П., Богданов Г.Б., Ляшенко Д.С. Первичные механизмы действия
иглоукалыванияиприжигания.—Киев:Вищашкола,1984.
60.СaorsiS.,OgnoG.//Proc.MELECON’85.MediterrElectrotechnConf—Amsterdam
etal,1985.
61.БерезинА.А.,ГладкийА.М.—М.,1988.—Деп.вВИНИТИ,№904-1388.
62.КазначеевВ.П.,ИвановаМ.П.,МихайловаЛ.П.,ЗайцевЮ.И.//Бюл.Сиб.Отд-ния
АМНСССР,1986.—№3.—С.12-16.
63.КопаневВ.И.,ШакулаА.В.Влияниегипогеомагнитногополянабиологические
объекты.—Л.:Наука,1985.—С.1-72.
64.WidomG.//Nature,1984.—V.309.—N.5966.—P.81-86.
65.ChwirotW.B.//PlantPhysiol.,1986.—V.122.—P.81-86.
219
66. Popp F A.,RuthB.,BahrW. et al.//CollectivePhenomena,1981. — V.3. —P.187214.
67. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности. — М.: Сов. Радио,
1969.
68.БарлоуР.,ПрошанФ.Статистическаятеориянадежностиииспытаниянабезотказность.—М.:Наука,1984.
69.HayflickL.Whydowelivesolong?//Geriatrics,1988.—V.43.—P.77-87
70. Кольтовер В.К. Теория надежности, супероксидные радикалы и старение //
Успехисовременнойбиологии,1983.—Т.96.—C.85-100.
71.Руководствокпрактическимзанятиямпопсихофизиологии:Учебноепособие/
ПодредакциейО.В.ЛавровойиВ.Ф.Пятина.—Самара.:НВФ«СМС»,1999.—164с.
72.Физиологиячеловека:Compendium.Учебникдлявысшихучебныхзаведений/
ПодредакциейБ.И.ТкаченкоиВ.Ф.Пятина.СПб.,1996.—424с.
73. Лаврова О.В. Изменение спектральных характеристик ЭЭГ при восприятии
текстовимузыки:квопросуомежполушарнойасимметриимозга//Психол.журнал,1996.—Т.17.—№3.—С.108-118.
74.ПятинВ.Ф.,ЛавроваО.В.Физиологическиеосновыпсихическойдеятельности
человека.Учебноепособие.—Самара,1994.
75.ПятинВ.Ф.,ЛавроваО.В.,НевероваЕ.Н.Освязиэкстра-ипаралингвизмов//Сб.
Функцииавтономнойнервнойсистемы.—Самара,1998.
76. Пятин В.Ф., Лаврова О.В. Фантомы духа // Вестник СамГУ, 1997. — №3. —
С.141-151.
77. Волобуев А.Н., Неганов В.А., Зайцев В.В. Физико-математическая природа
нервногоимпульса//Физикаволновыхпроцессовирадиотехническиесистемы,
1998.—Т.1.—№2-3.—С.108-111.
78.МатвеевИ.В.,НегановВ.А.,БолочагинВ.Ю.Исследованиенелинейногоуравнения ШредингераспектральнымметодомГалеркина//Физикаволновыхпроцессовирадиотехническиесистемы,1998.—Т.1.—№4.—С.41-46.
79.НегановВ.А.,НефедовЕ.И.,ЯровойГ.П.Полосково-щелевыеструктурысверх-и
крайневысокихчастот.—М.:Наука,Физматлит,1996.—304с.
80. Александрова Т.В., Волобуев А.Н., Неганов В.А., Романчук П.И. Индуктивноемкостная модель электродинамики миокарда // Вестник новых медицинских
технологий,1999.—Т.6.—№1.—С.30-32.
220
81.НегановВ.А.ОсобенностивоздействияэлектромагнитныхволнКВЧдиапазона
набиологическиеобъекты:основныенаправлениянаучныхисследованийитенденции в разработках КВЧ аппаратуры // Вестник новых медицинских технологий,1994.—Т.1.—№2.—С.13-18.
82.ВолобуевА.Н.,ГридинВ.Н.,НегановВ.А.,НефедовЕ.И.Распределениеэлектрическогополявнервномволокнесраспространяющимсяпотенциаломдействия//
ДАН,1998.—Т.359.—№2.—С.185-187.
83.ДеБройльЛ.СоотношениенеопределенностейГейзенберга.—М.:Мир,1986.
84.BuchsbaumМ.S.,IngvarD.H.,KesslerR.,WatersR.N.,CappellettiJ.etal.Cerebralglucography with positron tomography. Archives of General Psychiatry, 1982. — V.39. —
P.251-259.
85. Cooper J.R., Bloom F.E., Roth R.H. The Biochemical Basis of Neuropharmacology.
Fourthedition.—OxfordUniversityPress,NewYork,1982.
86.CrombiеА.С.Earlyconceptsofthesensesandthemind.—ScientificAmerican,1964.
—V.210.—P.108-116.
87.EdelmanG.M.,MountcastleV.В.TheMindfulBrain.—MITPress,Cambridge,Mass.,
1981.
88.GottesmanI.I.,ShieldsJ.,HunsonD.R.Schizophrenia:TheEpigeneticPuzzle.—CambridgeUniversityPress,Cambridge,England,1983.
89. Griffin D.R. ed. Animal Mind-Human Mind. Dahlem Workshop Report. — SpringerVerlag,NewYork,1982.
90. Groves P.M., Schlesinger К. Introduction to Biological Psychology. — William С.
BrownCompany,Dubuque,Iowa,1982.
91.GuzeS.В.Psychosomaticmedicine:Acritique.//PsychiatricDevelopments,1984..—
№2.—P.23-30.
92.HirschfieldR.M.A.,KoslowS.H.,KupferD.J.Theclinicalutilityofdexamethasonesuppression test in psychiatry // Journal of the American Medical Association, 1983. —
V.250.—P.2172-2174.
93.HubelD.,ed.TheBrain.—W.H.FreemanandCompany,NewYork,1979.
94. Kandel E.R., Schwartz J.H. Principles of Neural Science. —Elsevier/North-Holland,
NewYork,1981.
95.MacalpineI.,HunterR.PorphyriaandKingGeorgeIII//ScientificAmerican,1968.
—V.221.—P.38.
221
96.MackayA.V.P.,IversenL.L.,RossorM.,SpokesE.R.,BirdE.,AreguiA.,CreeseI.,Snyder
S.J.Increasedbraindopamineanddopaminereceptorsinschizophrenia//Archivesof
GeneralPsychiatry,1982.—V.39.—P.991-997.
97.McKayD.М.Selvesandbrains//Neuroscience,1978.—V.3.—P.599-606.
98.NetterF.H.TheCiba.CollectionofMedicalIllustrations.Volume1.NervousSystem.
—Ciba,NewYork,1983.
99.ParchasJ.D.,AkilH.,ElliottG.R.,HolmanR.В.,WatsonS.J.Behavioralneurochemistry:
Neuroregula-torsandbehavioralstates//Science,2000.—P.964-973.
100. Phelps M.E., Kuhl D., Mazziotta J.С. Metabolic mapping of the brain’s response to
visualstimulation:Studiesinhumans//Science,1981.—V.211.—P.1445-1448.
101. RosenzweigM.R.,Leiman A.L.PhysiologicalPsychology. —D. C.Heath, Lexington,
Mass.,1982
102. Rushton W.А.R. King Charles III and the blind spot // Vision Research, 1979. —
V.19.—P.225.
103. Schmidt R.F., Thews G., eds. Human Physiology. — Springer-Verlag, New York,
1983.
104.SheppardG.M.Neurobiology.—OxfordUniversityPress,NewYork,1983.
105.SilverR.,FederH.H.,eds..HormonesandReproductiveBehavior.—W.H.Freeman
andCompany,NewYork,1979.
106. SimonsR.С., Pardes H.UnderstandingHuman Illness in HealthandBehavior.Secondedition.—WilliamsandWilkins,Baltimore,1981.
107. Warden F.G., Swazey J.P., Adelman G. The Neuro-sciences: Paths of Discovery. —
MITPress,Cambridge,Mass.,1975.
108. XVII съезд физиологического общества им. И.П.Павлова. / Тезисы докладов.
—Ростов-на-Дону,1988.
109. АлександровскийЮ.А.Пограничныепсихические расстройства.Руководство
дляврачей.—М.:Медицина,1993.
110.Биоуправление.Теорияипрактика./Сб.науч.трудов.Подред.М.Б.Штарка,
Н.Н.Василевского.—Новосибирск:Наука,Сибирскоеотделение,1988.
111.ГодфруаЖ.Чтотакоепсихология.В2-хт.Изд.2-е,стереотипное.Пер.сфранц.
—М.:Мир,1996.—Серия«Актуальнаяпсихология».
112. Лазарев П.П. Физико-химические основы высшей нервной деятельности. —
М.,1922.
222
113.ЛиА.Г.Разработкаспособовуправленияособымисостояниямисознаниядля
повышенияэффективностивосприятияподпороговыхсигналов/Докт.диссертация.Воронеж,1993.
