Как мы видели в предыдущем разделе, играют толь­ко гости. Они веселятся и танцуют преимущественно наимоднейшие танцы. Мода в танцах довольно быстро изменяется, но есть один, который не стареет,— это вальс. В вихре вальса кружатся гости — заряжен­ные частицы. Вместе с ними в круговорот вовлекаются и хозяева — потоки воды.

Рассмотрим подробнее, как же это происходит. На рис. 8, а изображены два иона, движущиеся с потоком воды по трубопроводу. Между ионами действует сила Кулона

Fz = qiq2/d\ (6)

Где d — расстояние между ионами.

Ионы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу, но слишком тесному сближению препят­ствуют гидратные оболочки (на рис. 8 они не изобра­жены). Таким образом, на ионы действуют две силы — сила инерции движения с потоком и сила Fz.

На рис. 8, б показано, что изменяется при действии магнитного поля. На ионы теперь действует также и сила Лоренца F% направленная противоположно

ИфО; Н=0

6

Рис. 8. Движение ионов в зоне магнитного поля

Силе Fз. Поэтому расстояние между ионами возра­стает. Очевидно это происходит не только с двумя, но и со всеми ионами в растворе, так что в зоне действия магнитного поля возникает неоднородность плотности. Кроме того, перемещение противоположно заряженных ионов к стенкам трубопровода приводит к возникно­вению поперечной разности потенциалов (см. раз­дел 2.4).

На рис. 9, а изображены две частицы, находящиеся в неподвижной воде во взвешенном состоянии (сила тяжести уравновешена броуновским движением моле­кул воды); поверхностные заряды частиц имеют проти­воположные знаки. Тонкой линией вокруг частиц обо­значена область гидратной «шубы». Если частицы сферические по форме (например, капельки в эмульсии, газовые пузырьки), то и «шуба» имеет форму шара. У кристалликов кубической формы (например, фторида кальция) «шуба» тоже близка к шару. У пластин­чатых кристаллов сульфата кальция «шуба» продолго­ватая, напоминает сосиску. Мы для упрощения рас­сматриваем случай, когда проекции и частицы, и ее «шубы» представляют собой концентрические окруж­ности.

При движении потока (рис. 9,6) гидратная «шуба» деформируется, приобретая форму, близкую к эллип­соиду. При действии магнитного поля на движущийся поток (рис. 9, в) форма «шубы» становится каплеобраз­ной. Поскольку «шуба» имеет заряд, противополож­ный по знаку заряду частицы, то направление силы Fj,

Действующей на «шубу», будет противоположным на­правлению силы F2, действующей на частицу. Поэтому «шуба» начнет разворачиваться в потоке. В то же время сама частица вместе с близлежащими слоями «шубы» станет перемещаться к стенке трубопровода. В резуль­тате возникнет сложное вихреобразное движение. Такие вихри образуются в реальных водных системах, содер­жащих частички взвешенных веществ и пузырьки газа. Возникновение микровихрей в зоне действия магнитного поля означает микротурбулизацию системы.

Внутри вихря создается давление до 10 Па — его впервые измерили Н. Ф. Бондаренко и Е. 3. Гак. Им же удалось сфотографировать микровихрь (рис. 10). Такого давления достаточно, чтобы «шубы» сползли со своих частиц, и те начали ассоциировать друг с дру­гом (именно наличие «шубы» препятствует ассоциа­ции). В химии такое соединение твердых частиц назы­вается коагуляцией, капелек жидкости или пузырьков газа — коалесценцией. А в акустике принят единый термин — коагуляция.

Укрупненные в результате коагуляции твердые ча — тицы выпадают в осадок. Плотность раствора при этом • уменьшается, изменяются и другие его свойства. Укруп­ненные в результате коалесценции пузырьки газа всплывают. Дегазация раствора сопровождается воз­растанием плотности.

Для того, чтобы ионы могли «раздеться», требуется давление порядка Ю6 Па. Такое давление в жидкости

Рис. 10. Портрет микровихря

Возникает, например, при ультразвуковой кавитации. Итак, магнитное поле уменьшает степень гидратации частиц, а не ионов.

Из сказанного следует, что наиболее вероятным механизмом действия магнитного поля на водные си­стемы надо признать микротурбулизацию потоков, связанное с ней уменьшение степени гидратации микро­взвесей и пузырьков газов, их коагуляцию и коалесцен — цию. При ультразвуковой обработке растворов также возникает микротурбулизация (наряду с рядом иных микропроцессов). Поэтому, вероятно, оба вида обра­ботки приводят к во многом сходным результатам.

Завершая этот раздел, надо сказать, что метод магнитной обработки водных систем строже было бы называть методом магнитогидродинамической актива­ции. Однако в производственно-технической литературе привился жаргонный термин омагничивание. 50

Мы говорили уже, что в химических реакциях окисления-восстановления каждый единичный акт пере­мещения электрона сопровождается возникновением магнитного поля. В человеческом организме ежесекун­дно происходит до 109 единичных реакций окисления — восстановления, возникают магнитные поля, которые складываются. Каков результат такого сложения?

Если бы магнитные поля располагались совершенно хаотично, результат сложения (суперпозиции) был бы равен нулю, и мы никаким способом не смогли бы зафиксировать магнитные поля человека. Очень долго не удавалось опытным путем измерить эти поля, ибо они были ниже уровня помех. Только после того, как была создана измерительная аппаратура с очень высокой чувствительностью (до Ю-‘4 Тл), эти измере­ния стали осуществимы. Недавно было установлено (Ю. А. Холодов), что работа головного мозга создает магнитное поле с индукцией і0 12 Тл, движение глаз — Ю-‘1 Тл, работа сердца — 10~’° Тл.

Запись магнитного поля сердца дает кривую, подоб­ную электрокардиограмме. У магнитокардиографии есть ряд преимуществ перед электрокардиографией, ибо магнитный способ бесконтактен (что важно при ожогах) и пассивен (не влияет на исследуемый орга­низм). Пассивность магнитометрических измерений делает их перспективными, например при изучении развития плода, когда какое-либо воздействие недо­пустимо.

Магнитные поля различных органов — разные, поле больного органа отличается от поля здорового. Инфор­мация, которую доставляет магнитное поле, исполь­зуется — наряду с другими объективными показате­лями — в диагностических целях.

Наличие экспериментально фиксируемого магнит­ного поля свидетельствует о самосогласованности про­исходящих в организме реакций. Введен специаль­ный термин — молекулярные констелляции. Образ кон­стелляции дает массовое движение больших групп лю­дей, например, на физкультурных праздниках. Каж­дый участник такого представления действует самосто­ятельно, некоторые сбиваются, двигаются не в такт с большинством, кто-то вообще стоит на месте, но в це­лом движение представляется организованным и це­ленаправленным.

