"«Если», 1995 № 05" - читать интересную книгу автора (Хигон Альбер, Барретт Нил, Кусов Владимир,...)

«Если», 1995 № 05 Альбер Хигон СНАНТ — ЭТО НЕ СМЕРТЬПРОГНОЗНил Барретт МИЛЫЕ ДОМАШНИЕ ЗВЕРЮШКИВладимир Кусов, народный артист РФ ЖИВЫЕ КУКЛЫДжон Варли ОХОТААлексей Бялко, кандидат физико-математических наук ГАДАНИЕ ПО ЗВЕЗДАМ ПО-НАУЧНОМУСвятослав Логинов ЧАСЫНиколай Агаджанян, академик РАМН ВРЕМЯ И МЫДж. Т. Макинтош СТРАХОВОЙ АГЕНТГлава 1Глава 2Глава 3Глава 4Глава 5Глава 6Глава 7Глава 8Глава 9Глава 10Глава 11Глава 12Маргарита Шурко, Илья Сальцовский ТЕНИ ЛЮБВИЗАВТРА«ИНТЕРКОМЪ» Журнал в журналеАндрей Чертков в рубрике МЕСТО ВСТРЕЧИСергей Бережной в рубрике ДИСПЛЕЙ-КРИТИКАВячеслав Рыбаков в рубрике БЛИЗКИЕ КОНТАКТЫ ТРЕТЬЕЙ СТЕПЕНИСергей Переслегин в рубрике КРИТИЧЕСКИЕ КОНСПЕКТЫСтарый Фэн в рубрике ИНФОРМАРИУМНиколай Викторов в рубрике SCIENCE FICTION NEWSАлан Ностромов в рубрике ВИДЕО-ГАДЗАВТРАPERSONALIA

Николай Агаджанян, академик РАМН ВРЕМЯ И МЫ

Время и мы неотделимы — такой несколько философической формулой начинает ответ на ваш запрос московская телефоний служба времени. В самом деле, каждый из нас, как и всякая вообще биологическая система, существует не только в пространстве, но и во времени. Все происходящее внутри такой системы тоже подчиняется его законам, только некоторые процессы протекают в течение долей секунды, другие длятся часами.

В. И. Вернадский исходил из принципа симметрии, на котором основаны все явления жизни и мирового пространства. Симметрию биологического времени ученый видел в необратимости процессов индивидуального развития организмов, смены поколений и смены форм в эволюции. Есть принципиальное различие между временем в неживой природе — физическим — и временем биологическим. Первое мы отсчитываем по таким внешним периодическим процессам, как движение и обращение небесных тел, в живой природе мерой времени служит темп самих жизненных процессов.

За единицу биологического времени можно взять, например, период индивидуального развития или смену поколений. Тогда возникает представление о временной структуре популяций. Возможно пользоваться более короткими мерами, равными периодам обращения Земли вокруг своей оси, фазам Луны, сезонам года. В процессе эволюции все эти единицы времени синхронизировались с физиологическими функциями организма и проявляются в виде четко выраженных биологических ритмов с соответствующими периодами.

Известный хронобиолог Ф. Хальберг предлагает разделить ритмические процессы в организме на три группы. Первая — ритмы высокой частоты, с периодом до 0,5 часа, которые называют функциональными. Среди них ритмы сердца и дыхания, электрических явлений в мозге, периодические колебания в биохимических системах. Вторую группу составляют ритмы средней частоты — с периодом от 0,5 часа до 6 дней. Это смена сна и бодрствования, активности и покоя, циркадные (околосуточные) изменения обмена веществ и содержания в крови и моче биологически активных компонентов. Низкочастотные ритмы (период от 6 дней до 1 года) составляют третью группу. Сюда входят недельный и лунный ритмы, а также годичный (циркадный) ритм. Им подчинены такие биологические процессы, как циклы выделения гормонов в организме человека или половые циклы многих обитателей Мирового океана.

Наряду с ритмами обменных процессов, размножения и поведения живых организмов установлены годовые и многолетние вариации численности популяций, роста деревьев, урожайности, состояния флоры и фауны вплоть до циклов эволюционных преобразований и «биологических катастроф». На всех уровнях иерархии биосферы временная организация осуществляется по единому принципу — ритмическому. Временная организация ныне существующих биологических систем отличается множественностью ритмов различных периодов. Эта ритмичность обеспечивает, так сказать, высокий кпд, свойственный живой природе.