114.ЛурияА.Р.Основынейропсихологии.—М.:Мир,1973.
115.МорисА.Сонисновидения.—М.,1967.
116.Психологияцвета.Сб.пер.сангл.—М.:Рефл-бук,К.:Ваклер,1996.
117. Пушкин В.Н. О системности интеллекта // Вопросы психологии. — №5. —
1972.
118.СомьенГ.Кодированиесенсорнойинформации.—М.:Мир,1975.
119.КунТ.Структуранаучныхреволюций.—М.:Прогресс,1977.
120.ДэвисП.Суперсила.—М.:Мир,1989.
121.ПригожинИ.Отсуществующегоквозникающему.—М.:Наука,1985.
122.ПрибрамК.Языкимозга.—М.:Прогресс,1975.
123.ЦехмистроВ.M.Квантовыеконцепциисознания.—Харьков,1972.
124.http://www.padrak.com/ine/HAARP97.html(HAARPPatents).
125.http://www.beseder.co.il/israblog/page/30.
126.http://usatruth.by.ru/haarp.htm(HAARP).
127. http://www.agat.freenet.kg/vesti/vesti_III.html (Геофизическое оружие — у
«них»(нонеунас?))
128. http://www.inauka.ru/blogs/article56575.html(HAARPпротив «северного сияния»).
129.EverettH.III//ReviewMod.Phys.,1957.—V.29.—P.454.
130. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. 2-е изд. — М.: Редакция журнала
«Успехифизическихнаук»,1999.—400с.
131.EinsteinA.,PodolskyB.,RosenN.//Phys.Review,1935.—V.47.—P.777.
132.BohrN.//Phys.Review,1935.—V.48.—P.696.
133. Bohm D. // in «Quantum theory and measurement» (eds. J.A. Wheeber, W.H.
Zurek).—Princeton:Princeton,1983.—356p.
134.BellJ.S.//Physics(LongIslandCity,N.Y.),1965.—V.1.—P.195.
223
135AspectA.,DalibardY.,RogersG.//Phys.ReviewLetters,1982.—V.49.—P.1804.
136.FransonJ.D.//Phys.ReviewLetters,1989.—V.62.—P.2205.
137. Weihs G.,Jennewein T.,SimonC.,WeinfurterH.,ZeilingerA. //Phys. ReviewLetters,1998.—V.81.—P.5039.
138. Rarity J.G., Owens P.C.M., Tapster P.M. // Phys. Review Letters, 1994. — V.73. —
P.1923.
139. Tittel W., Brendel J., Gisin B., Herzog T., Zbinden H., Gisin N. // Phys. Review A,
1998.—V.57.—P.3229.
140.TittelW.,BrendelJ.,ZbindenH.,GisinN.//Phys.ReviewLetters,1998.—V.81.—
P.3563.
141. Bennett C.H., Bernstein, Popescu S., Schumacher B. // Phys. Review A, 1996. —
V.53.—P.2046.
142.GisinN.//Phys.LettersA,1996.—V.210.—P.151.
143.HorodeckiM.,HorodeckiP.,HorodeckiM.//Phys.ReviewLetters,1998.—V.80.—
P.5239.
144.HorodeckiM.,HorodeckiP.,HorodeckiM.//Phys.ReviewLetters,1999.—V.82.—
P.1056.
145. Briegel H.-J., DṻrW.,CiracJ.I.,ZollerP.//Phys. ReviewLetters,1998. — V.81. —
P.5932.
146. Giedke G., Briegel H.-J., Cirac J.I., Zoller P. // Phys. Review A, 1999. — V.59. —
P.2641.
147.DürW.,BriegelH.-J.,CiracJ.I.,ZollerP.//Phys.ReviewA,1999.—V.59.—P.169.
148.DürW.,BriegelH.-J.,CiracJ.I.,ZollerP.//Ibid,1999.—V.60.—P.729.
149. Clauser J.F., Horne M.A., Shimony A., Holt R.A. // Phys. Review Letters, 1969. —
V.23.—P.880.
150.Д.Боумейстер,А.Экерт,А.Цайлингер.Физикаквантовойинформации.—М.:
Постмаркет,2002.—376с.
151.Свидетельствоорегистрацииидепонированиипроизведения—объектаавторских (смежных) прав №А193. Принципы устройств дистанционного управления функциональным состоянием материальных объектов и квантовокомпьютернаясистемауправления/ГавриловВ.Ю.,ГинзбургГабриэль,Колобаев
М.В. Зарегистрировано в Реестре за №А193 от 12.11.2004 ООО «Юридическая
фирмаГородисскийиПартнеры».
224
152.Свидетельствоорегистрацииидепонированиипроизведения—объектаавторских (смежных) прав №303. Определение физико-математических основ для
разработкисистемуправленияэколого-геофизическимипараметрами/Гаврилов
В.Ю., Пешин С.В., Пряников И.В. Зарегистрировано в Реестре за №1100303 от
22.02.2007ООО«ЮридическаяфирмаГородисскийиПартнеры».
225
226
Глава 4. ИЗ ЗАМЕТОК И.В. ПРЯНИКОВА
4.1 Киральность
Киральность является всеобщим свойством материи, так как механизм её
образованияоснованнакиральнообразующихповерхностях,накоторыхдолжны
ставится двухсторонние граничные условия, учитывающие как свойства самого
объекта,такисвойстваокружающегопространства(контейнера).
1.Существуютдваклассакиральности—физическаяигеометрическая.
2.Необходиморассматриватьсистему:объектипространство,вкоторомон
расположен(контейнер).
3. Граница между объектом и контейнером называется кирально образующейповерхностью.
4.Этаграницаимеетдвеповерхности—внутреннююивнешнюю(поотношениюкобъекту).
5.Наэтихповерхностяхнеобходимоставитьдватипаграничныхусловий.
6.Навнешнейповерхностиставятсяграничныеусловия,учитывающиестепенькиральностиконтейнера—внешниеграничныеусловия.
7. На внутренней поверхности ставятся граничные условия, учитывающие
степенькиральностипространства—внутренниеграничныеусловия.
8. Степень киральности может быть как положительной (D), так и отрицательной(L).
9. Параметр внешней киральности — это степень киральности контейнера
(определяетсянапримервращениемЗемлиит.п.)
10. Параметр внутренней киральности — это степень киральности объекта
(определяетсяасимметриейсамогообъекта).
11. Пустьстепеньвнешней киральности 1 ,а внутренней киральности 2 .
Тогда время жизни объекта в контейнере определяется разностью 1  2 (например, пирамиды Хеопса обладают идеальной симметрией, то есть 2  0 ,
однакоконтейнеромвыступаетабсолютнонесимметричнаямакро-Вселенная,то
есть 1   , следовательно время жизни пирамиды в контейнере-Вселенной
стремитсякбесконечности).
12. Изменение внешних граничных условий неизбежно приводит к изменениюстепеникиральностисамогообъектавэтомконтейнере.
13.Еслипараметрвнешнейкиральностиравеннулю,апараметрвнутренней
киральностиотличенотнуля,тотакаясистемаявляетсяфизическикиральной.
14. Если параметр внутренней киральности равен нулю, в параметр внешней
киральности отличен от нуля, то такая система называется геометрически киральной.
15. Внешние граничные условия должны учитывать внешний параметр киральности,которыйотличенотнулятолькодлямоделидвухточечноговолнового
227
источника при наличии опережающей и запаздывающей компонент волнового
процесса.
16. Внутренние граничные условия должны учитывать внутренний параметркиральности,которыйотличенотнулятолькоприасимметрииобъекта.
17.Существуютдвепричиныобразованиявыделенногонаправленияобъекта:
—асимметрияобъекта(т.е.физическаякиральность);
— внешняя киральность контейнера (в этом случае даже симметричный
объектчерезсвязьмеждувнутреннимиивнешнимиграничнымиусловиямиприобретаеткиральность,какследствиевнешнейкиральности).
18. Вследствие наличия выделенного направления в любой киральной системеонадолжнаописыватьсяматрицейсотличнымиотнулянедиагональными
элементами.Недиагональныйэлементсвязанспараметромкиральности.
19. Для учета внешней киральности необходимо при решении основных
уравнений физики в их правых частях учитывать двухточечную форму модели
источникаирешатьихсовместносвнутреннимиивнешнимиграничнымиусловиями.
20. Основные уравнения физики неизменны. Киральность учитывается
только во внешних и внутренних граничных условиях. Недостатком моделей сегодняшнегодняявляется:
—отсутствиеучетадвухточечноймоделиволновогоисточникавправыхчастяхнеоднородныхуравнений;
— использование только внутренних граничных условий, только с одной
стороныкиральнообразующейповерхности.
21. Киральность — это неизбежное свойство природы, так как никогда
внешний и внутренний параметры киральности не равны между собой. Симметриейможетобладатьлиботолькоконтейнер(чегонеможетбытьисходяизприроды образования пространства), либо только сам объект. Получается, что симметриченобъекттольковвакууме.Еслиобъектпомещаетсявпространство,онв
этой системе становится киральным. Следовательно, всеобщей симметрии быть
неможетиименнопоэтому,киральностьявляетсявсеобщимсвойствомматерии,
точнеедажеосновополагающим.