На мелких организмах такую организованность заметить легче, чем на больших. Специальные наблю­дения за бактериями показали, что они двигаются по силовым линиям магнитного поля. Есть бактерии «юг-ищущие», есть «север-ищущие». Количество таких магнитотактических бактерий достигает 1000 шт. в 1 см3 воды. Их можно выделить, поместив в воду подково­образный магнит: тогда возле северного полюса маг­нита сконцентрируются «север-ищущие» бактерии, а возле южного полюса — «юг-ищущие». Выделив один вид, поместим его в гипомагнитную камеру,— через несколько часов часть бактерий начнет изменять свою полярность, и вскоре в пробе окажется одинаковое число «север-ищущих» и «юг-ищущих». Эти опыты, выполненные Р. Блэкмором, наглядно показывают, как организм реагирует на изменение магнитного поля.

По направлениям магнитных силовых линий дви­жутся рыбы, улитки, черви, насекомые. Поднося к испытательной камере магнит, изменяли картину сило­вых линий поля и наблюдали изменение движения исследуемых живых существ. Следовательно, эти существа сами являются живыми магнитами.

Термиты в обычных условиях геомагнитного поля предпочитают сидеть ориентированно в направлении запад — восток. В гипомагнитной камере термиты рас­полагаются хаотично. Птицы, даже находясь в клет­ке, также сидят, ориентируясь осенью к югу, весной — к северу (овсянки). Поднесем к клетке магнит —и птич­ка начнет поворачиваться.

Большое количество опытов было выполнено с голу­бями. Известно,- что голуби всегда легко находят дорогу домой, даже если их увезти далеко от дома. С давних пор использовали голубей для доставки почты, прикрепляя к их лапкам письма. А что будет, если прикрепить магнит? Собьется ли голубь с пути? Результаты таких опытов были противоречивы до тех пор, пока не удалось установить, что у голубей есть два вида ориентации — по магнитному полю и по Солн­цу. Голуби, выращенные в затемненном помещении и не знакомые с ходом Солнца по небосклону, сбива­лись с пути, если к их лапкам прикрепляли магнит.

Оказалось, что у голубя в мышцах шеи и головы есть частички магнетита, которые переплетены нерв­ными волокнами, это и есть рецепторы магнитного поля. Частички магнетита обнаружены у насекомых, рыб, дельфина, а также у человека (в надпочечниках и костях носа).

Магнетит не является единственным ферромагнит­ным материалом в живом организме. Один из видов белка — ферритин, он содержится в органах (печени, селезенке) и тканях растений и животных. В і дм плазмы крови здорового человека содержится 35 мг ферритина. При некоторых условиях железо высво­бождается из ферритина, и тогда эти частицы непо­средственно реагируют на внешнее магнитное поле.

Вероятно, живые организмы содержат и органические ферромагнитные вещества.

Некоторым растениям присуще явление магнито — тропизма, природа которого не выяснена оконча­тельно. Если семена пшеницы посадить с ориентацией на юг, то и стебли, и корни вырастут на 25 % быстрее, чем при ориентации на север. А если рядом поместить постоянный магнит, то его южный полюс станет блоки­ровать рост корней (вспомним, что южный магнитный полюс Земли находится на севере). Северный полюс, наоборот, будет способствовать лучшему росту.

Специально выполненными исследованиями было установлено, что зерна пшеницы обладают собствен­ным магнитным полем, которое оценивается в 10~7 Тл. Прорастающие корни испытывают действие двух полей —самого зерна и поля Земли. По мере роста корня и удаления центра его тяжести от зерна, начинает преобладать геомагнитное поле. Все это обусловливает своеобразное «закручивание» корней.

Интересны опыты с кукурузой: располагая семена зародышем на север, получали больше женских цветов, на юг — больше мужских. Аналогично действие геомаг­нитного поля на насекомых. Если мух-дрозофил вынуж­дали откладывать яйца так, чтобы зародыши были ориентированы на север, то из них появлялись преиму­щественно самцы, а если на юг — самки.

Мы рассказали об удивительных свойствах и разно­образных применениях омагниченной воды. Теперь мож­но ответить на вопрос, вынесенный в заголовок книги: где тут правда и где вымысел. Правдой надо считать все достоверные эффекты магнитной обработки, т. е. результаты, поддающиеся воспроизведению, превы­шающие погрешности измерений, выполненные по без­упречной методике и не противоречащие основным физическим законам. Вымыслом надо считать все не­достоверные эффекты. При проведении проверочных опытов необходимо учитывать не только значение маг­нитной индукции, но и знать, каким полем она получена, каковы скорость пересечения магнитных силовых ли­ний, градиент напряженности, число реверсов, состоя­ние геомагнитного поля.

У читателя может возникнуть вопрос, почему магнитоактивированная вода, которая способна прине­сти столько пользы в самых различных отраслях, применяется все же в ограниченных масштабах. В на­шей стране внедрены десятки тысяч магнитных аппа­ратов, а можно было бы внедрить миллионы. Причина такой диспропорции в значительной степени связана с тем, что сейчас называют человеческим фактором. Не всякий научный сотрудник станет работать в об ласти, на которую еще недавно был наклеен уничижи­тельный ярлык. Не всякий руководитель допустит проведение работ, пользующихся сомнительной репута­цией. Заказчик, не желая прослыть легковерным, требует бесконечных доказательств эффективности способа, на что уходят годы, а не месяцы, как для других разработок.

Автор стремился показать, что в настоящее время, когда практика обогнала теорию, для успешного реше­ния новых задач надо принять на вооружение гипотезу, которая соответствовала бы основным физическим законам и объясняла по крайней мере большинство известных достоверных фактов. При рассмотрении различных явлений мы старались объяснить их с единых позиций. Правда, это не всегда удавалось, и мы указывали на такие трудности в разделах 4.5, 4.6, 6.2, 6.6, 6.8, 6.9. Возможно, требуется принципиаль­но другой подход. Недавно О. В. Брук и О. Т. Крылов показали, что частички взвешенных веществ разме­рами 10_6 м, которые обычно содержатся в реальных водных системах и, как правило, несут на себе электри­ческие заряды, в магнитном поле движутся, подобно ионам. Вследствие большой массы этих частиц их столкновения приводят к деформации окружающих их гидратных слоев, частицы ассоциируют, укрупняются, выпадает осадок в виде кристаллов, изменяется равно­весие в водной системе. Пока еще неясно, поможет ли эта новая гипотеза устранить все теоретические труд­ности. Но несомненно, что когда-то восторжествует еще более новая непротиворечивая теория, которая сможет объяснить, наконец, все факты до единого и, главное, предсказать новые эффекты магнитной обра­ботки. Появление все новых и новых теорий — это естественный процесс для развивающейся области науки.

Вторая цель состояла в привлечении к идее «омагни — чивания» воды новых сторонников. Длительные и острые дискуссии по вопросу о влиянии магнитного поля на водные системы создали условия, при которых успешно начинать работать в этом направлении может только тот, кто вооружен определенной суммой зна­ний по всему комплексу вопросов, связанных с маг­нитной обработкой. Сведения такого рода, необхо­димые для начинающего, собраны в этой книге. Привле­чение новых сил будет сопровождаться расширением направлений исследований, а новые полученные резуль­таты послужат созданию надежного теоретического фундамента всего направления — магнитной обработки водных систем.