Американский биоритмолог Л. Хейфлик выдвинул гипотезу, согласно которой все живые организмы, обитающие на планете, имеют «генетические часы». Они строго контролируют продолжительность существования и число деления клеток, свойственное каждому живому виду. Например, клетки человеческого организма могут делиться около 50 раз. У мышей и крыс клетки делятся 14–28 раз, у некоторых птиц — 15–35, у черепахи — 90— 125. Из-под контроля «генетических часов» уходят только клетки раковой опухоли, способные размножаться беспредельно.

Некоторые ученые полагают, что эволюция биологических систем проходит как развитие кодовых отношений между средой и системой. Важнейшая роль отводится пространственному и временному кодам, которые наилучшим образом стабилизируют систему. Как полагает автор гипотезы Л. А. Николаев, на ранних этапах химической эволюции действовал код пространственный. Временной код появляется лишь после формирования достаточно сложных микроструктур. Если биологическая система страдает дефектами внутренней временной организации, она не может полностью адаптироваться к внешним условиям. Такому организму суждено вскоре погибнуть.

Анализируя более ста лет назад свои первые наблюдения, Дарвин вряд ли мог предположить, что внутренний суточный ритм может служить фактором естественного отбора. Этот вопрос встал позднее, когда в результате фундаментальных исследований было доказано,

что суточные ритмы представляют собой ритмы циркадные и что отклонение от 24-часового периода является не только фактором изменчивости, но и частично передается по наследству (вся живая природа на нашей планете живет в результате эволюции по 24-часовому ритму). Некоторые специалисты отмечают возможное отрицательное значение такого рода факторов отбора для людей при воздушных перелетах на трансмеридиональных линиях, при межпланетных и космических полетах.

Значение факторов отбора сейчас не подлежит сомнению. Более 200 лет назад установлено движение листьев растений, связанное с ритмами освещения. Но только недавно удалось доказать, что наследственно закрепленными являются не сами движения, а способность растений приспособить суточный ритм обмена веществ к световым условиям.

Любая функция организма связана с расходованием энергии. Поэтому биологический ритм — это отражение уровня обмена веществ. В процессе извращения суточного ритма быстрее всего меняется двигательная активность, затем следуют изменения газообмена и температуры тела. Такую последовательность изменения физиологических реакций организма мы наблюдали, например, при длительном, 60-суточном, пребывании людей в герметически замкнутой камере ограниченного объема.

Многочисленные исследования показали, что для организма человека характерно постепенное повышение уровня физиологических реакций в дневные часы — до 16–18 часов — и падение этого уровня ночью. Более того, это наблюдается не только во время нормального сна, но и в период ночной работы.

Проблема биоритмов находит все большее применение в практике медицины. Ритм физиологических процессов учитывается при диагностике и лечении различных заболеваний. Установлены, например, различия в воздействии лекарств на организм в зависимости от времени суток. Так, препарат на сердечных больных в 4 часа утра может действовать в 40 раз сильнее, чем в другое время суток. Введение инсулина в это же время тоже оказывает наиболее сильное действие. Как показывает статистика, именно на рассвете многие люди рождаются и умирают.

Рассказывают, что Исаак Ньютон установил закон качания маятника, считая удары собственного пульса, которым он пользовался вместо часов. Это подтверждает наблюдения многих ученых, исследовавших проблему восприятия человеком времени. Важный вклад здесь принадлежит И. М. Сеченову.

Первоначально ученый считал, что решающую роль в восприятии времени играет слух, поскольку звук и ощущение звука имеют протяженность во времени — «тянущийся» характер. Затем Сеченов внес дополнения в свою первоначальную формулу «слух — это анализатор времени», указав, что представление о времени может возникать на основе зрительных, осязательных, двигательных и прочих ощущений. В работе «Элементы мысли» ученый называет, например, мышечное чувство органом восприятия пространственных и временных отношений. Эту мысль Сеченов именует «выношенной около самого сердца» и обращает на нее особое внимание, рассказывая о названной работе в письме к И. И. Мечникову.