4.2 Биологическая гомокиральность. Фундаментальная
асимметрия правого и левого
Явлениебиологическойгомокиральностибылооткрытоболее150летназад
ЛуиПастером,обнаружившим,чтовприродеимеетместофундаментальноеразличиемеждуживыминеживым,связанноес«зеркальнойдиссимметрией»живых
организмов.Втовремя,каквнеорганическойприродечисло«левых»и«правых»
молекулодинаково,живыеорганизмыиспользуютлишьодиниздвухзеркальных
228
изомероввтакихбиологическиважныхмолекулахкакаминокислотыисахара,и
не используют молекулы другой киральности (нуклеиновые кислоты содержат
толькоD(правые)изомерысахаров;ферментысодержаттолькоL(левые)изомеры аминокислот). Несмотря на большое число экспериментов и гипотез, происхождениеэтойфундаментальнойасимметрии,остаётсязагадкой.
Теоретическиеиэкспериментальныеисследованияпоказали,чтовозникновениепростейшихсамовоспроизводящихсясистембыловозможнотольковсреде
ссильнымнарушениемзеркальнойасимметрии.Следовательно,уженапредбиологической стадии эволюции должны были существовать физико-химические
процессы, которые привели к глобальному нарушению зеркальной симметрии
органической среды. Таким образом, биогенный сценарий представляется неадекватным. Фундаментальные механизмы, приводящие к киральной асимметриибиосферы,каквземном,такивкосмическомсценариипроисхожденияжизни
икраткоеобсуждениезначенияполученныхрезультатовдлярешенияпроблемы
происхождения жизни и возникновения киральной асимметрии биосферы рассматриваетсявнаучномотчетеорезультатахработпотеме«Исследованиерадиационногомеханизмакиральноговоздействия»//Эксперимент«РАМБАС»—РАдиационный Механизм Биомолекулярной АСимметрии. Авторы: В.И. Бурков, Л.А.
Гончарова, Г.А. Гусев, К. Кобаяши, Ксю Джианхув, Хуанг Ян, Э.В. Моисеенко, Н.Г.
Полухина, Т. Саито, Тао Е, В.А. Царев, Гаобин. Работа была поддержана Фондами
ФундаментальныхИсследованийАРНиНАНК,грантГФЕН-РФФИ№05-02-390020.
Мы же рассмотрим другой механизм, приводящий к возникновению в живой
природедвухтиповзеркальноасимметричныхизомеров,которыйбазируетсянапонятияхкирально-образующейповерхностииспиновойтеорииквантовоймеханики.
Для простоты, без нарушения общности рассуждений, рассмотрим систему
трех тождественных частиц, каждая из которых обладает спиновым моментом,
равнымлибо  2 , либо  2 .Будемотождествлять частицусоспином  2 с
единицей,ачастицусоспином  2 —снулем.Системаможетнаходитьсяводномизследующихсостояний,связанныхсозначениямиспиновкаждойизчастиц:
1)111(увсехчастицспинравен  2 );
2)110(удвухчастицспинравен  2 ,уодной:  2 );
3)100(удвухчастицспинравен  2 ,уодной:  2 );
4)000(увсехчастицспинравен  2 ).
Заметим, что состояния типа [001], [011] и т. п. являются другими возможнымисостояниямисистемывцеломвтомсмысле,чтовсечастицытождественны
и, подразумевая существование данных возможных состояний, мы считаем, что
ониреализуютсяприналичиинабегающейкомпоненты,чтообеспечиваетравновероятность протекания всех процессов. Однако реально указанные состояния
существуют,ноихопределениевозможнотолькоприучетеопережающихволн.
Такимобразом,приналичиитрехчастицвсистемевозможны4состояния.В
системеиз n тождественныхчастицчисловозможныхсостоянийравно n  1 .
229
Квантовойсистемеизтрехчастицможносопоставитьследующуюобобщеннуюматрицу,учитывающуювозможныеориентацииспинов:
1

 1
S
1

0

1

0
 0
0
Таккакпроцессы,происходящиевобъективномфизическоммире,являются
вцеломизотропными(этосвязаносизотропиейпространства),тосистемадолжнаописыватьсяквадратнойматрицей.
Здесь заметим, что состояния 1 и 4 являются симметричными, а 2 и 3 —
асимметричными, поэтому образуем две возможные матрицы путем выделения
одногосимметричногоидвухасимметричныхсостояний:
1
1
0
0
1 1 1
1 1 0


 


S1  1 1 0 ; S2  1 0 0 . 



1 0 0
0 0 0






Матрицы S1 и S2 являются зеркально асимметричными относительно побочнойдиагоналииобладаютразличнымизеркальноасимметричнымикирально
образующими поверхностями («граничными элементами»), что и приводит к
возможностисуществованиядвухформвеществ—«левых»и«правых».
Киральныеиспиновыеэффектыявляютсяравнозначными.Есливолнараспространяется вдоль диагонали структуры, то «она фиксирует одну из матриц»


S1 или S2 ,тоестьопределяетспиновыесостояниесистемы.Киральнообразующаяповерхностьизменяетнаправлениеволнынаугол  2 иволнаначинаетраспространятьсявдольдругойдиагоналиинанеёвлияетужедругаякиральнообразующаяповерхность,котораяописываетсядругойматрицей.Врезультатевозникаетвторойповоротфронтаволныивозникаетнабегающаяволна.Темсамым,
обеспечиваетсяравновероятностьпроцессоввнутрикиральнойструктурыипространства в целом, так как вероятность транслируется через кирально образующуюповерхность.
Такимобразом,обеспечиваетсясуществованиеспиновогодуализма,корпускулярно-волнового дуализма, наличие запаздывающих и опережающих волн
(разбегающейсяинабегающейкомпоненты),когерентностииквантовойнеопределённости,равновероятностинегэнтропийныхиэнтропийныхпроцессов.
Вчастности,известно[1]оспособностилинейныхфизическихсистемкпрогнозированиюситуации(«опережающееотражение»).Так,указывается,чтонеантропогенныйпрогнозсигналанеизбежновозникаетврезультатедеструктивной
интерференции(разностныйсигнал)двухпо-разномузадержанныхкопийодного
итогожесигнала[1].
230
Данная модель отнюдь не исключает существование какой-либо формы
(«правых»или«левых»)изомеров,таккакэтотфактсовременЛ.Пастера,согласно Т. Куну, уже объективировался, детерминируя реальность. Данной модели,
возможно,предстоитэтосделать.
Указанные механизмы могут объяснять причины образования «спинового
эха»[2,3].
Другойвозможностьюприкладнойреализацииизделийсэффектамиопережающего отражения может служить использование кирально образующих поверхностейввидевложенныхвпространствообъектов.Вкачествепримераприведемматериал,изложенныйв[4].
Рис. 4.1 [http://klein.zen.ru/zen-spirit/salon/butylka/klein-02.htm]
Наобложке"Виртуальногомира"1999годабылаизображенанесколькомодифицированная (в виде реторты) «бутылка Клейна» с подписью: «Реторта»
Клейна—модельчернойдыры???»(рис.4.1).Этотрисуноквоспроизведенслева,
ноужебеззнаковвопроса.Деловтом,чтопоместиврисунокнаобложкужурнала
в качестве символа содержания журнала, автор задумался о том, какие последствия могла бы иметьподобнаятопология«черныхдыр».РезультатомэтихразмышленийиявиласьпредлагаемаяЧитателюкосмологическаягипотеза.
Собственно — гипотеза. Допустим, что особые точки пространственновременногоконтинуума(ПВК)нашейВселенной,известныенамкак«черныедыры», имеют топологию четырехмерных «бутылок Клейна», симметричных относительно временной компоненты ПВК (такое обособление времени вызвано его
неопределенностьюв«чернойдыре»).Тогда,материя,всосанная«чернойдырой»,
остается в пределах нашей Вселенной и для нее справедливы закон сохранения
231
импульса(вегонаиболееобщейформе)изаконсохраненияэнергии(разумеется,
сучетомпереходаэнергиивмассуиобратно).
Тогда тяготеющий центр «черной дыры», являющийся ни чем иным, как
критическим сечением «горлышка» бутылки Клейна, в котором поток материи
достигает скорости света, находится в динамическом равновесии в силу закона
сохраненияимпульсаинепрерывностипотокаматерии,т.е.егомассастационарна. Этот тезис сразу снимает угрозу исчезновения Вселенной в недрах «черных
дыр».
Займемся рассмотрением поведения потока материи в «горлышке». Здесь
возможнытриварианта:
1.Потокматерииламинаренкаквкритическомсечении,такипосленего,в
расширяющейсячасти«горлышка».
2.Ламинарностьсохраняетсявсреднейчастипотока,новблизистенок«горлышка»возникаеттурбулентность.
3.Закритическимсечениемпотоктурбулентен.Вполнеочевидно,чтохарактер движения потока материи после критического сечения («за дырой») будет
определятьсякривизнойстенок«горлышка»,которуюмывоспринимаемкакмассу«чернойдыры».