В какой мере удалось осуществить обе цели — об этом лучше сможет сказать читатель.

[1] В международной системе единиц (СИ) единица силы поля — тесла (Тл), напряженности — ампер на метр (А/м). В системе СИ в левой части равенства (1) должен стоять коэффициент 1,26- Ю-6 Гн/м.

[2] На стройплощадках его не совсем точно называют «раствором», но мы этого делать не будем — паши растворы совсем другие.

Мы говорили уже, что ионы при тепловом движении могут попадать в свободные полости каркаса воды, и это влияет на свойства растворов. Могут ли те же ионы попадать в полости при электромагнитодинами — ческом движении? Положительный ответ на этот вопрос впервые дал Л. Д. Кисловский в 1971 г. Он, однако, ограничился рассмотрением только ионов кальция, которые, по его мнению, создают в воде устойчивый гексааквакомплекс.

Вопрос об устойчивых комплексах в воде является спорным. А вот идея о вхождении ионов в вакантные полости каркаса воды достойна того, чтобы распрост­ранить ее на все ионы, геометрические размеры кото­рых меньше размеров полостей. Попробуем развить эту идею.

Сначала посмотрим, нет ли энергетического барьера, препятствующего такому механизму. Входя в полость каркаса, ион должен сбросить свою «шубу» — осво­бодиться от гидратной оболочки. Энергия гидратации, как мы только что видели, в 1000 раз выше той энергии, которую можно было бы приписать полю. Поэтому снять «шубу» просто так, оставшись негидратирован — иым, ион не может. Но, попав в полость каркаса, ион координирует вокруг себя столько же молекул НгО, сколько он имел в своей гидратной «шубе». Поэтому нет никакого энергетического барьера для попада­ния иона в полость каркаса, если она, конечно, сво­бодна.

Значит, этот механизм, в принципе, допустим, он не противоречит основным законам физики. Отметим так­же, что для попадания ионов в полости требуется определенная концентрация и ионов, и полостей: чем она выше, тем больше вероятность их встречи и взаимо­действия.

Ион в полости каркаса взаимодействует с молеку­лами НгО, образующими каркас, подобно тому, как он взаимодействует с молекулами НгО гидратной обо­лочки. Значит, каркас с ионами будет более устой­чивым, ионы стабилизируют каркас. Одновременно и сами ионы оказываются стабилизированными в кар­касе, как мы видели в оазделе 1.6.

Можно сказать, птичка попала в клетку.

В учебной литературе, рассматривая движение ионов, всегда учитывают вязкое трение, взаимодействие ионов друг с другом, с гидратной оболочкой, но обычно не упоминают о взаимодействии ионов с полостями структуры воды. Для понимания процесса магнитной обработки этот механизм важен, поэтому мы в качестве тренировки применим его для объяснения концентра­ционной и температурной зависимостей электрической проводимости электролитов.

Известно, что при повышении концентрации рас­твора выше какого-то значения его электрическая проводимость начинает уменьшаться (рис. 11). Это кажется странным, ибо число ионов—носителей зарядов непрерывно увеличивается. Традиционное объяснение заключается в том, что по мере роста числа ионов увеличивается вероятность их взаимных столкновений, а это приводит к ассоциации ионов. Если же принять во внимание и возможность взаимодействия с поло­стями каркаса, то следует отметить увеличение числа ионов, попадающих в полости и перестающих с этого момента быть переносчиками заряда.

Другая зависимость — температурная: при повы­шений температуры вплоть до весьма высоких значений электрическая проводимость возрастает. Обычно это связывают с возрастанием скоростей ионов. А вот как эту ситуацию можно объяснить с позиции взаимо­действия с полостями каркаса. С ростом температуры сокращается число свободных полостей, ибо они запол­няются и ионами, и молекулами НгО. В результате, ионы не задерживаются в полостях. Кроме того, при высоких температурах разрушается каркас, из него высвобождаются ионы, попавшие туда ранее при тепло­вом движении. Общее число ионов возрастает. Все это и приводит к увеличению числа носителей заряда, т. е. к росту электрической проводимости.

Посмотрим теперь, что же удается объяснить меха­низмом, который мы назвали «гость в клетке».

Если птичка попала в клетку, то летать ей удастся только внутри клетки, перелеты на большие расстояния уже невозможны. Раз ион попал в полость каркаса и там стабилизировался, то он уже не сможет участво­вать в процессе переноса электрического заряда через раствор. А это значит, что электрическая проводи­мость раствора уменьшится.

Когда мы смотрим на птичку в клетке, то обычно сосредотачиваем внимание на птичке, а не на клетке. Применительно к иону, попавшему в полость каркаса, надо поступить наоборот. Следует вспомнить, что каркас принадлежит льдоподобной фазе воды, доля этой фазы в общем объеме воды незначительна, сама фаза — рыхлая, плотность ее вдвое меньше, чем у остальной воды. Значит, ион, попадая в клетку — полость, мало того, что сам не занимает свободного объема,— уплотняя собой каркас, он к тому же дает возможность молекулам НгО из своей бывшей «шубы» занять место в плотной аморфной фазе. Поэтому плот­ность воды возрастает.

Высвобождение молекул воды из «шубы» иона, конечно же, приводит к увеличению скорости раство­рения солей.

Подобным же образом можно рассмотреть все известные достоверные эффекты магнитной обработки и убедиться, что их нетрудно объяснить механиз­мом «ион в клетке». Ну, например, если ион попал в клетку-полость и тем самым ее стабилизировал, то это должно облегчать процесс затвердевания и затруд­нять процесс испарения.

Все изменения свойств, которые мы объясняли меха­низмом «ион в клетке», относятся к оптимальным усло­виям магнитной обработки. Но как объяснить сам факт появления таких условий?

В разделе 2.3 мы говорили о том, что с ростом кон­центрации электролита эффект сначала возрастает, а затем уменьшается. Очевидно, при нулевой концентра­ции ионов число пустых клеток-полостей максимально. Первые попавшие в полости ионы создают эффекты магнитной обработки. Чем раствор концентрированнее, тем больше ионов, выше вероятность их попадания в полости, заметнее эффект. Но по мере роста концент­рации электролита число свободных полостей сокра­щается, так как они постепенно заполняются ионами вследствие их теплового движения. Поэтому умень­шается и эффект магнитной обработки. Поскольку основную роль играют ионы, важна концентрация именно ионов, а не электролита. Если в растворе хлорида натрия (сильный электролит, степень диссо­циации близка к 100 %) предельная концентрация, выше которой плотность перестает возрастать, состав­ляет один процент соли, то в фосфорной кислоте (сла­бый электролит, степень диссоциации 2 %) этот предел не обнаружен вплоть до концентрации кислоты 70 %.

Мы отмечали также, что эффекты магнитной обра­ботки возрастают при повышении температуры до 60—80 °С, а затем начинают уменьшаться. Как это сказывается на взаимодействии иона с клеткой — полостью? При повышении температуры растут скоро­сти ионов, растут и геометрические размеры полостей, значит, ионы чаще попадают в полости, эффекты воз­растают. Но при достаточно высоких температурах доля льдоподобного каркаса начинает резко сокращаться,’ поэтому эффекты магнитной обработки уменьшаются.

К оптимальным условиям относятся магнитная индукция и скорость потока, но об этом мы скажем далее.

Эта фраза принята в радиоразговоре. Абонент, нахо­дящийся, возможно, на большом удалении, должен ответить: «Вас понял! Прием!» Этим он подтверждает, что понял текст и свое дальнейшее поведение будет соотносить с полученной информацией.

Почему мы здесь завели речь о радиоразговорах? Да потому, что по мнению ряда ученых живые орга­низмы — от бактерий до высших позвоночных — обме­ниваются информацией посредством радиоволн, т. е. электромагнитных полей (но с частотой более высо­кой, чем волны используемого в радиотехнике диапа­зона). Прямых экспериментальных доказательств на этот счет пока что нет, но для объяснения всей совокупности имеющихся фактов предлагают восполь­зоваться именно этой гипотезой. Статьи, которые сейчас печатают серьезные академические журналы, несколько лет тому назад были бы уместны лишь в сборниках научной фантастики. Расскажем об этой удивительной гипотезе чуть подробнее.

Считают, что в живых организмах есть органы связи и управления. (В отношении млекопитающих это не вызывает сомнения, но применительно к простей­шим — выглядит смело.) Если начинают изменяться условия жизнедеятельности всего организма, то начи­нают перестраиваться органы связи и управления. Связь осуществляется электромагнитным полем такой частоты, где в природе меньше помех — 5- Ю’2 Гц. Вы­сокая частота позволяет передавать большой объем информации.

Получив информацию по каналу связи, орган управ­ления таким же путем подает команду «вниз», т. е. от­дает распоряжения, как вести себя в новых, изме­нившихся условиях. Эта административно-командная система не свободна от бюрократизма: решения при­нимаются не сразу, а после неоднократных сигна­лов «снизу». На слабые и редкие сигналы «верх» не реагирует, вследствие чего система в целом обладает определенной устойчивостью, и это позволяет ей выдер­живать некоторые изменения внешних условий без се­рьезных перемен в самой системе. Но если сигналы сильные, частые, связанные, например, с повреждением организма, болезнью и т. п., то «верх» начинает на них реагировать. Он отдает команды всем системам организма о перестройке в новых условиях функциони­рования.

Эта фантастическая на первый взгляд гипотеза позволяет объяснить, почему, действуя на организм электромагнитными полями миллиметрового диапазона, можно подготовить его по отношению к последующим опасным воздействиям. Подготовленные (лучше ска­зать — предупрежденные) организмы легче переносят и травмы, и болезни. Например, мыши после сеанса облучения электромагнитным полем переносят действие рентгеновского облучения в дозах, которые обычно для них губительны. В чем причина такой трени­ровки? Органы управления («верх») по ошибке при­нимают внешние сигналы за свои (т. е. сигналы «снизу») и дают соответствующие команды. Таким образом, электромагнитное поле выполняет функцию носителя информации о биологических процессах. Принято говорить, что поле несет биоинформационную функцию.

Конечно, млекопитающие — существа с высокой организацией, для них реакция тренировки может быть объяснена и так, и как-либо по-другому. Но что сказать об обособленных клетках, которые в массе других клеток способны находить себе подобные? Так, эритроциты животных одного вида, помещенные в смесь других эритроцитов, распознают друг друга: они притягиваются, соединяются мостиками. Как они обмениваются информацией? Ведь у эритроцитов нет ни глаз, ни ушей…

Лягушка обладает явно выраженными органами чувств. Поставим вопрос применительно к лягушке: как передается у нее возбуждение от одного нерва к другому? Сформулируем этот вопрос еще четче: каким образом информация от конечности лягушки достигает ее головы? В 1939 г. Б. В. Краюхин устано­вил, что при механическом раздражении одиночного нервного волокна лягушки возникает электромагнитное поле: в индукционной катушке, расположенной рядом с нервом, появлялся ток. Тут уместно вспомнить Л. Гальвани, который в 1791 г. обнаружил сокращение нерва лягушки при прикосновении металлического предмета. Тогда, 200 лет тому назад, Гальвани объяс­нил этот феномен «животным» электричеством. Потом было доказано, что никакого животного электри­чества нет. Теперь мы должны признать, что Гальвани, пожалуй, был довольно близок к истине.

Согласно законам электродинамики, переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, а то, в свою очередь,— переменное электрическое поле. Если эффекта магнитной обработки можно до­стичь при использовании переменного магнитного поля, это значит, что одновременно будет воздействовать и переменное электрическое поле. В зависимости от способа воздействия электрическая составляющая мо­жет быть относительно большой или относительно малой, то же самое можно сказать и о магнитной составляющей.

Д. Коэн обнаружил, что в области брюшной поло­сти человека, после того как он выпьет холодной воды, возникает постоянное магнитное поле с индукцией 2-ю-‘0 и постепенно убывает до нуля (точнее, до порога чувствительности измерительного прибора) в течение часа. Если испытуемый не только пил, но и ел, то поле сохраняется дольше: через час индукция составляет 0,8-Ю-10 Тл. Если испытуемый голодал в течение трех суток, то приборы совсем не показывают постоянного поля, а фиксируют только слабое перемен­ное электромагнитное поле с частотой 0,05 Гц. Полу­ченные экспериментальные факты позволяют думать о возможности создания нового метода диагностики — гастромагнетизма.

Электромагнитное поле создается и человеческим мозгом. Вот если бы удалось расшифровать сигналы этого поля! Тогда возникла бы заманчивая перспектива по созданию прибора для улавливания человеческих мыслей. Если бы подобным прибором обладал Д’Ар- таньян, он бы наперед знал о всех кознях кардинала Ришелье. Такой прибор был бы крайне полезен дипло­матам, разведчикам, контрразведчикам и т. д. Сообще­ния о научно-исследовательских работах, проводимых в этом направлении, время от времени появляются в печати. В газете «Труд» от 12 марта 1980 г. была помещена статья о работах такого рода, ведущихся в Ленинграде.

А еще заманчивее научиться влиять на мысли человека! Правда, эти направления работ вступают в противоречие с этическими нормами, однако не исклю­чено, что где-то подобные исследования ведутся. Зато нет противоречия с законами электродинамики: поле внешнее складывается с полем внутренним, резуль­тат сложения (суперпозицию) двух полей можно рассчитать теоретически. Слабое внешнее поле будет стимулировать усиление поля собственного. Вспомним мышь, которую сигналами электромагнитного, поля предупреждали о грозящей опасности рентгеновского облучения. Методы использования электромагнитных полей в лечебных целях фактически сводятся к стиму­лированию защитных реакций организма. А в основе лежит создание внешнего сигнала, который система управления принимает за свой.

Чтобы организм принял внешний сигнал за свой, этот сигнал должен быть таким же слабым, как и внутренний. Если же внешний сигнал слишком сильный, то результатом суперпозиции полей станет расстройство и выход из строя всей системы информации и управле­ния организма. Приведем несколько примеров.

Вот какое сообщение было сделано на одной из конференций по биологическому действию магнитных полей. Несколько человек подвергали сеансу гипноза, им внушали, что они видят своих родных или близких. Лица пациентов, находящихся в гипнотическом сне, выражали игру чувств. Но тут к затылку подносили магнит—лица пациентов сразу же становились безу­частными. Была и контрольная группа, к ним не подно­сили магнит. После завершения сеанса гипноза паци­енты первой группы жаловались на головную боль, а в контрольной группе жалоб не было.

Работающий радиопередатчик искажает геомагнит­ное поле. Стая птиц, пролетающих мимо, обязательно распадается вблизи передатчика, но затем — вдали от него — вновь собирается вместе и летит в прежнем направлении. В домах вблизи телецентров нет мышей и крыс — они тоже не любят столь сильных помех.

Сильные изменения магнитных полей возникают в самолетах, с большой скоростью пересекающих геомаг­нитное поле. Если в самолетах имеются массивные ферромагнитные предметы, например пулемет, пушка, возмущения поля будут вихревыми. Лица, обслуживаю­щие это оружие, подвергаются особенно интенсивному воздействию, угнетающему организм. А оно еще усили­вается от радиопомех, создаваемых противником. И вот уже в печати появляются сообщения, что на самолетах ВВС США устанавливают специальные за­щитные устройства для уменьшения чувства усталости летчиков и стрелков. Такая защита, конечно, полезна и гражданским летчикам.

Что это за чудо такое — «омагниченная» вода?

Говорят, ее применяют чуть ли не во всех отраслях промышленности и повсеместно она дает удивительные и неизменно положительные результаты. Пишут об употреблении «омагниченной» воды в медицине, где ею лечат чуть ли не все болезни. Сообщают об использова­нии ее в сельском хозяйстве, где отмечают повышение урожайности любых культур.

Даже непредубежденного человека насторожат такие слова: повсеместно, все, любые. Как будто най­дено некое универсальное средство, о котором недавно даже не подозревали. Интересно послушать и теорети­ков: они утверждают, что никаких особых свойств у «омагниченной» воды нет и быть не может, все раз­говоры об успехах ее применения — чистый вздор. Из-за отсутствия разумного объяснения странных свойств «омагниченной» воды долгие годы многие счи­тали спорным сам факт существования такой воды (да и сейчас некоторые считают).

Но если с помощью простого магнита можно обыкно­венную воду сделать чудесной и необыкновенной, то почему бы не попробовать «омагничивать» другие вещества? И вот уже появляются сенсационные сообще­ния об изменении свойств бензина под действием маг­нитного поля, и иные автолюбители пытаются превра­тить дешевый бензин в дорогой, подобно тому как сред­невековые алхимики надеялись превратить в золото свинец. Могут ли они рассчитывать на успех?

Где тут правда и где вымысел?

В этой книге сделана попытка дать ответы на много­численные и разнообразные вопросы, связанные с маг­нитной обработкой воды. Если читатель останется не­удовлетворенным либо захочет подробнее ознакомить­ся с проблемой, то может это сделать, воспользовав­шись списком рекомендуемой литературы. А если пожелает что-то проверить сам, то сможет это осу­ществить, приобретя устройства для «омагничивания» воды, которые имеются в свободной продаже и описа­ние которых дано в этой книге.

Если вам доводилось быть в открытом море, то у вас, вероятно, надолго сохранилось удивительное ощущение бескрайности. Куда ни посмотришь — всюду только вода. Линия горизонта совершенно ро’вная. Тот, кто видит это впервые, обычно испытывает некоторое бес­покойство, ибо человек в открытом море, действительно, подобен песчинке.

Две трети поверхности Земли занимают моря и океаны. В них сосредоточено 1,5-1021 кг воды — внуши­тельное количество, но давайте сопоставим его с числом молекул. Если в маленький флакончик из-под пробных духов налить 18 см3 воды, то там будет 6-10 моле­кул Н20. Так что все познается в сравнении.

Вода совершает круговорот в природе. С поверх­ности морей и океанов вода интенсивно испаряется, образуя облака. Из туч вода проливается снова на Землю, просачивается сквозь почву, образуя немалых размеров подземные резервуары пресной воды. А из них берут начало реки. Приведем здесь годовые стоки неко­торых рек (в кг): Нева — 8,2-10’\ Волга — 2,6-10й, Енисей — 6,2- 10’4, Амазонка — 5,0-1015.

Пока мы говорили о так называемой свободной воде. Бывает вода и в связанном состоянии, когда молекулы НгО жестко соединены с другими химиче­скими веществами и приобретают свободу передвиже­ния лишь при термическом разложении соединения. Так, при плавлении 1м3 гранита выделяется 26 кг воды. В некоторых солях вода составляет более половины массы, например в фосфате натрия (в форме кристалло­гидрата) 60 % приходится на воду. Растения, живот­ные, человек — все они содержат много связанной воды. В костях, например, до 20 % воды, в нервных клетках — свыше 80 %.

Вода имеется и в космосе. Данные радиоастрономии свидетельствуют о наличии огромных водяных облаков протяженностью в десятки астрономических единиц (одна такая единица равна расстоянию от Земли до Солнца). В метеоритах, падающих на Землю, находят кристаллы льда. 8 мая 1970 г. в районе города Яготин Киевской области с ясного неба упала глыба льда массой 16 кг.

Ввиду столь большой распространенности в природе вода стала эталоном многих физических свойств. Плот­ность и вязкость воды приняты за единицу. Темпера­тура затвердевания воды принята за ноль, а темпера­тура кипения — за 100 градусов (по шкале Цельсия). Широко распространенная до недавнего времени еди­ница измерения тепловой энергии — калория опреде­лялась как количество теплоты, требуемое для нагре­вания 1 г воды на 1 градус Цельсия.

Человек создал о воде немало пословиц и поговорок. Обычно считают, что в таких изречениях закреплена народная мудрость, в них утверждается истина. Так бывает часто, но — не всегда. Известна поговорка: «похожи, как две капли воды». Пока химики считали, что воде соответствует единственная формула НгО, с этой поговоркой можно было согласиться. После того, как у большинства химических элементов, в частно­сти у водорода и кислорода, были открыты изотопы, стало ясно, что поговорка неверна. Для воды можно написать 42 формулы. Наиболее распространена вода с изотопами кислорода: в обычной воде содержится 99,7 % ‘Н2,60; 0,20 % ‘Н2,80; 0,04 % ‘Н2,70. В значи­тельно меньших количествах имеется дейтериевая вода 2Н2160 (D20) и тритиевая вода 3Н2160 (Т20). Наличие тяжелых изотопов водорода существенно изменяет фи­зические свойства воды, которую называют в таком случае тяжелой. Для D20 температура плавления равна —3,8 °С, температура кипения 101,4 °С, а для Т20 соответственно —9,0 °С и 104,0 °С.

Люди широко применяют воду для удовлетворения своих разнообразных нужд. Огромные количества воды расходуют в промышленности, например в пищевой (на получение 1 т сахара — 100 м3 воды), целлюлозно — бумажной (на 1 т бумаги — 200 м3 воды), текстильной (на 1 т пряжи — 1000 м3 воды), в металлургии (на 1 т алюминия— 1000 м3 воды).

Воду применяют не только для охлаждения и про­мывки, но и для приготовления растворов, эмульсий, суспензий. Водными суспензиями являются бетон и другие строительные связующие — словом, не будем говорить, что большинство современных зданий по­строено на воде, но без воды их не было бы.

Огромны расходы воды в сельском хозяйстве. В на­шей стране на орошение 1 гектара земли в засушливых районах затрачивают 12000 м3 воды. Сельское хозяй­ство СССР потребляет воды в полтора раза больше, чем промышленность.

Много воды расходуется на повседневные нужды человека, причем она должна быть пресной и очищен­ной от всяких примесей. Еще в Древнем Риме водо­провод поставлял ежедневно до 3 л чистой воды на каждого жителя, а в современных городах потребление воды достигает: в Москве — 600 л, в Париже — 500 л, в Ленинграде — 300 л (сюда входит поливка улиц, мытье транспорта и т. п.). Но если говорить только о том количестве воды, которое человек должен упо­треблять ежедневно для поддержания жизни, то это всего 2,5 л. Водопровод античного Рима обеспечивал эту нужду с избытком. С другой стороны, за 60 лет жизни человек выпивает 50 м воды — железнодорож­ную цистерну…

Вода используется в разнообразных приборах и устройствах. Она крутит колеса водяных мельниц и роторы гидротурбин. В античной Греции были изве­стны водяные часы — клепсидры, аналогом которых являются песочные часы. Греки ставили клепсидру в суде: обвинителю и защитнику отводили одинаковое воемя, которое измеряли по объему вытекающей воды. Й в наши дни, бывает, председатель собрания преры­вает не в меру разговорившегося оратора словами: «Ваше время истекло!»

Вода не только самое распространенное вещество, но и наиболее изученное. О ней написано много томов, мы ограничимся перечислением основных фактов, чуть подробнее останавливаясь на том, что будет нужно в следующих главах. А в заключение приведем срав­нение, принадлежащее французскому ученому Р. Ко­лю. Если Землю представить в виде шара диаметром 10 м, то воды морей и океанов составят шар диаметром 80 см, полярные льды уместятся в небольшом ведре, пресные воды — в бутылке из-под лимонада, а подзем­ные воды — в стакане.

Такой потешный сюжет часто показывали в старых комедийных фильмах. Толстый и тонкий торопятся пролезть в какой-нибудь узкий проход, в щель в заборе

Например. Тонкому этот маневр удается, а вот толстый обязательно застрянет. И если за героями киноленты гонится собака, то она нанесет немалый урон застряв­шему толстяку. Оказавшийся в нелепом положении, атакуемый собакой, толстый напрягается и, сломав забор, все-таки освобождается. Кинозрители обычно смеялись.

А что же наши гости-ионы, попавшие в клетки — полости? Если гость «тонкий», т. е. его размеры меньше размеров полости, то, попав в полость, он через какое-то время и выйдет без осложнений. А вот «толстый» гость, размеры которого больше размеров полости, обязательно застрянет. Нет, не навсегда, вскоре он выберется на свободу, но при этом будут разрушены не только данная полость, но и соседние. Таким обра­зом, «тонкие» ионы — с малым радиусом — льдоподоб — ный каркас стабилизируют, а «толстые» — с большим радиусом — разрушают.

В разделе 1.4 ионы, которые мы здесь называем «тонкими», именовались положительно гидратирован- ными, а «толстые» — отрицательно гидратированными. К «тонким» относится большинство катионов, за исклю­чением Rb + , Cs+, Ва2+, а также сложных катионов, например, NH^ Анионы, напротив, относятся к «тол­стым» (кроме F-).

Таким образом, a priori можно предполагать, что в группе растворов солей NaF—NaCl—NaBr—CsBr наибольший эффект будет у фторида натрия, а у бро­мида цезия эффекта не будет вовсе. Подтверждение этому получено недавно в опытах по измерениям элект­рической проводимости и поверхностного натяжения.

К «тонким» относятся и молекулы воды, которые также могут попадать внутрь полостей каркаса вслед­ствие теплового движения. Но это не влияет на те свой­ства, которые изменяются при магнитной обработке. Например, электрическая проводимость не может изме­ниться, ибо молекулы НгО электронейтральны. Зато молекулы НгО, занимая свободные полости каркаса, препятствуют попаданию туда ионов. Так как в разбав­ленных растворах молекул НгО значительно больше, чем ионов, то такой процесс, если бы он осуществлялся, свел на нет все эффекты магнитной обработки. Однако в тепловом движении, согласно континуальной модели строения воды, участвуют не свыше 10 % молекул НгО. Если бы было по-иному, мы не замечали бы и влияния ионов на свойства воды при обычных (без магнитной обработки) условиях, например, графики на рис. 5 не имели бы точек перегиба.

Из предыдущего раздела видно, что при каких-то больших магнитных индукциях живым организмам вообще и человеку в частности может быть нанесен ущерб. При каких именно?

Порог опасной индукции зависит от того, какое поле воздействует — постоянное или переменное. Для пере­менного поля существенны еще две характеристики — частота и мощность. Дело в том, что электромагнитное поле высокой частоты в значительной мере погло­щается веществом, т. е. часть энергии поля превра­щается в теплоту. Мы здесь для упрощения ограни­чимся только магнитной индукцией.

Вот что показывают результаты непосредственных экспериментов. Двигательная активность крыс, находя­щихся в постоянном магнитном поле с В = 0,02 Тл, возрастает в 2 раза, а в поле с В — 0,2 Тл — в 3 раза. Если воздействовать на животных даже слабым (В — = 0,02 Тл) полем в продолжение 10 мин, то наблюда­ется замедление кровотока, который, однако, впослед­ствии восстанавливается до нормального уровня. Но если поле действует непрерывно в течение суток, то наблюдаются дистрофические изменения головного мозга, масса которого к тому же уменьшается. При 4-часовой экспозиции полем В = 0,1 Тл изменения в клетках тканей подопытных животных наблюдаются даже спустя 6 месяцев.

Описаны опыты по выявлению влияния магнитного поля на выработанные у крыс условные рефлексы. Постоянное поле с В = 0,02 Тл не влияет на эти реф­лексы, с В = 0,05 Тл изменяет их, переменное поле с В = 0,05 Тл также приводит к изменениям, причем не сразу, а спустя 15—20 мин после экспозиции.

По отношению к человеку принят порог допустимого длительного воздействия для постоянного магнитного поля В = 1 Тл, для переменного (частотой 50 Гц) поля В = 0,05 Тл. Серьезные изменения (патология) при воздействии переменного поля отмечаются, начи­ная с В = 0,1 Тл.

Приведенные значения индукций нельзя рассматри­вать как неизменные. Взрослый и здоровый организм обладает устойчивостью к всевозможным изменениям среды обитания — так называемой резистентностью. Различают три типа реакций организма: тренировки, активации и стресса. Магнитное поле с малой индук­цией вызывает реакцию тренировки, поле со средней индукцией — реакцию активации, с высокой — реакцию стресса. Однако, если периодически воздействовать по — лем на организм, то происходит приспособление (адап тация): понижается уровень ответных реакций. Тогда даже на поле с высокой индукцией организм отвечает реакцией активации, а не стресса. Иными словами, нет сильных, губительных изменений. Но если адапта ция невозможна или затруднена (вследствие болезни или других причин), то начинается угнетение организма. Приведем шкалу магнитных индукций (Тл):

103 — атомы (силы внутриатомного взаимодействия) 102 —сверхпроводящие магниты 10′ — циклотрон, синхрофазотрон 10° — постоянные магниты

10"’ —магнитные аппараты для обработки воды в технике

Ю-2 — магнитные аппараты для медицинских целей

Ю-4 — геомагнитное поле

Ю-7 — собственное магннтиое поле растений

Ю-" — собственное магнитное поле сердца человека

Ю-12 — собственное магнитное поле мозга человека

10т 14—предел чувствительности современной аппаратуры

Одна из характеристик действия поля на человека — его субъективные ощущения. Некоторые люди ощущают поле по покалыванию кончиков пальцев рук, другие — как свечение (так называемый магнитофосфен). В боль­шинстве случаев человек реагирует на постоянное магнитное поле с В = 0,08 Тл, на переменное (часто­та 10 Гц) поле с В = 0,03 Тл. В связи с этим гигиенисты склонны считать допустимым для человеческого орга­низма индукцию В <!0,05 Тл в постоянном поле и В 0,005 Тл в переменном — при условии длитель­ного пребывания. При кратковременных контактах эти пределы возрастают, но не должны превышать В = 1,0 Тл в постоянном поле и В = 0,1 Тл в переменном Индукция созданных человеком так называемых антропогенных магнитных полей в тысячи и миллионы раз выше, чем индукция поля Земли. Земные орга­низмы, в том числе и человек, вынуждены к ним приспо­сабливаться. Но вопрос об отдаленных последствиях воздействия столь сильных полей тревожит ученых.

Другое направление перспективных исследований — влияние магнитных полей космического пространства, оно связано с предстоящими полетами на Марс, с вы­ходом человека в открытый космос. Уже очевидно, что живые организмы — особенно сложные — имеют нема­лые резервы своей защитной системы.

Вода является наилучшим растворителем: в ней в той или иной степени растворяются почти все неорга­нические вещества и немало органических.

В морях и океанах находятся в растворенном состоя­нии свыше 60 элементов периодической системы. Так, золота в Мировом океане содержится столько, что если его полностью извлечь, то на каждого жителя Земли достанется по 3 килограмма. Казалось бы, много. В предыдущем разделе мы указывали, сколько воды содержит мировой океан. Если поделить все золото на объем воды в океане, то получим концентрацию 0,01 мг/м3 воды. При такой концентрации и нынешнем уровне техники добывать золото из океана нерацио­нально. Для сравнения приведем другую цифру: уран добывают при концентрации свыше 2 мг/м3 раствора.

Водопровод в Древнем Риме был выложен изнутри свинцом. Протяженность водопровода составляла 443 км. Расход воды, как мы уже указывали,— до 3 л на каж­дого жителя ежедневно. В этой воде, конечно, поне­многу растворялся свинец, и жители Вечного Города получали с пищей избыточное количество этого тя­желого и ядовитого металла. Как показали археоло­гические раскопки, кости древних римлян, действи­тельно, имеют повышенное содержание свинца. Воз­можно, отравление свинцом было причиной смерти многих жителей Древнего Рима.

Вода легко поглощает газы, в том числе и такие, которые при соединении с водой образуют кислоты, а кислая вода обладает повышенной растворяющей способностью. В кислотах, например, растворяются (правильнее сказать: с кислотами взаимодействуют) металлы.

На некоторых металлургических и химических пред­приятиях, где плохо ведется газоочистка, из труб идет цветной дым. Дым рыжего цвета в обиходе называют «лисьим хвостом» — это газ NO2 (вместе с несгорев — шими частицами). Соединяясь с парами воды, оксид азота(IV) образует в атмосфере смесь кислот:

2N02 + H20 = HN03 + HN02.

Потом с росой или дождем азотная HNO3 и азоти­стая HNO2 кислоты попадают на землю, вызывая повышенную коррозию металлических изделий.

В газовых выбросах ряда предприятий содержится оксид серы(IV), который с парами воды образует сернистую кислоту:

S02 + H20 = H2S03.

Выпадающий в городе дождь содержит некоторое количество сернистой кислоты, а также серной, обра­зующейся из оксида серы(VI). Дождь может быть и радиоактивным, если облако встретит на своем пути радиоактивные газовые выбросы. Наконец, дождевая вода содержит и растворенные соли в количестве до З мг на 1 дм3 воды. Таким образом, дождь и снег не могут быть примером чистого вещества.

В чистой воде водородный показатель рН должен быть равен 7,0. Именно таким мы вправе его ожидать в дистиллированной воде. Однако в действительности вода реагирует с СОо, содержащимся в воздухе:

С02 + Н20 = Н2С03.

Наличие угольной кислоты Н2СО3 обусловливает слабокислую реакцию дистиллированной воды: рН = = 6,54-6,0.

Но если вода хотя бы частично растворяет стенки сосуда, в котором она находится, то даже дистилли­рованная вода может считаться чистой лишь в самом первом приближении. Гораздо чище дважды дистил­лированная вода (бидистиллят), еще чище — трижды дистиллированная (тридистиллят). В 1894 г. Ф. Коль — рауш получил воду, которая до настоящего времени является рекордно чистой: он проводил дистилляцию 42 раза подряд, причем держал воду в сосуде, с которым работал до этого в течение 10 лет и из которого, таким образом, перешло в воду максимум возможного. Сте­пень чистоты определяют по электрической проводи­мости; вода, полученная Кольраушем, имела проводи­мость в 100 раз меньше, чем обычная дистиллиро­ванная.

Вода, в которой растворено какое-то вещество, естественно, отличается по своим свойствам от чистой воды. Известно, например, что этиловый спирт хорошо растворяется в воде. При этом некоторые свойства воды изменяются незначительно: она остается прозрач­ной, маловязкой жидкостью. Зато изменяются запах, вкус, плотность, температура затвердевания и многие другие свойства. На рис. 1 показано, как изменяется такая характеристика, как скорость звука и. По мере добавления спирта к воде величина а — начиная с 20 % спирта — линейно уменьшается. Это кажется вполне естественным, так как для воды « = 1485 м/с, для спирта «=1173 м/с.

Если же добавлять к воде поваренную соль (хло­рид натрия), то величина и начнет возрастать, и это

Тоже кажется вполне естественным, ибо для моно­кристалла соли « = 4500 м/с. Однако, если сравнить разные соли, например группу бромидов щелочных металлов (рис. 2), то обнаружим странное явление: добавление некоторых солей вызывает понижение ско­рости звука. В монокристаллах таких солей (их извест­но более двух десятков) скорость звука выше, чем в воде, но меньше, чем во льду (для льда ы = 3800 м/с). Во всех остальных случаях скорость звука в кристаллах раство­ренных солей больше, чем во льду. Поэтому мы должны сделать вывод, что при растворении солей в воде су­щественное значение имеет лед, который, следова­тельно, присутствует в виде обособленной фазы.

— Хорошо,— возражают нам оппоненты.— Пусть под действием магнитного поля ионы попадают в клетки-полости, создавая тем самым эффекты магнит­ной обработки. Но ведь сила Лоренца не изменяет энергию иона, значит, в полости будет попадать ионов столько же, сколько и без магнитного поля. Как же тогда отличить эти два состояния?

Похоже на то, что принципиально невозможно обнаружить действие магнитного поля. Вот почему этот вопрос самый главный.

Для того чтобы правильно ответить на этот глав­ный вопрос спора, надо попытаться сформулировать его как-нибудь иначе. Например, будут ли оказывать иа раствор одинаковое действие силы, равные по вели­чине, но разные по природе. Действие сил Лоренца ¥ч и Кулона F3 различно — это установлено опытным путем. Значит, сила Лоренца обладает какой-то уди­вительной особенностью, и поэтому надо учитывать не только ее размер, но и еще какое-то свойство. Какое именно?

В разделе 3.3 мы указывали на искривление траек­тории движущегося заряда под действием силы Лорен­ца, причем радиус возникающего кругового движения измерялся как r = mv/qB. Разумеется, на те ионы, которые уже находятся внутри клеток-полостей каркаса и на какое-то время там стабилизированы, магнитное поле не влияет из-за большой инертной массы каркаса. Каркас-то состоит из молекул НгО, которые своей траектории в поле не меняют! Поэтому полостные ионы вместе с потоком беспрепятственно проследуют через зону действия магнитного поля. Но на ионы, которые находятся в состоянии движения, магнитное поле, безусловно, влияет, заставляя их двигаться криволи­нейно. Такое криволинейное движение будет осуществ — литься до тех пор, пока ион не столкнется с другим ионом либо с вакантной полостью каркаса.

Сопоставим две длины: путь свободного пробега иона / (т. е. его путь от столкновения до столкно­вения) и длину окружности 2лг. Если //2лг<1, то ионы, совершая неполное круговое движение, пере­мещаются через зону действия магнитного поля, но перемещение длительнее, чем без поля, ибо траекто­рия движения не прямолинейная. Поэтому в зоне действия поля увеличивается концентрация ионов, а это приводит к увеличению числа ионов, попадаю­щих в полости. Возникает эффект магнитной обра­ботки.

Если //2лг=1, то во время своего свободного про­бега каждый ион совершает полный оборот по окруж­ности. Концентрация ионов в зоне действия поля не изменяется, эффект магнитной обработки не проявля­ется.

Нет эффекта и при условии //2лг = 0. Подставив значение В = 0 в формулу (4), получим г— сю. А если длину свободного пробега разделить на бесконеч­ность, то получим ноль.

Таким образом, условие проявления эффектов маг­нитной обработки следующее: 0<//2лг<1.

Надо подробнее сказать и о том, что происходит при условии //2лг^>1. В этом случае ионы устраи­вают настоящий хоровод вокруг магнитных силовых линий. В начальном участке зоны магнитного поля резко возрастает концентрация ионов. Правда, очень скоро она начнет уменьшаться, а начальный узкий участок станет как бы рассасываться, распространяясь на всю зону магнитного поля. Все же концентрация ионов останется довольно большой, ионы будут часто сталки­ваться с каркасом, и от таких частых ударов из поло­стей каркаса начнут высвобождаться ионы, попавшие туда ранее, например вследствие теплового движения. Уменьшение числа ионов в полостях вызовет появление эффектов обратного знака, например, электрическая проводимость не уменьшится, а возрастет.

Таким образом, будет или не будет возникать эффект магнитной обработки, каков окажется знак такого эффекта — зависит от отношения //г, т. е. от того, какие именно ионы находятся в растворе (каковы их масса, заряд, концентрация, скорость), и от значения магнитной индукции. Различное сочетание всех этих факторов может привести к совершенно противопо­ложным результатам. Поэтому в каждом конкретном случае приходится подбирать оптимальные условия магнитной обработки.

Пусть, например, в производственных условиях нашли для какого-то раствора такие оптимальные условия и добились весьма заметного полезного эффек­та. Но затем заменили насос, который прокачивал раствор по трубопроводу,— и скорость потока умень­шилась втрое. Можно не сомневаться, что уменьшится и эффект магнитной обработки. Для того чтобы его вернуть, надо, согласно формуле (4), уменьшить маг­нитную индукцию также в три раза.

Зависимость любого эффекта магнитной обработки для раствора, содержащего ионы только одного вида, от магнитной индукции имеет вид кривой с макси­мумом, ибо при увеличении или уменьшении индукции нарушается оптимальное соотношение 1/2пг. В природ­ных и технических водах, где имеется много «тонких» ионов, обычно наблюдают несколько максимумов. Эта так называемая полиэкстремальность неодно­кратно подвергалась сомнению, потому что, казалось бы, требовала для своего объяснения некоего резонан­сного механизма. Как видим, резонанс тут не причем.

А теперь подумаем о роли реверса. Опыт показы­вает, что реверс усиливает эффекты действия магнит­ного поля. В магнитных аппаратах, предназначенных для обработки концентрированных растворов, создают четыре, а то и восемь реверсов. Каков же механизм действия реверса?

Мы уже отмечали, что электромагнитодинамическое движение ионов приводит к их концентрации вблизи стенок трубопровода. Ионы, сгрудившиеся вблизи стенок, не участвуют в игре «гость в клетке». После реверса направление магнитных силовых линий оказы­вается противоположным. В зоне действия поля после реверса ионы также стремятся собраться у стенки, но для этого им надо перебраться на противополож­ную сторону трубопровода. На этом длинном пути ионы неизбежно будут сталкиваться с каркасом и попадать в клетки-полости. Итак, реверс способству­ет вовлечению в игру таких ионов, которые из игры вышли.

Будем считать, что игра «гость в клетке» на самом деле не игра, а служба иона или его работа. В таком случае можно сказать и по-другому: реверс заставляет работать тех, кто от работы увиливает.