В самом деле, мышечная чувствительность превосходит зрительную или осязательную по степени участия в оценке времени. Движения характеризуются растянутостью, дробностью и дают отчетливое впечатление определенной быстроты и последовательности. Шаг при ходьбе — это одновременно измеритель пространства и времени, хотя, разумеется, ходьба сопровождается и другими ощущениями.

Движения важны для поведенческих реакций человека — в производственных операциях, в спорте, у пилота при полетах на современных летательных аппаратах, у музыкантов. Память на движения, их ритм сложились в процессе трудовой деятельности человека. Эмпирически с давних времен было известно, что движения повышают умственную продуктивность. В Древней Греции ученики во время занятий ходили — так лучше воспринималась информация, сохранялась работоспособность, обострялась память. Чувство ритма в основе своей имеет моторную природу и служит одним из выразительных средств в музыке, поэзии, пластике, живописи, речевой деятельности. О связи между ритмами и ощущениями писал К. С. Станиславский.

Ряд интересных положений о связи слуха с ходьбой высказал В. М. Бехтерев. По его мнению, наибольшую точность слуховой рецептор дает в оценке интервала от 0,5 до 0,7 секунды — темп движений человека во время ходьбы. Это соответствует периоду сердечной деятельности, характерному для смены сокращения желудочков сердца и покоя, которая длится 0,8 секунды (при 75 ударах в минуту).

Обозначение времени, указывает Бехтерев, является результатом опыта, который позволяет отмечать мелкие промежутки времени на основании дыхания и сердцебиения. Мозговой аппарат также приспосабливается к измерению времени, что позволяет отмечать его промежутки на протяжении дня с достаточной точностью. Пример — открытие Ньютона.

«Смеется ли ребенок при виде игрушки… дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение». Определенному ряду движений всегда соответствует в сознании определенный ряд чувственных знаков, а они, запечатлеваясь в памяти, образуют, по выражению Сеченова, «ряд нот, по которым или, точнее, под контролем которых разыгрывается соответствующая двигательная пьеса».

Вопрос о роли мышечных движений в восприятии времени остро стоит в связи с развитием космонавтики и подготовкой длительных полетов. Ограничение движений в результате длительного пребывания в герметических кабинах летательных аппаратов, да еще в условиях невесомости, может привести к нарушению восприятия времени и к существенным изменениям деятельности центральной нервной системы, нарушению дыхания и кровообращения.

Расстройства чувства времени наблюдал выдающийся отечественный психоневролог В. М. Бехтерев, который еще в начале века посвятил этой проблеме интересную статью. Автор приводит выдержку из истории болезни пациента, страдающего нарушением чувства времени. Большие отрезки времени он воспринимал как минуты или секунды. Например, когда разговор шел о ваннах, которые были прописаны больному, находящемуся в угнетенном состоянии духа, он утверждал, что процедуры длятся несколько секунд (ванны занимали от четверти до получаса). Больной жаловался на бессонницу, говорил, что спит не более нескольких минут, хотя делал это спокойно в течение целой ночи. Эти нарушения возникли на фоне алкоголизма и психической патологии, однако они возможны и в других случаях.

Современные самолеты за несколько часов пересекают несколько часовых поясов, с развитием космонавтики появились еще более широкие возможности. Человек попадает в условия, отличающиеся по циклу дня и ночи. Меняется и цикл физиологический «день-ночь», к которому организм приспособился. Возникает фазовый сдвиг между двумя циклами, так как внутренние часы человека не совпадают с астрономическим временем.

Известно, что люди, просто перелетающие из одного полушария в другое, могут чувствовать себя плохо. Появляются слабость, утомляемость, наступает расстройство сна. Пока функциональные системы не привыкнут к новому распорядку жизни, подобные симптомы будут беспокоить человека. Десинхроноз суточных ритмов — одна из разновидностей болезней цивилизации — проявляется обычно у тех лиц, которые по роду деятельности вынуждены часто менять временные пояса. Еще это называют «болезнью бизнесменов». Нередко аналогичные симптомы наблюдаются и у спортсменов, которым приходится часто летать на соревнования в другие страны. Иногда, если соревнования проводятся в первые дни после перелета, это отрицательно сказывается на результатах.