В«черныхдырах»малоймассыпотокматериибудетвестисебяподобногазовомупотокувсверхзвуковомсопле—егоскоростьпревыситскоростьсветаи
«выход» такой дыры явится интенсивным источником тахионов (набегающих
волн—прим.авторов).Поэтомудальнейшуюсудьбупотокаматериипосле«чернойдыры»малоймассымыпередадимтеориитахионов.
«Черныедыры»оченьбольшоймассы,следовательно,сбольшойкривизной
будут практически весь поток протекающей через них материи делать турбулентным.Этоозначает,чтоскоростьпотокаматериинавыходетакойдырыбудет
меньше скорости света, иначе говоря, такие дыры будут испускать материю с
ненулевой массой покоя — в ее вещественной форме. Это генераторы вещества,
компенсирующиеаннигиляцию—превращениевещественнойформыматериив
ееполевуюформу.
И, наконец,«черныедыры» промежуточноймассы. По-видимому, здесьследует ожидать срыва потока вблизи стенок, но сохранение ламинарности в среднейчастипотока.Вэтомслучаевзонетурбулентностипотокматериибудетприниматьвещественнуюформуииметьскоростьнижескоростисвета.Центральная
же часть потока, сохранившая ламинарность, сохранит и скорость критического
сечения, т.е. скорость света. Такие дыры будут мощными источниками электромагнитногоизлучения,сопровождаемого,разумеется, ииспусканиемнекоторого
232
количестваматерииввещественнойформе.Соотношениемеждуэтимиформами
материибудетопределятьсямассой«чернойдыры»(послепревышения«тахионного»порога).
Следует помнить о том, что в нашей гипотезе «черная дыра» — бутылка
Клейна пространственно симметрична, поэтому испускание и тахионов, и электромагнитного излучения, и корпускул будет также пространственно симметричным. Если бы мы имели возможность измерить интенсивность излучения
квазара во всем телесном угле вокруг него (или хотя бы в таком угле, которого
хватилобыдлязаключенияоегорадиальнойсимметрии),этобыявилосьнаиболеенадежнымпрямымподтверждениемизложеннойгипотезы.
Покаженужноискатькосвенныедоказательства.Таковымимоглибыбыть:
1. Определение тахионного порога «черных дыр» и/или обнаружение «черныхдыр»—генераторовтахионов.
2. Сопоставление корпускулярного «прироста» Вселенной с количеством и
параметрами обнаруженных «черных дыр» большой массы. При этом локализация«чернойдыры»ипространственныекоординатыпоявленияновыхкорпускул
могутбытьсвязанызависимостью,недоступнойдляизмерения.
Позволимсебевзавершениепривестирядпримеровдвумерныхнеориентируемых поверхностей, которые могут рассматриваться в качестве киральнообразующихповерхностей(рис.4.2).Наверхнемрисунке4.2приведенаклассическая бутылка Клейна.Насреднемрисунке4.2 —разрез трехмерногоаналога бутылки Клейна представляющий собой двумерную неориентируемую незамкнутую кирально-образующую поверхность в виде ленты Мёбиуса. На нижнем рисунке 4.2 приведена двумерная неориентируемая замкнутая киральнообразующаяповерхность(реализациябутылкиКлейнаввидевосьмерки).
Нарис.4.3приведенафотографиястекляннойбутылкиКлейна.
4.3 Пространственная геометрическая киральность физических
процессов и математических функций
Одним из существенных разделов геометрической киральности является
возможность её пространственной реализации для различных физических процессовиописывающихэтипроцессыфункций.
Например, законы гравитационного взаимодействия по законам Кеплера
определяют траектории движения планет Солнечной системы. Но эта же траекторияможетбытьсформированапозаконуГука,еслибынамудалосьустановить
соответствующийжёлоб.Собственно,законгравитациифактическииустанавливаетжёлобдлязаконаГука.Натраекторииэтидваважнейшихдлячеловечества
233
природных процесса разно направлены, подобно тому как разнонаправлены
центробежнаяицентростремительнаясила.Такаявзаимнаякиральностьфизическихпроцессовиописывающихихматематическихфункцийможетбыть
выделенавпространственнуюгеометрическуюкиральностьфизическихпроцессовиматематическихфункций.
Рис. 4.2 [http://ru.wikipedia.org/wiki/Бутылка_Клейна]
234
Рис. 4.3 [http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acme_klein_bottle.jpg]
Особый интерес представляют функции, взаимно киральные по всему
наблюдаемомупространству.
Возникаетестественныйвопрос,какимжеобразомвреальнойприроде,как
показывает практика, указанные пространственные процессы взаимодействуют.
Именногеометрическаякиральностьсоздаётизэтихпроцессовпрямуюиобратнуюволну.Фактическивданномрассмотрениииспользуетсяметодпрямойподстановки, позволяющийуйтиотсложныхдоказательствтакого волнового решенияиегоединственности.Математическоеописаниеобщеговолновогорешения
не только составляет привычную картину мира, но позволяет дополнительно,
например,пониматьиописыватьвозникновениефункцииволновогоисточника.
Взаимно киральные функции всего пространства должны быть согласованы с
представленнойранеекиральноматричнойформойсферическойсистемыкоординат.
Всилу«равенства»междусобойэлементовматрицвнутреннейивнешнейповерхно235
стисферыразмещениевнихрассматриваемыхфункцийсоздаётусловиярезонансной
формы реализации взаимно киральных функций всего пространства. Наличие внутренней и внешней поверхности сферы определяет соблюдение геометрической киральностипри«наполненииэлементовпространство-образующихматриц.
Повсейвидимости,учитываяособенностисферическихинтеграловпосреднему (Йон Ф. Плоские волны и сферические средние в применении к дифференциальным уравнениям с частными производными — М.: ИЛ, 1958. —158 с.), возможно и аналитическое решение отмеченной матричной задачи как её предельногослучая.
4.4 Вероятностные методы описания киральных и
некиральных частиц
Зададимсявопросом:почемуивкакоймеретеориявероятностииплотность
вероятности обнаружения объекта как математические построения описывают
реальныймир?
Для ответа на этот вопрос организуем наблюдение объекта на листе
Мёбиуса следующим образом. Вместо «склеивания» ленты будем фиксировать
уголеёразворота  .Метрикасамойлентынеопределена.Возьмёмнекиральный
объект,дляпростоты—квадрат-1.Разместимегопроизвольнымобразомналенте длиной L. Длину ленты и угол разворота считаем от объекта, что не меняет
произвольностиперемещенияквадратапоповерхностилентыи,соответственно,
нетребуетметрики.Зафиксируемэтотквадратввидедырки(тойжеформы)на
ленте. Соответственно, на противоположенной стороне листа образовался квадрат-2. Данное действие допустимо, поскольку лист Мёбиуса имеет только одну
сторону,аодинквадратнаоднойповерхностинеможетбытьпо-разномуориентирован(илиопределёнвзаимоисключающимиусловиями).Центрыэтихквадратов будем считать условно-связанными, поскольку они определены наблюдаемымобъектом.Перемещениеквадратовполентесдвинутона  .КольскорометрикалентыМёбиуса—неопределенная,положим,чтосамзаданныйобъектвсегда находится в точке l  0 и   0 . Тогда при перемещении по ленте Мёбиуса
квадрат-1иквадрат-2будутразворачиватьсяпоуглуразворота  вотносительно противоположных направлениях и через угол, кратный  4 совпадут. Этот
угол  набегаетприперемещенииполентеL.Образованныетакимобразом(врезультатенаблюдения)квадратыбудутнеотличимыотпервоначального.Это,казалосьбы,противоречитначальномуусловиюзадачи,чтоквадратодин.Номожет
быть реализовано таким образом, что одному объекто-месту (уровню) соответствуетмножествооднотипныхобъектов(статистикаБозе-Эйнштейна).Приэтом
они имеют разную ориентацию (по углу разворота), что позволяет их полагать
236
объектами угловой направленности и считать вероятность обнаружения или
наблюдения объекта по телесному углу 4 стерадиан равной единице. Объект,
таким образом, наблюдается с разных направлений по-разному. В случае с квадратами–как0или  –функция(присовмещенииквадрат-1иквадрат-2).Этиособенности статистики Бозе объясняют, например, узкую спектральную линию и
малыйуголрасходимостилазерногоизлучения.
Наблюдениеансамблябозоновиодногоизнихимеетсущественнуюособенность.Интегралугловойплотностивероятностиобнаруженияобъектапо 4 стерадианвокругансамбляилитолькооднойчастицыравен1.Деловтом,чтоположение ансамбля на ленте Мёбиуса неопределенно. Поэтому в описанную сферу
интегрированияодного бозона всегдаможно включить всебозоны,вероятность
обнаружения которых на ленте равна единице. Таким образом, бозон – это объект, который достоверно определён, направление его реализации неопределено,
но описывается он  -функцией (по углу направленности). Динамическое уменьшениечислачастицансамблянеменяетэтуособенность,посколькусохраняется
возможность внести в сферу интегрирования все частицы на ленте. Роль первоначальной частицы, образующей ансамбль бозонов «сдвигается» к частице, последующейпоуглуразворота  итакдалее.Тоестьнулевоеположение  сдвигается(«вращается»)понаправлениюобходалентыМёбиуса.Наоборот,динамическое возрастание числа бозонов в ансамбле приводит к сдвигу нулевого положения  вобратнуюсторонудоопределённогопредела.
