Семинар «Чижевский—120: идеи ученого в современной науке» 13 декабря 2017 года состоялся в ИКИ РАН.

15 Дек 2017

Короткая научная сессия была посвящена обзору современных результатов в области гелиобиологии, исследованиям влияния солнечной активности и геомагнитных факторов на здоровье человека и основоположнику этого направления — Александру Леонидовичу Чижевскому. В 2017 году со дня его рождения исполнилось 120 лет.

Александр Леонидович Чижевский (1897—1964 гг.) — естествоиспытатель и биофизик, исследователь, впервые предположивший, что между солнечной активностью (о которой можно было судить по числу солнечных пятен) и процессами, происходящими на Земле, может существовать физическая взаимосвязь. Его имя редко упоминается в числе пионеров космической эры, хотя он был одним из первых, кто понял, что между Землей и космосом нет непроницаемой преграды, и попытался исследовать взаимосвязи между ними методами статистики. И это только одна часть его научного наследия, которое сегодня относят к биофизике.

Коротко о биографии и основных результатах А.Л. Чижевского рассказал Александр Голованов, президент благотворительного фонда поддержки и  пропаганды отечественного научного наследия «Гелиос».

Влияние солнечной активности (космической погоды) на биологические процессы в среде обитания — научное направление, которым ученый увлекался еще в юности и в котором впервые добился успеха. Он первым начал изучать проблему статистическими методами во всей ее полноте: от показателей жизнедеятельности бактерий до индексов, характеризующих область психики и социальных процессов.

Помимо этого ему принадлежит исследование роли отрицательных аэроионов в процессах жизнедеятельности и как экологического фактора. В этой области Чижевский реализовал полный исследовательский цикл: от опытов, продемонстрировавших обязательность присутствия аэроионов для поддержания жизни, до медицинских приложений (известна так называемая «люстра Чижевского»).

Наконец, А.Л. Чижевский провёл структурный анализ эритроцитов крови. Примечательно, что практически все исследования по этой теме А.Л. Чижевский  провел, находясь в заключении (с 1942 по 1950 гг. ученый был в исправительно-трудовых лагерях и в ссылке).

Большая часть сообщений на научной сессии была посвящена первому направлению. Сегодня эта область — исследований влияния геомагнитных факторов на биологические объекты — получила название гелиобиология, и существенно изменилась со времени А.Л. Чижевского. Огромную роль в этом сыграли космические аппараты, которые позволили изучать околоземное пространство непосредственно и наблюдать за Солнцем из космоса.

«Многие идеи Чижевского надо пересматривать методологически», — подчеркнула Татьяна Зенченко, сотрудник ИКИ РАН и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, рассказывая о современном понимании того, почему и как солнечная активность может влиять на человеческий организм. Уже Чижевский говорил о том, что связь эта не прямая: солнечная активность скорее служит «спусковым механизмом», который может усилить или ослабить эффекты уже идущих процессов. Кроме этого, во времена, когда Чижевский проводил свои исследования (первая половина XX века), солнечную активность, фактически, можно было изучать только по числу и количеству пятен. Ещё не был экспериментально открыт солнечный ветер — поток солнечной плазмы, постоянно обтекающий магнитосферу Земли. Было известно, что Земля — магнит, но сложная структура земной магнитосферы ещё не была изучена.

Всё это стало возможным и более того — актуальным — с выходом в космос. Прогноз «космической погоды» важен для космических аппаратов, от работы которых зависит всё больше технических систем. Но и здоровье людей на Земле, как оказывается, очень связано с солнечной активностью и её периодичностью.

Подобно тому, как за миллионы лет эволюции в живых организмах выработались суточные циклы, связанные со сменой дня и ночи, также, видимо, выработались и определённые циклы, связанные с периодами активности Солнца, которые длятся от нескольких до более десятка суток. Геомагнитные возмущения «сбивают» механизмы регулирования этих циклов и могут вызывать адаптационные реакции организма (это похоже на реакции при сбое часовых поясов).

Исследования в этой области ведутся уже несколько десятилетий, в том числе в ИКИ РАН, совместно с коллегами с другими научными и медицинскими организациями. Но эксперименты в этой области очень сложны, поскольку на человека обычно действует сразу множество факторов и надо вычленить вклад именно геомагнитных возмущений. В частности, интересными оказались попытки экранировать людей на некоторое время от действия геомагнитных полей, а затем имитировать действие геомагнитных бурь в специальных экспериментальных установках АРФА и ФАРАДЕЙ. Эти исследования проводились на базе Научного клинического центра ОАО «РЖД», оборудование было создано в Институте общей физики РАН. О некоторых его результатах рассказал Юрий Гурфинкель, заведующий лабораторией микроциркуляции крови МГУ им. Ломоносова. В  эксперименте АРФА приняли участие 34 человека. Эксперимент заключался в том, что на один час они были подвергнуты действию нулевого магнитного поля (для контроля проводился ещё один часовой сеанс, при котором экранирование не включалось, но участники не знали, какой именно из сеансов был «рабочим»). В процессе эксперимента измерялась скорость кровотока по капиллярам; оказалось, что во время экранирования она значимо менялась. Сходные результаты показал эксперимент ФАРАДЕЙ, но в нём длительность экспозиции составила уже 24 часа, а участники (9 человек) подвергались действию не только нулевого магнитного поля, но и «искусственной» магнитной бури, имитирующей одну из реальных бурь. Как оказалось, во время такой бури значимо уменьшалась скорость капиллярного кровотока и сокращалась частота сердечных сокращений. Возможно, высказывает предположение Юрий Гурфинкель, это связано с самой кровью, так как, в частности, эритроциты имеют заряд. Но это предмет дальнейших исследований.

Другой результат А.Л. Чижевского — важное значение отрицательно заряженных аэроионов на организм человека — рассматривался в контексте современной космической медицины. Сам Александр Чижевский, показав благотворное действие отрицательных аэроионов на организм, не исследовал его механизм. Возможно, рассказывает Игорь Ничипорук, ведущий научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН, что он связан с так называемой вомероназальной системой, работающей у некоторых животных и в том числе у человека. Это периферическая обонятельная система, которая в том числе вовлечена в регуляцию поведения. Некоторые исследования на мышах показали, что присутствие аэроионов в воздухе, видимо, очень важно (без них животные погибали). Интересным продолжением могут быть наблюдения на орбитальных станциях, но для этого необходим мониторинг аэроионной обстановки в космосе.

Ещё ждут своего исследователя и материалы личного архива А.Л. Чижевского, которые его вдова, Н.В. Чижевская передала в Архив Российской академии наук (АРАН). Кроме рукописей статей, в нём собрана обширная переписка — с К.Э. Циолковским, Ф.А. Цандером, Н.А. Морозовым, А.Н. Туполевым, О.Г. Газенко. Опись архива (672 единицы хранения) доступна на сайте АРАН и даёт представление о многогранной личности Александра Леонидовича Чижевского — не только учёного, но и поэта и художника, естествоиспытателя, которого часто называют «Леонардо да Винчи XX века».

- О.З.

Репродукции некоторых картин А.Л. Чижевского, любезно предоставленные Александром Головановым:

А.Л. Чижевский. С любезного разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Александровка. С любезного разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Александровка. С разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Вечер после дождя. С любезного разрешения А.Л. Голованова

 

А.Л. Чижевский. Вечер после дождя. С разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Забытая дорога. С любезного разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Забытая дорога. С разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Спустился туман. С любезного разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Спустился туман. С разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Холодная осень. С любезного разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Холодная осень. С разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Дымка. С любезного разрешения А.Л. Голованова

А.Л. Чижевский. Дымка. С разрешения А.Л. Голованова

 

Дополнительная информация: 

Программа семинара «Чижевский—120: идеи ученого в современной науке» на сайте ИКИ РАН (.pdf)