Исследования показали, что после быстрого пересечения нескольких часовых поясов в организме человека происходят серьезные изменения — кровяного давления, температуры, выделения с мочой калия, натрия, кортикостероидов. Возможны нарушения психических функций. Впервые признаки десинхроноза отметил у себя американский летчик Вилли Пост, который в 1931 году совершил облет земного шара за 8 дней. Проблема остается актуальной по сей день. Международная организация гражданской авиации утвердила ряд правил по ограничению длительности полетов и регламенту отдыха после них.

О своеобразном изменении чувства времени, которое произошло у одного физика, работавшего в Антарктиде, рассказал Г. Льюс. В течение года ученый занимался исследованиями в пустынных полярных районах этого материка, где периодичность света и темноты иная, чем в средней полосе. Пребывая на полярном плато, исследователь отмечал часы своего сна и пробуждения. Этот своеобразный «дневник» попал в руки двух ученых — Дж. Шерли и Ч. Пирса, которые занимаются проблемами сна. Они выяснили интересную вещь. Физик неведомо для себя жил по лунному, 28-дневному, календарю. Каждый вечер он ложился спать на 15–20 минут позже, перестановка времени наблюдалась и в часы пробуждения. Вскоре исследователь стал спать «днем» и бодрствовать «ночью». Шерли и Пирс отметили еще одно странное явление: эти изменения отмечались только 28 дней, к концу этого периода ученый возвращался к первоначальному расписанию. Живя «вне времени», он не подозревал о происходящем. Полного объяснения феномена нет, однако 28-дневный цикл наводит на размышления о лунном влиянии. Выходит, исследователю Антарктиды еще повезло, поскольку влияние Луны, которой издавна приписывались всякие отрицательные свойства, оказалось не столь вредоносным.

В 70-е годы в научной литературе самым серьезным образом обсуждались проекты колонизации космического пространства. Был создан даже проект крупноблочного строительства для космического городка с населением в 20 тысяч человек. К концу столетия планировалось заселить землянами космическое пространство вблизи Луны, создав там полностью замкнутую экосистему, где миллион человек могли бы автономно существовать в условиях полного отсутствия загрязнения среды обитания. По разным причинам космические программы были сокращены, но проблемы, которые предстояло решать, остались.

Какова же судьба человека космического века? Как поведут себя биологические часы в космосе, на других планетах?

По мнению известного специалиста по биоритмологии Дж. Л. Клаудсли-Томсона, «если точность показаний биологических часов зависит от получения ими геофизической информации, устранение последней может привести к трагическим последствиям для космонавта». Если геофизические факторы не играют такой существенной роли, человек проживет в космосе без земного стандарта времени. Он будет идти в ногу с внутренними часовыми механизмами своего тела, которые подчинятся обычным законам физики и химии. Согласно частной теории относительности, эти законы одинаковы во всех инерциональных системах отсчета. Альберт Эйнштейн принял, что скорость хода часов зависит от их собственной скорости, но не от ускорения. Поэтому есть основания полагать, что при ускоренном движении человеческие «часы» поведут себя так же, то есть не изменят свой ход.

Практика освоения космоса показала, что при кратковременных полетах сохраняется суточная периодика физиологических реакций организма, — до сих пор космонавты жили по земным биологическим часам. На других планетах будет своя суточная периодика. Освещенность, температура, барометрическое давление, влажность воздуха тоже будут другими. Человек может испытать влияние совершенно новых специфических для другой планеты условий. Заманчива перспектива повлиять на ход биологических часов. Замедлить время, например, резко затормозив все жизненные функции организма.

В природе есть множество примеров приспособления животных и растений к неблагоприятным условиям. Иногда это полная остановка жизнедеятельности (образование стойких к охлаждению, отсутствию влаги и кислорода спор или семян у растений) или замедление жизненных процессов (во время зимней спячки у животных). В свое время любопытные опыты проводил югославский ученый Ж. Радулович: животные, погруженные в анабиоз, подвергались воздействию электричества, углекислого газа, большой дозы рентгеновских лучей. Через сутки животных согрели, и они ожили.

Вероятно, к полному анабиозу в отношении людей прибегать невозможно, достаточно лишь снизить обмен веществ, замедлить дыхание, кровообращение, другие жизненные функции. Замедление времени может дать человеку преимущества.

Время — один из важнейших факторов бытия. Мы не видим его, не слышим, не осязаем, не воспринимаем органами обоняния. Но оно переплелось и связалось в единую ткань с нашей кровью и плотью. Без временной упорядоченности не было бы самой жизни.