Введём понятие ёмкости бозонного ансамбля (или уровня, или ленты
Мёбиуса),определяемой,каквслучаеквадратов,уровнемсимметрииобъекта.Если объект симметричен по всем направлениям, то ёмкость бозонного ансамбля
стремитсякбесконечности.
На ёмкость бозонного слоя влияет температура объектов. Повышение температуры не только развивает колебательные процессы, которые, как правило,
симметричны,нои«разбивает»сложныепроцессы,представляяихввидеболее
простыхисимметричных.
Если объект — кирален, то описанное выше «размножение» объектов не
происходит и при угле разворота 4 он остаётся один. С какой стороны листа
Мёбиуса в конкретно-локальной области – равновероятно, но взаимоположение
«объект-1 — объект-2» остаётся неизменным. Поэтому, если мы отвлечёмся от
произвольновыбранногоместадыркиналистеМёбиуса,товероятностьобнаруженияобъектакакобъект-1будетравна0.5икакобъект-2—тоже0.5,чтоможно
интерпретироватькакспинобъекта.Произвольностьположенияобъектаналенте Мёбиуса влечёт за собой его одинаковость наблюдения со всех направлений.
Процесснаблюдениякиральногообъекта,такимобразом,предполагаетравновероятный способ описания объекта, и, соответственно, распространяет теорию
плотности вероятности обнаружения объекта на описание киральных объектов.
Это—статистикаФерми-Дирака.Вкачествепримерареализациистатистикики237
ральныхобъектовможнопривестипринципзапретаПаули,прикоторомнаорбите могут находиться только два электрона, со спином +1/2 и -1/2. Некиральные
объектыэтимметодомнемогутбытьописаны.
На рисунке 4.3 верхняя синусоида не несёт никакого смысла и нарисована
какчастьшаблона.Погоризонтали— l ,Перваяивтораяполовинысинусоидыпо
L.Вначалесинусоиды l  0 .Повертикали—  .
Описанные свойства киральных и некиральных объектов определяют их
свойства,соответственно,изотропииианизотропии.
Угол  сутьуголразворотанормаликлентеМёбиуса.Оннезависитотвыбора точки, из окрестности которой ведётся наблюдение. Такой точкой может
быть взят центр сферы радиуса R, на поверхности которой расположены концы
L .Геометрическимместомтакихточекявляетсяплоскость,перпендикулярная
L ипроходящаячерезегосередину.Привсевозможныхвыборахточекнаблюдения всегда можно определить Rmin , которая соответствует всем  и L . Существование таких R позволяет в модельном варианте описывать  объекта на
модели сферыинезависимоотметрики ленты Мёбиуса итраектории движения
понейобъекта.
Рис. 4.3
НенарушаяпроизвольностилентыМёбиуса,продолжимнаблюдениеобъекта,установивравномерность(поt)изменения  и  придвижениипоL:
 t       const. Это, казалось бы, ограничение не нарушает общности рассмотрения частицы,посколькумывсегдаможемвернутьсякслучаюзависимости  отвремениt.
Если задаться целью включить в модельный вариант описания  объекта
его перемещение по L, то на поверхности сферы следует достроить своего рода
«горы»и«впадины»,рельефкоторыхсохранитдлинутраекторииlпроизвольной,
атомчисленужнойпоразмерам(частныйслучай).
Данный пример перехода от двумерной модели картины мира 1   к
трёхмерной (сферической) и четырёхмерной  t , сначала в модельном вариан238
те,азатемивреалии(длянаблюдателя).происходитбезизменениякиральности,
еслидвумерныйслучайявляетсячастнымдлятрёх-ичетырёхмерного.Другими
словами,еслиихметрикисогласованывприведённомпонимании.Этопонимание
касаетсямодели,как,собственно,исамаметрика.Реальнаякартинамиравэтом
ненуждается,посколькузаконсохранениякиральностиявляетсяболееобщим.
Декартова и сферическая системы координат, как модель, метрически объединяет таким образом множество рациональных, иррациональных и трансцендентныхчиселпотрёмсвоимкоординатам.Приэтомлинейныеиугловыекоординатыполучаютсвойфизическийсмыслвсоответствиисрассматриваемымновымфизическимпринципомгеометрическойкиральности.
Координаты взаимно-непредставимы и не имеют точек взаимного пересечения кроме как центр координат (или общего предела для отрицательных значенийкоординат,чтобудетпоказанониже).Этообстоятельствосоздаётвозможностьвекторногоописанияобъекта.
Длинатраекторииобъекта«порельефу»можетбытьпроизвольна,еслиона
составлена в общем случае из суперпозиции рациональных, иррациональных и
трансцендентных чисел. В этом заключается физический смысл декартовой и
сферическойсистемкоординат.
Без произвольности длины траектории возможны случаи, когда она не может точно быть представлена суммой рациональных, иррациональных и трансцендентныхчисел.Разницабудетувеличиватьсячерезкаждые 2 угларазворота
иизменитL,чтопротиворечитусловиюнеизменностипроизвольнойL.
Аналогичным образом, суперпозиция рациональных, иррациональных и
трансцендентныхчисел-координатопределяетсяпри R  Rmin дляr—расстоянияотцентрасферыдоточкинатраекториичастицы.Егоописаниесоответствует введению отрицательных сферических и декартовых систем координат, поскольку сдвиг центра сферы (с соблюдением условия R  Rmin ) равносилен
сдвигу координат траектории объекта и замене правой тройки векторовкоординатналевую.Положениеrопределенововремениtчерез  .Длялюбого
участка траектории l среднее по времени (отношение интеграла изменений r
по времени ко времени изменений) равно среднему по пространству ( l ), что
объясняеттеориюэргодичности.
Вмодельномвариантеметрическаявложенностьвсистемыкоординатпозволяет описывать и более широкий класс процессов умозрительного характера,
отношениекоторыхкреальнымнеопределено.
4.5 Роль геометрической киральности в хаотически
организованных средах
Киральная детерминированность образования устойчивых структур влечёт
засобойрядследствий.Остановимсянадвух.
239
1. Хаотическимобразомсуществующая природная система,например,плазма, всегда имеет некие граничные условия, хотя бы частично-определённые,
например, внешним воздействием (гравитация, вращение и др.). Их существование накладывает ограничения на образование устойчивых пространственных (и
нетолько)структурвнутрисистемы.Этиструктуры(пространственныекластеры
ифрактали)условномогутнаходитьсявэнергетическинасыщенном,обеднённом
илиненасыщенном(«пустом»)состояниивзависимостиотвозможностейсредств
наблюдениячеловека.Любоевнешнееволновоевоздействиенаплазмуобеспечиваетэнергетическоенаполнениепространственныхструктур(кластеров,фракталейидр.),атакжеихпроявляет.
Проявленные кластеры имеют, в силу устойчивости пространственных
структур, своё времяжизнии,соответственно, своифизическиесвойства,своего
родаобъектовые.
Однонаправленные волновые воздействия на плазму (геометрически киральные по своей природе), создают в ней регулярные однотипные структуры,
которыеобладаютсвойствомкогерентности.
Таким образом основные свойства плазмы и когерентности являются следствиемболееобщегозаконаприроды—геометрическойкиральности.
2. Рассмотрим хаотическую среду — воду. В ней существуют известные
устойчивыеструктуры—молекулыводы.Они,какизвестно,киральны,поскольку атомы водорода разнесены относительно кислорода примерно на 105 градусов.Молекулыводы,собственно,изаполняютграничныеусловияводногообъектаилиобъёма.Междукислородомиводородомимеютсядвепотенциальныеямы.
Академик А.М. Прохоров обратил внимание исследователей на принципиальную
возможностьихсогласованнойэлектромагнитнойгенерации.
Обычнаяэлектромагнитнаягенерациядиапазоновэтихдвухпотенциальныхям
неприводилакпередачесигнала,посколькупроисходитихсмешениеирассеивание.
Выходом из ситуации является генерация сигнала на базе использования
типовуравнений,описывающихпроцессы,невлияющиеодиннадругойилипротекающиеодиннафонеиливсредедругого.Такихтиповуравнений,какпоказал
д.ф.-м.н. И.А. Володин, всего четыре. Если мы, например, осуществляем электромагнитнуюгенерациюоднойпотенциальнойямыпоуравнениюКДФ,адругойпо
синусу-Гордона, то создаются условия, при которых не происходит электромагнитноговзаимодействияиобычногорассеиваниясигналагенерации.
Существование только четырёх типов взаимно-несвязанных уравнений, по
существу, является единственной объективной основой для субъективного восприятия мира. Этот человеческий опыт является, несомненно, единственноценным,ноодновременноинеполным,посколькузавязаннапредвзятостьматематическиханалитическихмоделей.
Приведёмэлементарныйпример.
A  B  C. 240
Этому уравнению не противоречит следующее, имеющее своего рода киральность.
 A  K   B  K   C. Современная математика за ненадобностью не отличает этих двух типов
уравнений и, соответственно, киральность природных сред напрямую в ней не
учитывается. Эта проблема известна и стара, как мир. Но только сейчас, после
опубликования в Докладах РАН основных положений о геометрической киральности,возниклавозможностьпрямогорассмотрениявопросов.
Несмотря на общность подхода однозначного вывода о полноте описания
мира математическим методами (то есть о математическом познавании мира), с
учётомдостиженийИ.А.Володина,повсейвидимости,делатьпреждевременно.
Особенносучётомтого,чточетыретирауравненийИ.А.Володинаобладают
достоинствомвзаимнойкиральности,посколькуописываемыеимипроцессынезависимыи,соответственно,ничтонемешаетихрассматриватькаквзаимнокиральные.
Хаотическиорганизованныесредыне обязательнодолжны бытьплазмоподобными, то есть элементы среды не обязательно должны контактировать или
напрямую взаимодействовать друг с другом. Они могут быть разнесены по пространству,иметьразличнуюприродупроисхожденияифизическогосодержания.
Существенным является то, что для наблюдателя эта среда является случайным
образоморганизована.
В этом плане принцип геометрической киральности является универсальным физическим и умозрительным (интерпретаторским) методом познания неизвестныхфизическихсреднапредметихобъективногоструктурирования.
Такой подход объективизации математических данных и представлений
развивает,вчастности,д.т.н.Э.Я.Островский.Егометодосуществляетспонтанное
структурирование матрицы данных, исключающее предвзятость человеческих
представлений, базирующихся исключительно на индивидуальном или субъективномопыте.
Субъективныйметодвосприятиядействительностинесомненноимеетправонасуществованиеподобнотомукакнаукепредшествуетэтапсобирательности
какначальногоеёэтапа.
Математикаифизика,бредущаясегодняпостопамматематики,какинструментыэтогопознаниянеобходимодолжныследоватьобщейтенденцииразвития
наукииеёновыхфизическихпринципов,раскрывающихпросторразвитияифизике,иматематике.
4.6 Закон сохранения геометрической киральности
Рассмотрим Землю как сферу в условиях гравитации, вращающуюся вокруг
фиксированной оси. Тогда северное и южное полушария будут геометрическикиральныпонаправлениювращения(рис.4.4).
241
Рис. 4.4
Молекулы воды — киральны, ионы водорода разнесены относительно кислороданауголпримерно105градусов(рис.4.5).Какнаиболеесильныеиприродно-распространённые диполи молекулы воды оказываются вовлечены вращением в два несовмещаемых друг с другом коллективных процесса. В эти процессы
оказываютсявовлеченыифлюидылитосферы,асоответственно,игеологическая
среда. Это привносит дополнительный элемент инерционности геометрическикиральныхпроцессовприроднойсредыипереводитмногиеволновыепроцессыв
квазипостоянные.
Рис. 4.5 [http://static.wikidoc.org/5/50/Water-2D-labelled.png]
Теоретический и экспериментальный опыт исследований показывает, что
динамикавихревыхдипольныхструктурпорождаетизлучениеэлектромагнитногополявдольосивращения.Меройволновыхсвойствтакогоизлученияявляются
параметрывихревых,втомчислегеодинамическихструктур.
Электрическая составляющая этого квазистатического (в силу параметров
Земли) излучения создаёт разность потенциалов литосфера–ионосфера, а магнитная (в силу отмеченной киральности) формирует магнитное поле Земли (север-юг).Изначальнаягеометрическаякиральностьмагнитногополяобразуетего
трёхкомпонентностьвразличныхгеографическихточках.
Геометрическая киральность океанских водных потоков приводит к тому,
что«северные»и«южные»водныепотокивоспринимаютдругдругакакинородную среду, в которой они пробивают себе дорогу по своеобразным трещинам.
Например, по течениям или через циклоническую деятельность. Образно можно
242
представить,чтосеверно-ориентированнаяводапробиваетсебедорогусСевера,
где её много на Юг, где её мало (своего рода перепад кирального давления) и,
наоборот,южно-ориентированная—сЮганаСевер.
ЭнергияколлективноговращениядиполейводынаСевереиЮгеЗемлиможетбытьнаправленанетольковэлектромагнитноеизлучение,ноивформированиегеологическихобразований.
Приведёмпримеризуглеродногоциклапланеты.Диоксидуглерода—основаростабольшинстварастений,приэтомвыделяетсякислород,такманящийчеловеканаприроду,влесит.д.Человечествовсёбольшеибольшесжигаетнефти,
природного газа, угля, древесины. Продукты гниения органических веществ, по
сути,являютсяпродуктамиреакциимедленногогорения.Врезультатеэтихпроцессовобразуетсягигантскоеколичестводиоксидауглерода.Нафабрикахизаводахпродуктысгораниянаправляютввысотныевыхлопныетрубыдлярассеивания.Нокакнирассеивай,средняямолекулярнаямассавоздухавприземномслое
составляетоколо29,адлядиоксидауглерода—44.Земнойшарвращается,следовательно, продукты горения движутся по поверхности Земли в сторону полюсов.Возникаетвопрос,кудаондевается?Вовсякомслучае,из-занедостаткакислородалюдинезадыхаются.Находясьнадповерхностьюводы,этотгазчастично
илиполностьюпоглощаетсяводой,аэтозначит,чтообразуетсяслабаяугольная
кислота. Температура замерзания этой кислоты отлична от температуры замерзания воды, что способствует подлёдному протеканию дальнейшего процесса.
Самдиоксидуглеродавводедолженопускатьсянадноводоёма.Факторыдавления, температуры,примесей будутспособствоватьреакции междуоксидомуглерода и водой с образованием кислорода и метана. На этот процесс указывает
наличиекислородавокеане.Большинстворыбдышатчерезжабрыиулавливают
этот кислород. На дне морей и океанов обитают аэробные бактерии. Метан, как
известно,изопытовР.В.Хохлова(помазерам),существуетвдвухпространственных формах, которые нельзя свести одну к другой, то есть киральных относительно оси симметрии. Предположим, что эти геометрически различные формы
метанаобразуютсяоднанаСевере,адругая—наЮге.Тогдаэнергияобразования
геометрически структурированного метана и газогидратов может быть заимствована из энергии коллективного движения (динамики вихревых процессов)
молекулводы.
Учитывая,чтообнаружениевзамкнутомобъёмемолекулразличнойгеометрическойориентацииравновероятно,логичнопредположить,чтопроцессыобразованияметанавморскойсреденаСевереиЮгетакжеравновероятны,чтонеизбежно ведёт нас к вводу о парно-сопряжённом процессе образования месторожденийвразныхполушариях.
Более того, можно выдвинуть предположение, что все взаимно-киральные
(тоестьпривязанныекодномуобъекту)процессыпроисходяттакимобразом,что
243
не меняют взаимно-киральные процессы большего масштаба. Кирально образующие процессы в замкнутом объёме могут протекать только как взаимнокиральные. То есть нельзя намагнитить или размагнитить только один конец
магнита.
В теории Юкавы виртуально-обменных процессов говорится о существовании двух виртуально-обменных частиц. Если процесс Юкавы рассматривать не
как обмен частицами, а как парное появление и исчезновение, то взаимно киральными структурами при этом могут выступать только пары киральных матриц3х3–4х4и4х4–3х3какнеизменяющиеобщуюкиральностьпоусловиямповерхности охватывающей сферы. Эти взаимно-киральные процессы 3х3 – 4х4 и
4х4–3х3сутьгравитационныеиэлектромагнитныеполя.Отличиезаключаетсяв
том, что в одном случае обмен осуществляется частицами между внешней поверхностьюсферыивнутренней,авдругом—междувнутреннейивнешней.Это
имеет значение, если внутренняя и внешняя поверхность сферы взаимодействующих материальных объектов разнесены. Отметим, что приведённое представлениенетольконе«отменяет»процессЮкавы,нонанёмиосновывается,какна
первично-основном.
Вопрос№1:Чемотличаютсяобменвида3х3отобменавида4х4?Повсейвидимости, вовремени,тоестьобмен4х4может последоватьсущественнораньше
или позже обмена 3х3. Характерно, что любой из перечисленных виртуальнообменных процессов имеет направленность типа «Север-Юг», что объясняет существованиекакотрицательных,такиположительныхзарядов.
Вопрос№2:Естьлисмыслклассифицироватькиральностькакплоскостную
(молекула воды) и объёмную (молекула метана)? Возможные варианты ответов
наэтотвопросужебылиприведенывпервойглавеэтойкниги.
4.7 Геометрическая киральность как основа резонанса с позиций
моделирования потенциала статистической достоверности протекания
виртуальных (вероятностных) процессов
Общее решение волнового уравнения является суперпозицией разбегающихсяинабегающихволн.Этовлечётзасобойвозможностьвозникновениярезонанса между образом объекта (приёмно-отраженная или набегающая волна) с
приёмно-излучающейсистемой(разбегающиесяволны).
Этот резонанс оказывает влияние на систему управления излучающеприёмной системы (например, радара) и может привести к выводу её из строя.
Существующие электронные системы регулировании электронных цепей не могутрешитьзадачурегулированиясамогопроцессавозникновениярезонанса,посколькуисходятизбазовогоположения,чтосамэффектрезонансаявляетсянерегулируемой данностью или объективной реальностью, на которую повлиять
244
нельзя.Влияниеилиуправлениерезонансомсводитсякподстройкеэлектронной
системыкэтойреальностиинепредполагаетеёизменение.
Обычнофизика нерассматривает вопрос отом,какимобразомвообщевозникает резонанс? Это естественно, поскольку набегающие волны современная
физиканапрямуюнерассматривает,занимаясь«болееобщими» вопросамивкоторых геометрическая киральность нивелируется и в лучшем случае сводится к
физической. При всей положительности такого сведения такой подход выводит
из рассмотрения естествоиспытателей, по существу, закона геометрической киральности.
Посколькуразбегающаясяинабегающаяволныгеометрическикиральны,то
ивыходизположениянамследуетискатьвгеометрическойкиральностикакновом,тоестьранеенеучитываемомфакторе.Необходимостьжерешенияобозначенной задачи определяется настоятельной потребностью обеспечения безопасностисуществующих иперспективныхсистемуправления, особенно сучётомих
постоянногоусложнения.
Поскольку любой известный человечеству резонанс связан с взаимодействием двух объектов или процессов, то он определяется геометрической киральностью как более общему закону природы. С этих позиций можно сделать
выводотом,чтонекиральныхрезонансныхэффектовнесуществует.
Резонанс является способом и возможностью взаимодействия устойчивых
пространственных образований, продиктованных в своём происхождении закономгеометрическойкиральности.Безрезонансноговзаимодействияокружающее
пространство было бы своего рода лоскутно рваным, то есть имело бы достоинствоединственноститочек,нобылобылишеносвойстваихаддитивности.
Коль скоро геометрическая киральность является физическим принципом
возникновения резонанса, его регулирование также определяется этим принципом.
С приведённых воззрений резонанс — это многократное синхронизированное прохождение сигнала между излучателем и образом объекта. Возникающая
приэтомвременнаязадержкавосприятиясигнала(включаяэффектотрицательноговременизадержкисигнала[44]изспискаиспользованныхисточниковкпервойглаве)компенсируется,например,резонанснымвозрастаниемамплитуды.
Но еслигеометрическаякиральностьявляетсяболееобщимфизическимпринципом,чемрезонанс,тоиэнергоусилениеможетбытьреализованоиным,нежеличерезрезонанс,образом.Геометрически-киральноеуправлениесамимобразованиемрезонанса позволяеторганизоватьразночастотное многократное (номногоболеередкое, вплоть до единичного), похожее на описанный выше резонанс энергоусиление.
Времяэнергоусиленияивоздействияприэтомсокращаетсяпосравнениюсобычным
резонансом. Геометрически киральные системы восприятия и усиления сигнала/информации обладают новыми качествами и, в частности, оказываются принципиальноболеебыстродействующимипосравнениюссовременнойэлектроникой.
245
По всей видимости, отмеченные свойства геометрической киральности
имеютпрямоеотношениекэффектувозвратностиФерми-Паста-Улама.
Материал данной главы излагается Читателю в интерпретации, предоставленной И.В.Пряниковым.Онбылподготовленимвпериодс2007по 2009годи
передан О.В. Осипову и В.Ю. Гаврилову по электронной почте и во время многочисленныхвстречвг.МосквавПрезидиумеРАН.
246
Список использованных источников к главе 4
1. Бухман Н.С. Принцип причинности, неантропогенное прогнозирование и
сверхсветоваяскоростьраспространениясигнала.—Самара:СГАУ,2005.—160с.
2. Stepisnik J., Mohoric A., Du A. Diffusion and flow in a porous structure by the
gradientspinechospectralanalysis//PhysicaB,2001.—V.307.—P.158–168.
3.BundeA.,EichnerJ.F.,HavlinS.,KantelhardtJ.W.Theeffectoflong-termcorrelationsonthereturnperiodsofrareevents//PhysicaA,2003.—V.330.—P.1–7.
4.http://klein.zen.ru/zen-spirit/salon/butylka/klein-02.htm.
247
Заключение
И плыли они без конца, без конца
Во мраке, но с жаждою света
И трепет внезапный объял их сердца
Как только дождались ответа
По мотивам Г. Л. Олди
Декогеренцияпроисходиттогда,когдавходевзаимодействиясостояниясистемы«перепутываются»стакимбольшимколичествомсостоянийокружающей
среды, что при усреднении исходного состояния по состояниям окружения эффекты квантовой запутанности становятся пренебрежимо малыми. Результат
оказываетсявточноститакимже(МенскийМ.Б.УФН168,1017(1998);Менский
М.Б.Квантовыеизмеренияидекогеренция.М.:ФИЗМАТЛИТ,2001//Текствзятс
сайта Михаила Заречного www.ppole.ru), как и в копенгагенской интерпретации,
однако никакой «редукции» волновой функции не происходит: в совокупной системе, содержащей и измерительный прибор, и наблюдателя, суперпозиция состоянийсохраняется.Иначеговоря,вэтойсистемесохраняютсяальтернативные
вариантыразвитиясобытий,итолькодлясамогонаблюдателяреализуетсяодин
изних.
Таким образом, ни сознание наблюдателя, ни произвольно взятый «управляющий алгоритм» (как пример стартовых исследований можно привести
http://www.dissercat.com/content/metody-i-algoritmy-sinteza-neirokompyuternogointerfeisa-na-osnove-analiza-vyzvannogo-potent),наложенныйнанесущуюволнукак
модулирующий ее полезный сигнал — на самом деле не моделируют ткань реальности,алишьдетерминируютварианттечениясобытий.Этовтеории!
Но для практической реализации данных теоретических предпосылок, модели представленные в данной книге — это такая актуальная объективная реальностьоткоторойнельзяотвлекатьсявэксперименте,дабыреализовалсяодин
изсубъективныхвариантовтеченияобъективныхсобытий,которыйдетерминируется либо сознанием наблюдателя как таковым, либо управляющим алгоритмом созданным этим сознанием в специально организованной «ткани» электромагнитных полей, представляющих из себя ни что иное, как некий «слепок» моделируемого материального процесса.Тоесть,конечно,опятьрольсознания неоспорима! Опять парадокс? Да нет же! Просто роль сознания не волюнтарна. И
никакогосолипсизма!Рольсознания—простовыбор!Ноактивныйвыбор!Воля?
Да!Ноневолянасильственногоуправления,аверальногоиэмоциональноговыбораивыборадействия!Воттакой,все-таки,парадокс!Илиеслиточнее—токва248
зи-парадокс! Усилие без напряжения — говоря психологическим языком! Это о
квантово-механическихаспектах,гносеологическихионтологическихпарадоксах
вконтинуумеагностицизмалокусаволюнтарногосознания!А«управляющийалгоритм»—этонеэлектродинамическийэквивалентнекоторогоусилияволи,заключающегосявжеланиичто-тоизмеритьипонятьприпомощиизмерительного
прибора, а просто электромагнитный «слепок» создающий физико-химические
условиядлятеченияодногоизнаиболеевероятныхматериальныхпроцессовмогущихбытьреализованнымивданнойматериальнойсреде.Тоестьвсеквантовомеханические парадоксы данной книги можно свести к теории вероятностей и
математической статистике, термодинамике, электродинамике, а также к скрытойсемантике случайныхпроцессов.Апо сути, кэлектродинамическимзаконам
киральнойфизики! Короче — ничегострашного!«Управляющийалгоритм» простозапускаетпроцесс,которыйибезтогоможетпротекатьвматериальнойсреде
свысокойдолейвероятности.Ещераз—ничегонемоделируетсясознаниемоператора! И никаких настоящих демиургов (только «игрушечные куклы» законов
мироздания)!!!Измерениеслучайновыбираетодноиздиагональныхзначений,а
«управляющийалгоритм»запускаетодноизнихикакбыподталкивает(инициирует)необходимыйвэкспериментепроцесс! «Управляющийалгоритм» работает
втомстатичномпространстве,котороеназываетсявечность. Икоддоступакней
(вечности)находитсявнастоящем.Аввечности—всесобытияужесостоялись(с
позиций того состояния пространственно-временного континуума, которое и
называется вечность — мы все уже родились и умерли, на одной из ветвей бифуркационной диаграммы!). Измерение и (или) сознание лишь случайным образом(правдавзависимостиотцелойсуммыусловийиобстоятельствивсоответствии с теорией графов [см. например: Берж К. Теория графов и ее приложения.
М.: ИЛ, 1962. 320c.; Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети. М.: Наука, 1974.
368c.;БеловВ.В.,ВоробьевЕ.М.,ШаталовВ.Е.Теорияграфов.—М.:Высш.школа,
1976.—С.392;СвамиМ.,ТхуласираманК.Графы,сетииалгоритмы.М:Мир,1984.
455с.; Емеличев В. А., Мельников О. И., Сарванов В. И., ТышкевичР. И. Лекции по
теорииграфов.М.:Наука,1990.384с.(Изд.2,испр.М.:УРСС,2009.392с.)]),атакже
сцепямиМаркова[МарковА.А.,Распространениезаконабольшихчиселнавеличины, зависящие друг от друга. — Известия физико-математического общества
приКазанскомуниверситете.—2-ясерия.—Том15.(1906)—С.135—156;Яглом
А.М.,ЯгломИ.М.,Вероятностьиинформация.—М.,Наука,1973.—512с.;Свами
М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы. М: Мир, 1984. 455с.; Рудой Ю. Г.;
Обобщенная информационная энтропия и неканоническое распределение в равновесной статистической механике, ТМФ, 135:1 (2003), 3-54] выбирает одно из
возможных виртуальных состояний на мировой линии событий, в полном соответствиистеориейвероятностей!Детерминируетиактуализируетэтосостояние. Напоминаем—коддоступанаходитсявнастоящемвремени!Иникакой«квантовоймагии»!Толькокиральнаяэлектродинамикаибиофизика!!!Побольшомусче249
туречьидето«скрытыхпеременных»А.Эйнштейна,вкоторых«принципдополнительности»Н.Бораизагадочные,равнокакинеуловимыенелокальныекорреляции — есть лишь частная и частично «скрытая» (на данный момент развития
уровня процесса познания) «переменная». Данные механизмы, увы — пока не
осмысленныученыммиром!Правдаониосмысленны«пеной»человеческогобытиянауровнеспекулятивныхконцепцийи«теорий»—ценакоторым—«медный
грошик».
Теперь мы забрались на вершину горы и увидели сверху весь пройденный
путь, обнаружив на нём все причудливые конфигурации мусора человеческой
гордыни, оставленного нами на дороге процесса познания. Наступил инсайт, затемкатарсиситрепетзапрожитыегоды.
Я познание сделал своим ремеслом
Я знаком с Вышней правдой и низменным злом
Все тугие узлы я распутал на свете
Кроме смерти — завязанной «мертвым» узлом
По мотивам Г. Л. Олди
Нообэтом(о«кодахдоступа»к«бессмертию»,ввидеспециальноорганизованныхалгоритмов)—вследующейкниге!!!
250
ОГЛАВЛЕНИЕ
Благодарности................................................................................................................................................4
Списокнекоторыхаббревиатур............................................................................................................6
Введение............................................................................................................................................................7
Глава 1. Физическая реальность ............................................................................................. 9
1.1Собственнаяивынужденнаякиральность...........................................................................10
1.2Физическаяигеометрическаякиральность........................................................................17
1.2.1Физическикиральныесреды(ФКС)....................................................................18
1.2.2Геометрическикиральныесреды(ГКС)............................................................20
1.3Бигиротропнаясредакакпримерфизическикиральнойсреды..............................23
1.3.1Киральнаясреда.............................................................................................................23
1.3.2Бигиротропнаясреда...................................................................................................24
1.4Электромагнитнаятеорияфизическикиральнойсреды.............................................27
1.5Геометрическикиральныеметаструктуры.........................................................................31
1.6Фрактальныеискусственныеметаматериалынаоснове
киральныхкомпозитов..........................................................................................................................36
1.6.1Фрактальныепланарныеструктуры..................................................................36
1.6.2Физическиигеометрически-киральные
планарныеструктуры............................................................................................................40
1.6.3Фрактальныепланарныеструктурынаосновефизически-и
геометрически-киральныхкомпозитов.......................................................................42
1.7Приближенныеметодырасчетахарактеристикфизическикиральных
метаструктур...............................................................................................................................................44
1.7.1Методприближенныхграничныхусловий
импедансноготипа..................................................................................................................44
251
1.7.2Обобщенныеграничныеусловиядлятонкогофизически
киральногослоя........................................................................................................................47
1.7.3Тензорповерхностногоимпедансадлятонкогофизическикиральногослоянаидеальнопроводящейплоскости..............................................................59
1.7.4Матрицапередачидлятонкогофизическикирального
слоя...................................................................................................................................................65
1.7.5Формулировкакраевыхзадачсприближеннымиграничнымиусловиями...............................................................................................................................................69
1.8Математическиеподходыкисследованиюгеометрическикиральных
метаматериалов.........................................................................................................................................73
1.9Периодическинеоднородныефизическикиральные
метаструктуры............................................................................................................................................77
1.9.1Распространениеэлектромагнитныхволнв
периодическинеоднородныхфизическикиральныхструктурах..................77
1.9.2МоделированиечастотноселективногофильтраСВЧнаосновепериодическинеоднороднойфизическикиральной
метаструктуры...........................................................................................................................83
1.10Физическикиральныйметаматериалдлячастотноселективной
концентрацииэнергиисверхвысокочастотного
излучения......................................................................................................................................................91
1.11Экспериментальнаяразработкаиисследованиечастотно
селективногоконцентратораСВЧэнергиинаоснове
физическикиральногометаматериала.......................................................................................102
1.12Физическикиральныеструктурынаосновепрямоугольных
S-элементов................................................................................................................................................107
1.13Киральныеобработчики...........................................................................................................118
Списокиспользованныхисточниковкглаве1........................................................................120
Глава 2. Биофизическая реальность ................................................................................ 124
2.1Киральность(хиральность)иквантовыеэффектыкакфакторы
морфогенеза[1-46].................................................................................................................................125
2.2Киральныеграницыбиофизическойэнергетики..........................................................131
252
2.3Киральнаягистология...................................................................................................................132
2.4Квантоваяреология........................................................................................................................135
2.5Киральнокогерентныеансамбли...........................................................................................141
2.6Квопросуодекогеренциикакматериализации
виртуальноговактуальноеитуннельномпереходеквантовой
системывклассический(наблюдаемый)мир.Краткийобзор
некоторойкомпилированнойинформацииизсетиинтернет–
беглыерассуждения...............................................................................................................................144
2.7«Оплодотворение»яйцеклеткикакпримердекогеренции
сложныхансамблей(«#Демиург»).................................................................................................147
2.8Модельтехнологическихрешенийдлярегистрации,
воспроизведенияитрансляцииинформацииосвойствахматериальныхобъектов
(«#Поющиекристаллы»).....................................................................................................................148
2.9.Биофизическиеаспектыклонирования..............................................................................155
Списокиспользованныхисточниковкглаве2........................................................................158
Глава 3. Психофизическая реальность ........................................................................... 163
3.1Квантующиенаблюдателииквантуемыймир[1-48]..................................................164
3.2Квантующиемеханизмыголографическоймоделимозга.........................................174
3.3Квантовыеустройствадлявзаимодействийквантующего
наблюдателясквантуемыммиром(«#Радуга»).....................................................................181
3.3.1Онтогенетическаяпамять.......................................................................................188
3.3.2Родоваяпамять.............................................................................................................190
3.3.3Филогенетическаяпамять......................................................................................191
3.3.4Онтологическаяпамять............................................................................................191
3.4Креативныеквантовыетехнологииуправления
квантуемыммиром.................................................................................................................................204
3.5Бифуркационнаядиаграммакакнаглядноепредставление
декогеренции.............................................................................................................................................212
Списокиспользованныхисточниковкглаве3........................................................................217
253
Глава 4. Из заметок И.В. Пряникова ................................................................................. 226
4.1Киральность........................................................................................................................................227
4.2Биологическаягомокиральность.Фундаментальная
асимметрияправогоилевого...........................................................................................................228
4.3Пространственнаягеометрическаякиральность
физическихпроцессовиматематическихфункций..............................................................233
4.4Вероятностныеметодыописаниякиральныхи
некиральныхчастиц..............................................................................................................................236
4.5Рольгеометрическойкиральностивхаотически
организованныхсредах........................................................................................................................239
4.6Законсохранениягеометрическойкиральности............................................................241
4.7Геометрическаякиральностькакосноварезонанса
спозициймоделированияпотенциаластатистическойдостоверностипротекания
виртуальных(вероятностных)процессов.................................................................................244
Списокиспользованныхисточниковкглаве4........................................................................247
Заключение.................................................................................................................................................248
Оглавление..................................................................................................................................................251
Обавторах....................................................................................................................................................255
254
Об авторах
ГАВРИЛОВ
ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ
КЛЮЕВ
ДМИТРИЙ СЕРГЕЕВИЧ
НЕГАНОВ
ВЯЧЕСЛАВ
АЛЕКСАНДРОВИЧ
ОСИПОВ
ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ
ПРЯНИКОВ
ИГОРЬ ВИКТОРОВИЧ
255
Научноеиздание
Гаврилов Владимир Юрьевич
Клюев Дмитрий Сергеевич
Неганов Вячеслав Александрович
Осипов Олег Владимирович
Пряников Игорь Викторович
Зеркальная реальность (nanometa)
ФорматА4.Объём29,57п.л.Бумагаофсетная.
ГарнитураCambria.Печатьцифровая.Тираж100экз.Заказ№1001127.
ИУНЛФГОБУВПОПГУТИ,443099,г.Самара,Московскоешоссе,77
256
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
17 834 Кб
Теги
gavrilov, realnost, neganov, osipov, klyuev, pryanikov, zerkalnaya
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа