Удивительная биология

У каждой эпохи свой темп, свой ритм

У каждой эпохи свой темп, свой ритм. Однообразный и медленный ход громоздких старинных часов составляет резкий контраст со стремительным перестуком современных электронных хронометров. Недаром нам иногда кажется, что в прошлом время двигалось медленнее, чем сейчас, ведь ценность времени определяется прежде всего тем содержанием, которым наполняет его человек. Время призывает к четкости, экономичности, целесообразной организации режима труда и быта – иными словами, к ритмичности.

Исследование механизмов «живых часов» тесно связано с познанием особенностей биологического времени.

Биологическое время, как и всякое другое время в истории, природе и обществе, обладает уникальным свойством необратимости. Есть только «теперь», но пока еще нет «завтра» и уже нет «вчера»; каждый миг мы уже не те, что были, и еще не те, что будем некоторое время спустя.

Уже в древности существовали различные мнения относительно природы времени. «Все течет, все изменяется», – восклицал Гераклит. Напротив, Парменид утверждал, что время не возникает и не пропадает. Его не было в прошлом и оно не существует в будущем, ибо оно только в настоящем. «Без перерыва, одно», – заключил он.

Проблемой биологического времени заинтересовались не только биологи. Норберт Винер, основатель кибернетики, подчеркивал в начале 1960-х годов, что главные проблемы биологии связаны с организацией биосистемы во времени и пространстве. Не обошли вниманием эту проблему и поэты, демонстрируя в своих стихах слияние жизни и творчества с ходом времени.

Время – важнейшее условие жизненных процессов. Значение временных соотношений особенно ярко проявляется в эволюционном (филогенетическом) и индивидуальном (онтогенетическом) развитии организмов. Здесь время выступает в качестве реально действующего фактора. Так, для эволюции первобытного человека потребовались многие миллионы лет – то есть не только труд, но и время формировало человека.

Поскольку любой биологический процесс имеет ту или иную продолжительность, отсчет времени живым организмом приобретает особую значимость. Конечно, масштаб измерений различен в зависимости от уровня организации живой материи. Если в эволюционном плане речь идет о миллионах лет, то в онтогенезе (индивидуальном развитии эволюционного организма) важны дни или годы, а для молекулярного уровня жизненных процессов основной мерой отсчета будут доли секунды.

По И. П. Павлову, отсчет времени свойствен каждому элементу нервной системы, и время, текущее вне нас, может стать условным раздражителем. Здесь особое внимание нужно обратить на развитие и угасание нервных процессов, протекающих с математической точностью и поэтому способных служить временны2ми ориентирами.

Считается, что восприятие времени обеспечивают конкретные участки правого полушария головного мозга. Причем «отслеживание» времени осуществляется сразу в нескольких вариантах и с помощью различных механизмов. Кроме того, мы способны отсчитывать различные интервалы времени. Например, вряд ли кто в обычной обстановке может принять минуту за 1 ч, а неделю – за месяц или год.

Чувство времени связано с биоритмологической организацией и исключительно важно для живых существ при взаимодействии с окружающей средой. Наверное, важнее, чем даже ориентация в пространстве. Впрочем, рассматривать раздельно время и пространство нельзя.

Простой пример. Если, столкнувшись с опасностью, мы можем в пространстве повернуть, скажем, отступить от края пропасти, то во времени этого сделать невозможно, ибо нельзя не сделать того, что уже сделано, например нельзя в одно и то же мгновение шагнуть в пропасть и выпрыгнуть из нее. Поэтому, чтобы не ошибиться в своих действиях во времени, в нашем организме и должны быть его счетчики – биологические часы.

В процессе эволюции должны были выработаться не только биологические часы, но и способность предсказания изменений внешней среды. В основе такой прогностической функции лежит чувство ритма. В самом деле, почему петухи заливаются «от» и «до», почему пчелы прилетают на цветущее поле точно к моменту раскрытия бутонов медоносных растений, почему, наконец, эти растения начинают раскрывать лепестки своих цветов и выделять одурманивающий запах четко в одно и то же время? Да потому, что ритмы живых существ согласованы с ритмикой природы.

Или почему мы стремимся обедать в одно и то же время? Потому что ритмически работает наш желудок, другие органы пищеварения, и к моменту приема пищи они «настраиваются» соответствующим образом: готовят желудочный сок, желчь, пищеварительные ферменты.

Ритмичность работы организма тесно связана с колебаниями энергетических процессов, причем это свойство присуще как растениям, так и животным. Отсюда и универсальность ритмики живого, ее прогностическая направленность. Однако отдельные особи в силу врожденных причин или случайных обстоятельств по-разному ощущают время и реагируют на его течение. Иначе говоря, существуют индивидуальные особенности восприятия временных периодов.

Биоритмы без секретов. Анатомия биоритма

Биологическим ритмом называют равномерное чередование во времени различных состояний организма, биологических процессов или явлений. Но не всякое повторяющееся явление может быть названо биоритмом. Биоритм – это самоподдерживающийся и в определенной мере автономный процесс. Скажем, листья мимозы складываются при прикосновении к ним руки человека. Биоритм ли это? Нет, поскольку такое движение не несет в себе ритмичности и вызвано внешней непериодической (случайной) причиной. Но такое же свертывание листьев чувствительного к свету растения на ночь и их раскрытие днем под действием внешнего эволюционно закрепленного фактора – солнечного света – уже биоритм, поскольку движение листьев может продолжаться некоторое время и без влияния света, в полной темноте.

Истинными биологическими ритмами являются только те колебания, которые обнаруживаются и при отсутствии периодических датчиков времени во внешней среде. Такие ритмы называют эндогенными (от греч. endon – внутри), так как они возникают под действием внутренних причин. Типичный их пример – ритмы дыхания человека (16 дыханий в минуту в среднем) и сердцебиения (70 ударов в минуту в среднем). Если системы обнаруживают периодический характер изменений только в связи с реакциями на циклически действующие раздражители внешней среды, то это ритмы экзогенные («экзо» – гр. снаружи, вне). Характерными их примерами служат многие суточные, многодневные, месячные и годовые циклы в биосфере. Так, процесс фотосинтеза начинается с восходом Солнца и останавливается с наступлением темноты.

Экзогенные ритмы не всегда можно отличить от эндогенных. Некоторые истинные ритмы в постоянных условиях внешней среды при отсутствии датчиков времени постепенно затухают. Напротив, ритмы, вызванные внешними причинами, и после устранения этих причин некоторое время продолжают существовать, подобно эндогенным ритмам.

По длительности периода биоритмы делят на несколько категорий. Названия ритмов образованы от латинских слов: «цирка» – около; «диес» – день; «ультра» – сверх, выше; «инфра» – ниже; «септем» – семь; «аннус» – год; «тригинти» – тридцать и т. д. Частица «цирка» означает, что данная классификационная группа включает в себя некоторый диапазон частот вблизи того или иного основного периода. Правильно говорить «циркади-анный ритм», но в биоритмологии чаще употребляется более короткий простой термин – «циркадный». Наиболее известны и изучены так называемые циркадные, или околосуточные, биологические ритмы с периодом в 24 ч. Ярко выражены у некоторых обитателей моря «приливные» ритмы продолжительностью в среднем 12,8 ч, «лунные» – с периодом 28 дней и «полулунные» – 14—15 дней. Есть еще «сезонные», или «окологодичные», ритмы, связанные с обращением нашей планеты вокруг Солнца, например летние, а также многолетние, обусловленные влиянием соответствующего цикла солнечной активности.

Ученые выделяют ритмы с подобными колебаниями в особую группу так называемых экологических ритмов, связанных с космическими (астрономическими) причинами. Если в растительном и животном мире ведущую, а часто и единственную роль играют такие синхронизаторы ритмов, как чередование освещения, температуры, часы кормления, и тому подобные, то для человека большое значение имеет трудовая деятельность, обладающая нередко собственной периодичностью. «Привязка» собственных циклов к экзогенным (синхронизация) характерна практически для всех ритмов. Синхронизаторами, или внешними датчиками времени для живых организмов, могут быть не только геофизические, но и биологические, в том числе физиологические процессы.

Например, ритмика гормональных изменений, обусловливающих овуляционный цикл, синхронизирует ритмы активности и настроения женщины. Значит, синхронизаторами биологических ритмов могут быть не только циклы внешней среды, но и внутренние факторы.

Замечено, что изоляция от внешних датчиков времени переносится с затруднениями. У большинства людей в условиях свободно текущего времени, а тем более в одиночестве возникает ряд отклонений физиологического и психологического состояния. Наступает так называемая десинхронизация, в частности, нарушается согласованность между ритмами вегетативных функций, чередование сна и бодрствования, двигательной активности и стремления к покою и др.

В специальных экспериментах у людей, надолго лишенных естественных датчиков времени, 24-часовой ритм перестраивается на свободно текущий. Быстрее всего на новый ритм переходят такие ритмические процессы, как сон, бодрствование, двигательная активность и поведение; заметно труднее перестраиваются функции вегетативной нервной системы: так, частота сердечных сокращений и дыхания, температура тела, работа почек и обмен веществ в большинстве случаев остаются стабильными даже при длительной изоляции от датчиков времени.

Музы и биоритмы

Еще Платон считал, что ритм и гармония особенно трогают душу. Аристотель также связывал ритм и эмоциональное состояние человека, говоря, что ритм и мелодия содержат в себе отображение гнева и кротости, мужества и умеренности, а также нравственных качеств. Все виды искусства своими ритмическими построениями воздействуют на психическое состояние, впечатляют, вызывают определенные эмоции и создают соответствующее настроение, стимулируя тем самым развитие творческих возможностей человека.

Музыкальный ритм есть соразмерность звуков во времени, характеризующаяся особой их стройностью и последовательностью чередования. Никакая мелодия не может существовать без ритма.

Мы понимаем музыку как особую ритмическую организацию, которой присущи благозвучность, выразительность. Именно благодаря ритмическим приемам меняется рисунок музыки, создаются определенные музыкальные образы. Музыка – истинно ритмический раздражитель. И ее значение для жизни человека возрастает с каждым днем.

Музыка воздействует на самочувствие, настроение и, следовательно, на здоровье человека. Взять хотя бы маршевую музыку, особенно военные марши. Все они настроены на поднятие боевого духа, размеренность походного шага (120 шагов в минуту). Совсем по-иному звучат ритмы похоронного марша. Резко отличаются от них ритмы колыбельных песен: мягкие и протяжные, настраивающие ребенка на сон.

Танец – древнейший вид искусства. Под стук палок и дробные звуки барабана первобытные люди совершали ритмичные движения головой, туловищем, ногами и руками. Со временем телодвижения в такт ритмичным звукам превратились в ритуал, сопровождающий или завершающий каждое значительное событие. Обрастая деталями, ритуальные движения становились все пластичнее и выразительнее.

Но нас интересуют ритмы искусства не сами по себе, а в связи с психофизиологической ритмикой труда и жизни.

Трудовые ритмы возникли в процессе осознанного и активного соприкосновения человека с природой. Люди приспосабливались к циклам окружающей среды, к ритмам собственного организма, чтобы меньше уставать. Недаром великий Гете говорил, что ритм усиливает связи человека с действительностью. Чтобы уловить поэтический или музыкальный ритм, необходимы движения или двигательные ощущения. Как тут не вспомнить знаменитое высказывание великого русского физиолога И. М. Сеченова: «Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению – ритмичному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге – везде окончательным фактом является мышечное движение».

Хорошо согласуются ритмы художественной речи и дыхания, характер которых в свою очередь обусловлен эмоциональным состоянием человека. Это прекрасно знают ораторы, лекторы, чтецы стихов и певцы. Даже писатель, строя фразу, вкладывает в нее ту напряженность и структуру слова, которая наилучшим образом отражает ритмику событий. Флобер говорил, что плохо написанная фраза стесняет грудь, мешает биению сердца; что хороша та фраза, которая отвечает ритму дыхания.

Есть ли прямые или хотя бы косвенные свидетельства зависимости ритма поэтических произведений от биоритмов?

Индивидуальность ритмической организации личности автора (психики и свойств характера), по-видимому, накладывает свой отпечаток на ритмическую структуру создаваемых им произведений. Вот, например, особенности работы двух современников – В. Маяковского и С. Есенина. Контраст в построении их поэтической речи может быть связан не только с характером социального мировоззрения, деталями биографии этих поэтов, но и с ритмическим настроем личности каждого из них.

Даже скудные сведения об организации поэтической работы Маяковского и Есенина говорят, что их хронологические особенности могли наложить соответствующий отпечаток на структуру и ритм стиха. Маяковский любил «делать» свои стихи днем, во время ходьбы, подчиняя их ритм ритму марша, тогда как Есенин обычно творил в одиночестве, нередко ночью. Современники, близко знавшие поэта, недоумевали, когда он успевал работать.

Ночные мотивы появились уже в стихах раннего Есенина, и эту особенность творчества нельзя не связать с последующим неблагоприятным течением жизни поэта. Сергей Александрович был типичным представителем «вечернего» типа биоритмиков – «сов». А вот Владимир Владимирович больше подходил к «жаворонкам».

Существует понятие «единица стихотворного ритма». Эта единица диктуется психофизиологическим восприятием звука. Эксперименты показали, что когда период оказывается короче 0,1 с, то слух не фиксирует повторов, речевой поток кажется непрерывным. При величине, превышающей 10 с, периодичность также теряется. Следовательно, в диапазоне между этими показателями и лежит единица стихотворного ритма – стихотворная строка. Время произнесения каждой строки обычно не превышает 5 с, что оптимально для восприятия смысла и гармонии слов нашим слухом, нашим сознанием.

Сущность ритма – упорядоченность во времени ритмичных форм движения. Однако изучение аномалий ритма, например аритмии сердца, дает нам для понимания его природы не меньше, чем изучение самих ритмических состояний. Исследователи утверждают, что люди по-разному воспринимают один и тот же ритм. Он может быть и безжизненно монотонным, и сигналом для тончайших переживаний, стимулом эмоциональных реакций, и одним из организующих моментов творческого процесса. Подчас мы воспринимаем нарушение ритма исключительно остро, что свидетельствует о глубокой связи психоэмоциональной структуры личности с ритмикой окружающей среды.

Как вздрагиваем мы иногда, услышав резкий звонок или настойчивый стук в дверь! Тот же неожиданный звонок или стук, но в другом ритме, в иной «тональности», не производит на нас такого неприятного впечатления. Речь в данном случае идет не о громкости звонка или стука. Стук может быть даже не громким, а осторожным, вкрадчивым, но он будит тревогу. И в основе этого скорее не ритм, а аритмичность. Именно негармоничность звука настораживает, заставляет нас ожидать чего-то непредвиденного. Такие внешние раздражители вызывают ошибку, сбой ритмического настроения психики и других биоритмических структур.

«Совы» и «жаворонки»

Физиологи труда уже давно установили: работоспособность человека за сутки меняется таким образом, что наивысшая активность приходится на утренние часы – с 10 до 12 и на послеобеденное время – с 16 до 18 ч. Около 14 ч обычно происходит спад работоспособности. Отмечается спад и в вечернее время.

Эти наблюдения касаются преимущественно той категории работающих, которые постоянно трудятся днем. Однако существует большая группа людей, работоспособность которых возрастает вечером или даже ночью. В отличие от людей утреннего типа работоспособности – «жаворонков», их именуют «совами».

Делением людей на типы ученые занимаются со времен Аристотеля и Теофраста. В своей книге «Ритмы жизни» В. А. Доскин и Н. А. Лаврентьева приводят классификацию, разработанную немецким врачом Лам-пертом. В одну группу Ламперт объединил людей с медленной и слабой реакцией, спокойных и рассудительных, отчасти инертных, которые не спешат делать выводы и стараются хорошо их обосновать. Среди них немало педантов и систематиков. Они склонны к логике, математике, обобщениям. Это люди долга. Работать они предпочитают по вечерам; во время болезни температура повышается у них постепенно, выздоравливают они медленно. Таковы были Цезарь, Карл XII, Кант, Шопенгауэр.

Говорят, что Бальзак любил работать ночами. Ночная тишина способствовала творчеству Моцарта, который, например, написал знаменитую увертюру к «Дон Жуану» в одну ночь. К ночным размышлениям был склонен и Менделеев.

Во второй группе оказались люди, сильно и быстро реагирующие на внешние воздействия. Это энтузиасты, творцы новых идей. В науке они открывают новые пути, оставляя разработку деталей первой группе. Температура у них подскакивает и падает, диктуя резкие перемены и в общем состоянии. Они любят работать утром, быстро устают, но и быстро восстанавливают силы. Такие люди предрасположены к базедовой болезни, ревматизму, подагре, диабету, ожирению, гипертонии и обычно очень чувствительны к переменам погоды.

Утренние часы посвящал работе Лев Толстой. Наполеон с восходом солнца всегда был на ногах.

Классификация эта, если не считать ее медицинской части, создана не без влияния немецкого физика и химика Оствальда, который разделил всех ученых на классиков и романтиков. Первые – это маститые ученые, досконально изучившие все, что было сделано в их области; они методичны и последовательны, логически развивают новое на основе старого. Прекрасные экспериментаторы, эти ученые уверенно поднимаются по ступеням познания. Они однолюбы; смена объекта исследования для них болезненна.

Романтики тоже знают много, но их знания шире; они интересуются областями далекими друг от друга. Это развивает воображение, и новая идея часто приходит к ним благодаря неожиданной ассоциации. Экспериментируют они смелее классиков. Романтики – это непоседы, им ничего не стоит перейти от одной области науки к другой.

Ламперт и Оствальд говорят почти одними словами. Классики тяготеют к «совам», романтики – к «жаворонкам». Не будем забывать, однако, что в мире преобладают смешанные типы, и в классификациях обрисованы лишь полюсы. Разве похожи чем-нибудь, кроме раннего вставания, на романтиков и даже на «жаворонков» Лев Толстой и Наполеон? Представляете ли вы себе Наполеона, избегающего конфликтов, или Петра I, толкующего с Меньшиковым о пошатнувшемся здоровье? А царь тоже был «жаворонок», в 6 ч утра уже дымил трубкой и строчил указы либо собирал очередной фрегат.

Рождаются ли люди «совами» и «жаворонками», передаются ли эти свойства по наследству или формируются на протяжении жизни? В начале прошлого века в Германии было замечено, что младенцы в семьях пекарей просыпаются раньше, чем в семьях владельцев гостиниц. Однако есть люди, которые в молодости были «совами», а в зрелые годы без особых на то оснований перестроились и стали «жаворонками». Правда, эти превращения ничего не доказывают, так же как, впрочем, и привычка пекарских и гостиничных младенцев, которые, может быть, просто быстро подлаживались к царящей в доме обстановке. Все это в конце концов не так уж важно, ведь классических «жаворонков» и «сов» не так много, и с половиной из них, а именно с «жаворонками», никаких особых хлопот нет. Да и с «совами» можно найти выход из положения.

Во многих странах для служащих введено свободное расписание. Все служащие обязаны присутствовать на работе четыре часа в середине дня; остальные четыре часа человек может отработать в любое удобное для него время, хоть ночью. Введение индивидуальных графиков облегчает работу транспорта в часы пик, в высотных зданиях не создаются пробки у лифтов, родители получают возможность больше бывать с детьми, а молодежь выгадывает лишнее время на учебу и спорт.

Каково статистическое распределение любителей ночной и утренней работы? Расчеты специалистов показывают, что только у половины населения можно установить четкое преобладание того или иного времени трудоспособности. Другая половина живет, подчиняясь в основном социальным ритмам, то есть работает хорошо тогда, когда это требуется.

Предполагают, что различия в уровнях работоспособности появились уже у очень древних наших предков. Некоторым из них поручалось ночное наблюдение за стадом, охрана его от ночного нападения зверей, уход за детьми. Рано утром, когда «совы» впадали в дремотное состояние, хорошо выспавшиеся «жаворонки» бодро направлялись на охоту, готовили еду и совершали множество других необходимых дел. Эти времена давно прошли. Тем не менее «совы» и «жаворонки» существуют и в наши дни, что реально отражает статистика. Например, по данным немецких биоритмологов, среди тех 50 % людей, у которых выражена циркадная ритмика деловой активности, 35 % относятся к «вечернему» типу и только 15 % – к «утреннему». Наибольшее число «жаворонков» встречается среди рабочих и служащих, а среди представителей творческих профессий преобладают черты «вечернего» склада деятельности.

Чем важны подобные наблюдения и выводы? А тем, что у этих генетически различных особей популяции различный порог возбудимости в разное время суток, что должно учитываться в эргономике – науке, изучающей трудовые процессы с целью создания оптимальных условий труда. Например, наименее адаптируются (приспосабливаются) к работе в разных сменах люди с «утренним» типом биоритмов.

По данным биоритмологов, 25 % студентов предпочитают для работы утро, а более 30 % – вечер или даже ночь, тогда как 45 % трудится относительно равномерно на всем протяжении бодрствования. Эту последнюю категорию людей биоритмологи условно назвали «голубями».

Исследователи попытались найти объяснение разницы в состоянии физиологических функций организма у «сов» и «жаворонков».

Изучение таких физиологических функций, как частота пульса, температура тела, артериальное давление, мышечная сила и работоспособность, выявило существенные их различия у лиц разного типа. У людей «утреннего склада» максимальные показатели основных функций наблюдались в первой половине дня, причем этому предшествовала ранняя подготовка организма к деятельности: уже к 6 ч утра их организм был «настроен» на интенсивную работу. Напротив, у «сов» в эти ранние часы организм еще как бы спал, и «пробуждение» его физиологических функций было сдвинуто на более позднее время. Отсюда и заторможенность, которая сказывается на самочувствии, трудоспособности, настроении.

Представителям того и другого биоритмического типа работалось значительно легче на гребне функциональной волны.

Но если существуют достаточно уверенные оценки различий состояния разных групп людей, то должны быть и какие-то различия в показателях их здоровья, общественной и других видов активности.

В этом плане чрезвычайно показательны отношения биоритмов и режима питания людей. Потребность в пище возникает и убывает ритмически. Даже если человек проводит длительное голодание, у него в определенной мере все же сохраняется ритм основных физиологических функций, в том числе энергетического баланса. В то же время на ритм питания и связанный с ним ритм обмена веществ, конечно, влияет режим приема пищи. Если, например, человек ест только один раз в день, у него меняется суточный ход таких физиологических показателей, как температура тела, выведение электролитов с мочой и т. п. Со времени первых опытов с искусственными фистулами слюнных желез и желудка, позволяющих непосредственно следить за их функцией, накопилось множество свидетельств суточного режима работы органов пищеварения. Установлено, что на протяжении суток меняется не только количество, но и качество выделяемых секретов, в том числе кислотность желудочного сока и состав пищеварительных ферментов.

Но вопрос надо ставить иначе – не организм должен приспособиться к режиму питания человека, хотя это происходит повседневно, а человеку необходимо учитывать естественные ритмы своего организма, циклические изменения потребностей в питательных веществах. То есть ритм питания диктуется внутренними потребностями организма, а не наоборот.

Иными словами, необходим индивидуальный подход к режиму питания в соответствии с биоритмологической структурой организма. Некоторые ученые, например, уже пришли к мнению, что заключительная часть известного правила: «Завтрак съешь сам, обед раздели с товарищами, а ужин отдай врагу» верна только для аритмиков и «жаворонков», а «совам» она отнюдь не подходит. Им, может быть, даже вредно оставлять себя без дополнительного питания вечером, когда у них намечается повышенный расход энергии.

А верен ли тезис «завтрак съешь сам…»? Как показали специальные исследования, люди с «утренней» организацией ритмики охотно завтракают сразу же после сна, тогда как при «вечернем» типе ритмики потребность в завтраке, как правило, сдвигается на более позднее время.

Если представители первой группы предпочитают плотный завтрак и охотно съедают утром горячее блюдо, скажем, котлету с гарниром или даже тарелку супа, то во второй группе преобладают люди, ограничивающиеся бутербродом и чашкой чая или кофе. Многое, конечно, зависит от семейных особенностей, местных традиций, социально-бытовых установок.

Если завтракают в большинстве случаев дома или в общежитии, то обед работающего или учащегося, как правило, зависит от организации питания в городе, в институте, школе. Одни пользуются столовой и кафе, а другие, если есть возможность, предпочитают перекусить (выпить чай с бутербродом и т. п.) на рабочем месте. Это экономнее, быстрее, а иногда и вкуснее, чем в столовой. От режима питания и его соответствия ритмическим потребностям организма, в том числе согласованности с индивидуальными ритмами, зависит состояние органов пищеварения.

На изжогу, боли в животе, отрыжку и иные, по выражению врачей, диспепсические явления чаще жалуются те, кто особенно грубо нарушает режим питания и приводит его в полное несоответствие своим ритмам. Здесь обычно больше лиц «вечернего» типа ритмики.

Биоритмические особенности организма учитываются в терапии. В частности, предложен метод диетотерапии язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. Он заключается в том, чтобы, учитывая особенности ритмики пищеварения, давать оптимальную диету не только по составу пищи, но и по времени ее приема индивидуально для разных категорий больных. В частности, таким больным по назначению врача можно питаться не только днем, но и ночью, что приводит к более быстрому рубцеванию язвы.

Ваше самочувствие

Формой проявления жизненной гармонии у древних китайцев считалось взаимодействие и борьба противоположностей, или «полярность сил», ян-инь.

Движение и покой, активное и пассивное, внешнее и внутреннее, темное и светлое, мужское и женское, здоровье и болезнь и так далее – две стороны одного предмета, явления природы.

Во взаимодействии и взаимоотрицании, в борьбе противоположностей видели выдающиеся мыслители древности реальную основу всего существующего. Внутренняя борьба этих сил (саморазвитие!), приводящая в движение мир, и есть форма проявления жизненной энергии. Недаром в каноне китайской медицины «Нэй-цзин» говорилось: «Закон ян-инь – это правило в небесах и на Земле, это сущность миллиона разнообразных вещей, это родители всех процессов, это начало и сущность жизни и смерти».

Принцип полярности графически выражается знаменитой китайской люнадо: в круге, разделенном волнообразной чертой, находятся светлое – ян и темное – инь, в каждом из которых в зародыше содержится полюс противоположного свойства. Один полюс имеет значение только относительно другого. (Говорят, что известный физик Бор не нашел лучшего символа теории относительности.)

Иными словами, древние ученые установили, что организм представляет собой колебательную систему. В какой-то момент суток (месяца, года) органы работают наиболее интенсивно, а в какой-то особенно поддаются различного рода болезненным и лечебным воздействиям. Ныне, разумеется, многие детали представлений древних кажутся наивными, но сама мысль об организме как колебательной системе полностью подтверждена современными хронобиологами.

Научно-технический прогресс неизмеримо ускорил темп жизни, властно вмешался в наши привычки, вторгся в обычный мерный ход биологических часов. Серьезную опасность представляет для живого хронометра взрыв информации. Наш мозг должен усвоить, переработать огромный поток сигналов, сведений, эмоций. Превышение предела работоспособности нервных клеток возникает не только в результате усиления информационных нагрузок, но и из-за неравномерности распределения их интенсивности во времени. По причине недостаточной тренировки или при конституциональной неприспособленности у отдельных людей утрачивается четкость управления со стороны коры головного мозга, вегетативных центров. Расстройство касается работы внутренних органов: сердца, сосудов, желудка, желчного пузыря, кишечника, почек, желез эндокринного аппарата.

Как влияет все это на биоритмы?

Мы нередко сами чувствуем, как разлаживается работа наших внутренних часов. Случается это при ломке жизненного стереотипа при самых различных обстоятельствах: большом перерыве в еде, нарушении сна, в момент перехода из дневной смены в ночную, наконец, просто после болезни, когда клонит ко сну в неурочное время, пропадает аппетит (или приходит слишком поздно). То есть десинхроноз возникает и тогда, когда человек, проживая в одном месте, не придерживается однообразного ритма жизни, часто и резко нарушает его течение, скажем, за счет изменений режима питания и особенно сна и отдыха.

Внутренний десинхроноз может быть при сильном нервном напряжении. У учащихся это случается в период экзаменационной сессии. Замечали ли вы, как после сданного экзамена школьник или студент долго не может заснуть из-за перевозбуждения, а иногда засыпает почти патологическим сном, вплоть до середины следующего дня?

Нарушение ритма бывает связано с перебоями в работе тех или иных внутренних органов, например хронический тонзиллит дает выраженную дезритмию у детей, проявляющуюся, в частности, в неправильном ходе температурной кривой на протяжении суток. Стрессовое состояние, вызывая бессонницу, падение аппетита, также становится причиной десинхроноза. Правда, болезненные проявления возникают далеко не всегда. Весьма важно, с каким периодом жизни совпадали травмирующие нервную систему факторы. В детстве, в период полового созревания и в старости люди особенно ранимы.

Симптомы десинхроноза носят общий характер: усталость, апатия, подавленность настроения, сонливость или потеря сна. Бывают боли в желудке, неприятное чувство в области сердца. Расстройство нервной системы возникает в результате столкновения разных ритмов: внутреннего – старого и внешнего – нового. Четко выявлено влияние на биоритмы сезонов года, месячных и суточных ритмов в связи с действием метеорологических и других природных факторов при заболеваниях сердечно-сосудистой системы.

Значение сезонности при этих заболеваниях весьма существенно. Учеными найдены критические периоды, когда число заболевших резко увеличивается. В осенне-зимний, весенний периоды, например, больше случаев вегетативно-сосудистых кризов. В ответ на изменения погоды, влажности воздуха, на перепады температуры или барометрического давления, резкую смену солнечной и магнитной активности у множества людей нарушаются сон, аппетит, ритмичность основных функций, появляются спазмы сосудов, кишечника, бронхов. Изучение влияний погоды на человека в зависимости от времени суток, сезона позволяет своевременно предупреждать нежелательные «сбои» в его организме.

Болезнь ли десинхроноз?

Нарушения ритмов работы сердца, сосудов, легких, желудка носят название функциональных расстройств. Наступает дисфункция, искажение нормальной работы органа, иначе говоря – аритмия. При бронхиальной астме, например, аритмия проявляется в одышке, удушье. При заикании – нарушении ритма речи – возникают судороги в мышцах лица, языка, шеи. Эти судороги – результат ненормальной, аритмичной работы речевого центра, расположенного в головном мозге.

Еще сильнее сказывается на биоритмах заболевание человека. У больных атеросклерозом, например, организм неверно измеряет время: естественная периодичность многих функций меняется, ритм пропадает или сильно искажается. У людей со скрытой фазой атеросклероза меняется суточный ритм жирового обмена: во второй половине дня и особенно ночью в крови начинают накапливаться вредные фракции жирового комплекса, повышается свертываемость крови. Поэтому именно вечерами и ночью создается угроза закупорки (тромбоза) сосудов сердца и мозга.

Выявлено, что при сдвиге ритмов жизни (в результате изменения режима дня и т. п.) заметно чаще возникают заболевания желудка, поджелудочной железы, печени и кишок – например, гастриты, язвы, холециститы, панкреатиты. Гипертоническая болезнь в последнее время также рассматривается как проявление десинхроноза. Инфаркты миокарда, которые статистически чаще возникают по ночам, в какой-то мере становятся следствием рассогласования биоритмов (накопление жировых продуктов в крови, нарушение энергетического баланса сердечной мышцы, превалирование определенного типа нервной регуляции, изменение свертываемости крови и др.).

У больных стенокардией наивысшая точка ритма (акрофаза) сердечной деятельности смещается на дневное и вечернее время.

В норме же у здоровых людей сердцебиение чаще в предвечерние часы (после 18 ч), а наиболее редкий пульс – под утро, между 3 и 4 ч. Больше всего энергетических веществ с кровью мозг получает в 18—20 ч, меньше всего питания требуется ему ночью. Дважды в сутки – около 13 и 21 ч – интенсивность кровоснабжения снижается, поступление крови в органы и ткани уменьшается и в результате ощущается сонливость, ухудшается умственная деятельность, падает производительность труда.

Как в механических часах каждое колесико определенным образом связано с другим, так и в биочасах одна система организма тесно зависит от другой. Особенно наглядно это проявляется в деятельности нервной и эндокринной систем. Последняя, как известно, представлена железами внутренней секреции. Как же регулируется работа этих важнейших органов, имеющих каждый свою ритмику?

Механизм такой регуляции следующий. Свет через сетчатку глаза раздражает нервные окончания, возбуждает срединные структуры мозга (гипоталамус), затем действует на шишковидную железу – гипофиз, который в свою очередь посылает сигнал готовности корковому слою надпочечников, поджелудочной, щитовидной и половым железам. В кровь поступают гормоны – адреналин, норадреналин, тироксин, тестостерон. Они соответствующим образом раздражают нервные окончания, заложенные в сосудах, мышцах, клетках. Отсюда система нейрогормональных механизмов получает по обратной связи сигналы о состоянии и работе различных органов. В результате циркадной ритмикой оказываются охвачены клетки и ткани всего организма, а сам он выступает как единое сложное образование, регулируемое центральной нервной системой.

Это касается не только суточного, но и в не меньшей степени околомесячного и сезонного циклов деятельности организма.

Еще в XVII в. известный в те времена врач Санторио отметил, что масса тела мужчин в существенных пределах колеблется на протяжении месяца. Замечено также, что скорость роста бороды и волос у мужчин согласуется с месячным циклом. У женщин месячный период выражен еще сильнее и отражается практически на всех сторонах деятельности организма. Менструальный цикл сопровождается, как известно, значительными гормональными сдвигами, что сказывается на ряде физиологических, психологических и поведенческих реакций и, конечно, на трудоспособности.

Рабочая неделя

Название семи дням недели дали видимые невооруженным глазом планеты. Понедельник у древних считался днем Луны, что отразилось в его наименовании у некоторых народов, вторник был назван в честь Марса, среда – день Меркурия, четверг – Юпитера, пятница находилась под контролем Венеры, суббота – под действием Сатурна, а воскресенье освещалось, конечно, Солнцем.

Самое интересное, что к семидневной неделе разные народы пришли независимо друг от друга. Правда, истории известны и другие периоды чередования рабочих и нерабочих промежутков времени на протяжении месяца. Например, одно время в нашей стране существовала пятидневка, воскресенье как день церковных праздников было заменено выходным на каждый шестой день. Однако логика жизни потребовала возврата к старому распорядку. Итак, в понедельник мы идем на работу, в школьные и институтские аудитории, в пятницу спешим с работы домой. Впереди – суббота и воскресенье.

Такой недельный ритм имеет, конечно, в основном социальное происхождение. Однако и он стал оказывать свое влияние на окружающую среду. В начале XX в. возникли первые высоковольтные линии электропередач. Некоторое время спустя был отмечен интересный факт: по субботам и воскресеньям электромагнитное поле Земли несколько изменялось. Американские ученые детально исследовали воскресный электрофеномен и пришли к выводу, что он может быть связан с падением интенсивности передачи электроэнергии в выходные дни. Иными словами, человек смог ввести недельный ритм в магнитосфере и, возможно, в ионосфере искусственным путем, что вторично должно сказываться на биосферных процессах.

Оказалось, что и некоторым животным присущ недельный ритм, связанный вторично с присутствием или поведением человека. Так, в субботу и воскресенье, когда на производстве отсутствуют люди, местные крысы явно оживляются.

Нас всюду окружают социальные ритмы: время начала и окончания рабочего дня, рабочей недели, наступления отпуска. Научно-технический прогресс внес коррективы в естественный ход биоритмов людей, и теперь многие психологические, физиологические и даже биохимические процессы организма синхронны недельному распорядку нашей жизни.

Например, выяснилось, что в недельном режиме меняется уровень гормонов коры надпочечников. Это впервые доказал датский эндокринолог Хамбургер, исследовавший выведение из своего организма 17 кортикостероидов на протяжении 17 лет. На огромном материале было показано, что в рабочие дни организм активнее, особенно во вторник и среду, а в выходные дни его системы действуют с меньшим напряжением. Естественно, это не может не сказываться на состоянии организма. В Великобритании, например, установлено, что смертность населения в работоспособном возрасте возрастает в понедельник. В недельном ритме, как отмечают физиологи труда, меняется и работоспособность: наибольшей она бывает в середине недели – в среду, к субботе падает, а с понедельника снова возрастает.

Здесь, по всей вероятности, действует наслоение многих социально-психологических факторов. В понедельник человек втягивается в работу, со вторника по четверг работает с полной отдачей, а в пятницу устает и начинает «сдавать позиции», ориентируясь на предстоящий отдых. Однако, как показал многолетний опыт, там, где оплата труда понедельная, в пятницу перед получением денег производительность труда возрастает.

Итак, налицо недельный ритм нашей жизни. Это отражается на самочувствии людей, их здоровье, аккуратности в работе и даже на динамике несчастных случаев. Вошло в обычай считать, что понедельник – тяжелый день. Ведь именно в понедельник, как показывает статистика, возрастает число несчастных случаев и аварий на производстве. Именно по понедельникам возникают наибольшие очереди в поликлиниках: какую-то роль здесь, безусловно, играет и то, что некоторая часть работающих позволяет себе различные излишества, и то, что с пятницы люди не обращаются к врачам, думая, что за выходные дни «все образуется». Однако нельзя оставить без внимания и изменение качественного состава заболеваний. В понедельник нередки жалобы на возникновение аллергий, например экземы или сыпи типа крапивницы.

По данным ГАИ, число дорожно-транспортных происшествий резко возрастает в период с пятницы до понедельника. Меньше всего их случается в среду и четверг.

У каждого свой характер

Характер человека сугубо индивидуален. Если у каждого из нас свой собственный кожный рисунок на кончиках пальцев, то что же говорить о качествах, составляющих натуру? И каких только определений не получает характер: тяжелый и легкий, устойчивый и неустойчивый, лабильный и малоподвижный, мягкий, податливый, уживчивый и твердый, жестокий и бескомпромиссный. Многое зависит от генетических предпосылок, которые затем реализуются в большей или меньшей степени в зависимости от социальной обстановки, конкретных условий жизни человека, наконец, экстремальных ситуаций.

Говорят, чтобы узнать человека, нужно побывать с ним в дороге. Почему? При путешествиях часто нарушаются биоритмы. Люди спят и едят в непривычное время, на них действует смена временных поясов. У некоторых из-за этого меняется поведение, четче проявляется характер.

Биоритмы сказываются на поведении людей и в обычной обстановке. Кто из нас не вставал утром «не с той ноги?» Всегда ли вы можете найти реальные объяснения неизвестно откуда взявшемуся плохому настроению? Ведь за ночь никаких неприятностей не произошло, разве только сон был неглубоким и прерывистым. Может быть, поэтому вы садитесь завтракать внутренне напряженным, готовым на резкое слово или молчание?

Пусть не во всех случаях, но часто это – проявление обычного десинхроноза, который обостряет или искажает присущие нам характерологические черты. Оказывается, действительно, под темпераментом человека – совокупностью динамических особенностей индивидуума – подразумевается прежде всего темп, ритм и интенсивность психофизиологических процессов. Иными словами, моторный компонент поведения личности, динамическая основа его характера зависят не только от быстроты, силы, резкости, но и от ритма мышечных движений в психоэмоциональной жизни.

Еще Гиппократ делил людей по темпераменту на четыре категории: холерик, сангвиник, флегматик и меланхолик, объясняя это преобладанием того или иного «сока» в организме. У холериков, по его мнению, преобладает желчь (холле), у сангвиников – кровь (сангвис), у флегматиков – слизь (флегма), у меланхоликов – какая-то особая «черная желчь» (меланхоле).

Современное представление о типах нервной системы и связанных с ними темпераментах и характерах людей дано в трудах академика И. П. Павлова. Ученый считал, что холерический тип – это явно боевой тип, легко и скоро раздражающийся. В золотой середине стоят флегматический и сангвинический темпераменты, уравновешенные и потому здоровые, устойчивые и истинно жизненные типы, как ни различны, даже противоположны они внешне. Флегматик – спокойный, всегда ровный, настойчивый и упорный труженик жизни. Сангвиник – горячий, очень продуктивный деятель, но лишь тогда, когда у него интересное дело, которым он захвачен. Когда же такого дела нет, он становится вялым. Меланхолический темперамент обусловлен явно тормозимым типом нервной системы. Для меланхолика, очевидно, каждое явление жизни становится тормозящим агентом, поскольку он во всем видит лишь осложнение своего существования.

Но чаще всего наблюдаются не чистые представители разных типов нервной системы, а сочетающие их отдельные черты. В массе преобладают различные варианты сангвинического и флегматического типов, причем работоспособные, ценные для общества люди могут быть с любым типом нервной системы. Даже в одной и той же сфере деятельности выдающихся результатов добиваются люди с совершенно различным типом нервной организации.

Историки свидетельствуют, что у А. С. Пушкина преобладали холерические черты, тогда как у И. А. Крылова были выражены свойства флегматика, А. И. Герцен был сангвиником, а Н. В. Гоголь имел явные признаки меланхолика. Конечно, говоря о типе нервной системы, необходимо учитывать влияние условий жизни, которые при определенном стечении обстоятельств могут заметно «испортить» или «укрепить» тот или иной характер, формирующийся во многом под их влиянием. Известный немецкий врач начала прошлого века Ламперт разграничивал встречавшихся ему людей по характерологическим данным на две группы: с медленной и слабой реакцией и, наоборот, сильно и быстро реагирующих на внешние раздражители.

В первой группе преобладают спокойные и рассудительные люди, склонные к логическому и абстрактному мышлению. Они часто замкнуты и инертны, расчетливы, строги, педантичны и даже деспотичны. Вторая группа, по Ламперту, объединяет людей, склонных к увлечениям, больших энтузиастов и творцов. (Из великих мира сего ко второй группе Ламперт относил Цезаря, Канта, Шопенгауэра.) Их работоспособность нарастает к вечеру. Такие сугубо ритмологические и психологические особенности личности могут трансформироваться в общественном плане и оказывать влияние на течение дел.

Исследователи обращают внимание на особенности личностей студентов, принадлежащих к разным биоритмологическим категориям. Представители «утренней» группы, как правило, энергичны, охотно следуют принятым взглядам и общественным нормам, хотя их восприятие конкретных ситуаций своеобразно. В то же время неудачи вызывают у них сомнения в собственных силах, тревогу, волнение, стремительное падение настроения. Затруднения они склонны относить за счет плохого самочувствия, на чем и заостряют внимание, особенно когда это помогает избежать неприятностей. Студенты данной группы обычно стремятся избегать конфликтов, неприятных разговоров и эмоциональных проблем. Их антиподы по биоритмам также обладают достаточной активностью, но легче относятся к неудачам и неприятностям, их не пугают трудности и конфликты, они меньше волнуются перед экзаменами и более чутко улавливают характер и особенности поведения окружающих. «Аритми-ки» занимают промежуточное место между этими двумя группами.

Исследования убеждают: различия в работоспособности обусловлены разницей между гормональным состоянием и психологическим настроем индивидов с разной биоритмической организацией. Это – существенное основание для того, чтобы считаться с внутренне присущими особенностями временной организации человека в рабочей и бытовой обстановке.

С биоритмологической точки зрения сутки можно условно разделить на три периода: первый – с 5 до 13 ч, когда преобладает влияние симпатического звена нервной системы, усиливается обмен веществ, что обеспечивает быстрое выполнение больших объемов работ. Второй период – с 13 до 21 ч, когда активность симпатической нервной систе-мы падает, энергозатраты снижаются. И третий период – ночной, когда господствует парасимпатическое звено вегетативной нервной системы (вагус), все виды расходов минимальны, идет накопление энергоресурсов. Отсюда и различная «фоновая» ориентировка людей с неодинаковой ритмической организацией.

Астрология? Нет, гелиобиология!

Из множества циклов и космических факторов наиболее значима для биосферы цикличность солнечной деятельности.

Под солнечной активностью понимают совокупность всех физических изменений, происходящих на Солнце и вызывающих на нем различные образования. Родоначальниками этой области знаний принято считать Г. Галилея, И. Фабрициуса, Х. Шейнера и Т. Гарриота. Все они независимо друг от друга в 1610—1611 гг. обнаружили на поверхности светила темные пятна. До этого времени такие пятна считались ошибками наблюдений.

Галилео Галилей твердо установил появление и исчезновение пятен, изменение их величины, а также сумел вычислить период обращения Солнца вокруг оси по времени прохождения видимых глазом солнечных образований. Эти наблюдения и положили начало изучению физики Солнца.

Наука гелиофизика, следящая за изменениями солнечной деятельности, – это своего рода врач, прослушивающий биение человеческого сердца. Как удары сердца накладываются на ритм дыхания, так и мелкие возмущения Солнца представляют как бы рябь на крупных волнах активности светила. Но в обоих случаях можно учитывать лишь самые поверхностные симптомы состояния объекта. В середине XIX в. директор Цюрихской обсерватории Р. Вольф уточнил, что основной период солнечной деятельности составляет 11,1 года.

Развитию цикла от минимума до максимума соответствует ветвь роста, а от максимума до минимума – ветвь спада. Однако эти изменения не строго периодичны, поэтому правильнее говорить не о периоде, а о цикле солнечных пятен. Установлено, что длина цикла меняется от 7 до 16 лет, составляя в среднем 11,1 года.

Существуют и другие солнечные циклы. Основными короткопериодическими циклами считаются 27-дневные, связанные с обращением Солнца вокруг своей оси, когда активные области то появляются, то исчезают на обращенной к Земле стороне светила. От этих периодов зависит число магнитных бурь в околоземном пространстве. Максимальное число бурь наблюдается в марте-апреле и сентябре-октябре, поэтому принимается во внимание и полугодовая вариация деятельности Солнца. Из крупномасштабных циклов на Солнце обнаружены 22-летние изменения магнитной полярности пятен, а также 80-90-летние, 170-летние и другие циклы солнечной активности. Пульсаций у Солнца действительно немало. Астрономы убеждают нас, что Солнце – самая обыкновенная звезда, ничем особенно не отличающаяся от тысяч и тысяч желтых карликов Млечного Пути. Спорить тут не приходится, но все же этот карлик в 107 раз «толще» Земли – 1 390 тыс. км в поперечнике! И несмотря на то, что на три четверти он состоит из самого легкого на свете газа – водорода, весит он квинтиллион квинтиллионов тонн!

Более того, за секунду в виде разных излучений и частиц карлик теряет 4 млн т своего вещества. Это сколько же за год? Кому хочется, может подсчитать, но самое удивительное в том, что если все и дальше пойдет такими же темпами, Солнце рассеется без остатка только через 1014лет. Если вы уже умножили 4 млн на 3 600, потом на 24, а потом на 365, сообразите теперь, что значит десять в четырнадцатой степени.

Как может осуществляться планетное влияние на Землю?

«Язык» небесных светил, мистически толкуемый астрологами, получает логическое объяснение на основе изучения приливных явлений. Ведь если существует гравитационное воздействие планет на газообразное тело Солнца, то положение планет сказывается на солнечных процессах, а это опосредованно отражается и на земных явлениях, связанных с солнечной деятельностью. Следовательно, в прогнозировании земных природных событий по положению планет в принципе нет ничего мистического.

С помощью космических аппаратов сейчас установлено существование так называемого межпланетного магнитного поля. Многие биологические процессы, в том числе сердечно-сосудистые и нервно-психические заболевания, протекают в ритме, заданном солнечным ветром.

Невозмущенному Солнцу соответствуют сравнительно небольшие ветровые скорости. На них накладываются более редкие потоки с высокими скоростями. Между скоростью плазмы, ее направлением и концентрацией существуют определенные зависимости. Главные из них связаны с эффектом так называемой архимедовой спирали.

Вспомним фонтан с подвижными струями, вращающимися вокруг оси. Струя воды из такого фонтана изгибается по ходу движения. Так и в межпланетном пространстве выбрасываемые Солнцем потоки корпускул и частиц влияют на состояние магнитных полей и постоянно меняют форму. Пока радиально расширяющийся солнечный ветер, вытягивающий силовые линии, проходит расстояние до Земли, солнечный шар успевает повернуться на некоторое расстояние. В результате углового изменения гелиодолгот силовые линии оказываются направлены либо от Солнца, либо к Солнцу, образуя секторы положительной и отрицательной полярности. Так как Солнце вращается вокруг своей оси, вся совокупность солнечных потоков также вращается с периодом около 27 дней. При этом потоки с большими скоростями будут догонять медленные потоки и сжижать плазму, чем и объясняется возрастание концентрации частиц при нарастании скорости солнечного ветра.

Солнечный ветер играет исключительно важную роль в передаче к Земле солнечной «информации». Земля представляет собой как бы огромный магнит, силовые линии которого образуют вокруг нее своеобразную «обшивку», защищающую нас от солнечного ветра. По силовым линиям магнитосферы корпускулы несутся к полюсам Земли и, приближаясь к плотной воздушной оболочке, создают в ней сполохи – полярные сияния, подобные свечению газа в лампах дневного света. Но причем здесь биоритмы?

А дело в том, что колоссальные потоки материи и энергии от Солнца вращаются радиально, подобно спицам гигантского колеса. Эти потоки-«спицы» периодически, с разными временными интервалами – от нескольких часов, дней до недель и месяцев – «бьются» о земную магнитосферу, влияя при этом на атмосферу, гидросферу и, конечно, биосферу. Логично предположить, что это сказывается на самых различных биологических процессах (фотосинтезе, урожайности, реакциях организма, продуктивности животного мира).

Однако воздействие космоса на нашу планету не ограничивается только такими солнечными факторами, как корпускулярное и электромагнитное излучение разного диапазона волн. Существуют и иные явления.

Лунные циклы

В старинной книге «О деяниях Александра Великого» есть рассказ о посещении кораблями Александра Македонского устья Инда.

Македонцы выбрали местом стоянки остров в середине могучей реки и отправились на берег, оставив на судах лишь охрану. Начавшийся прилив привел флот в состояние хаоса. А в результате последующего спада воды половина кораблей оказалась на суше. Всюду ползали морские обитатели, оставленные отступившей водой. Властелину пришлось принять решительные меры, чтобы подавить панику в войске.

Откуда же, спрашивал летописец, появился этот огромный морской прилив? Куда ушли воды при отливе?

На протяжении веков на эти вопросы отвечали по-разному. Но большинство ученых склонялось к тому, что в колебаниях морской стихии повинна Луна. Вращаясь вокруг Земли, Луна описывает эллипс. Меняет она свое положение и относительно звезд, возвращаясь в одинаковое состояние через 27 суток. Такой отрезок времени называют звездным месяцем. При этом мы каждый раз видим лишь часть освещенного Солнцем полушария Луны (ее фазы – полные, ущербные). Фазы Луны повторяются через 29 суток. Этот промежуток времени называют синодическим месяцем.

Ответить на вопрос, как именно влияет Луна на морские приливы, удалось великому ученому И. Ньютону. Сформулировав в 1687 г. закон всемирного тяготения, он тогда же доказал, что морской прилив есть следствие этого закона. Вспомним: две массы взаимно притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной квадрату расстояния между ними. Из этого закона и вытекает физическое объяснение приливов на Земле.

А далее развертывается сложная цепочка взаимосвязей жизненных явлений на Земле с движением безжизненного тела Луны. Дело в том, что, кроме малых приливов-отливов в течение суток, происходят еще колебания водных пространств с периодом почти в месяц (около 27 дней), а также – около 9 и 18 лет («большой и малый сарос»). Последние вызывают особенно мощные размахи колебаний уровня вод. Время от времени океан как бы «разбухает».

Да что говорить о водной оболочке, когда даже литосфера – и та колышется под влиянием гравитационных сил Луны! По расчетам астронома Ф. Зигеля, каждые сутки под ногами москвичей пробегает твердая приливная волна высотой 30 см.

Действие приливных сил на Землю велико, оно создается не только Луной, но и всеми другими космическими телами, и прежде всего Солнцем.

Но какое значение имеют лунные приливы для живых существ?

Зависимость жизнедеятельности морских животных от фазы Луны подметил еще Аристотель, который описал набухание яичников у морских ежей в полнолуние и связывал с фазой Луны появление у берегов устриц.

Приобретенные в процессе эволюции, эти свойства оказываются достаточно стойкими и сохраняются вне естественной среды, например в аквариумах, где никаких приливов не наблюдается. В то же время животные в какой-то мере адаптируются (приспосабливаются) к новому месту обитания.

Ощущают геофизические изменения и другие обитатели моря, например краб ука, который днем темнеет, а ночью светлеет. Во время отлива они опускаются на дно в поисках пищи, в прилив же поднимаются к поверхности и отдыхают. В целом такие животные живут по лунным суткам – 24 ч 50 мин. При «переезде» на другое побережье крабы меняют свой суточный распорядок, приспосабливаясь к новым условиям. Как мы убедились, «лунатики моря», строго говоря, не настоящие лунатики: на их режим и поведение влияет не сама Луна, а чередование приливов и отливов, связанное с обращением Луны.

Однако многие существа на Земле – среди них есть и представители рода человеческого – в самом деле относятся в некоторой степени к разряду «лунатиков»: они, похоже, способны ощущать воздействие лунного притяжения непосредственно. Еще В. Шекспир подозревал Луну в весьма неблаговидных делах. Например, в причастности к тем драматическим событиям, которые разыгрались в пьесе «Отелло».

Влияние Солнца все мы испытываем постоянно. И это не только его свет и тепло – от Солнца ощутимо зависят ритмы множества земных процессов.

Дыхание биосферы

Мы более склонны распространять на Вселенную земные законы, нежели в земном и обыденном замечать проявления законов космоса. В свое время А. Чижевский с горечью писал: «Как случается всегда, когда делается какое-либо серьезное научное открытие… стали появляться многочисленные догадки и высказывания о тех или иных воздействиях солнечных пятен на различные биологические явления… Тема о влиянии солнечных пятен настолько опошлилась, что было время, когда даже серьезные исследователи, подметив то или иное явление, связанное с влиянием пятен, не решались выступать с его опубликованием, боясь быть поднятыми на смех».

Сейчас уже всем ясно, что при планировании сельского и лесного хозяйства, рыбного, охотничьего и целого ряда других промыслов важен долгосрочный прогноз природных изменений, прежде всего колебаний погодных условий. Важнейший элемент такого прогнозирования – расчет экстремальных изменений погоды, зависящий от закономерностей циркуляции атмосферы в связи с солнечной активностью и другими космическими и земными факторами (например, с состоянием океана).

Мы коснемся только одного природного фактора, обусловливающего цикличность урожайных лет. Этот фактор – погодные, климатические условия, меняющиеся в соответствии с циклами солнечной активности.

Роль солнечной активности в формировании условий для развития растений несомненна. На материалах повторяемости жестоких засух в России известный статистик Е. Е. Слуцкий еще в 1935 г. рассчитал, что пики кривой неурожайности в Европейской России за 1801—1915 гг. близки к фазам минимума солнечной активности. Вероятность такого типа распределения, по его данным, составляет более 99,99 %.

Оказалось, что характер солнечно-земных связей меняется в зависимости от географической части страны. Засухи нередки и вблизи максимума солнечной деятельности, а в некоторых районах они в этот период даже преобладают. Такое положение связано с местными особенностями циркуляции атмосферы, влияющими на распределение воздушных масс, температуры и влаги. Все это вместе взятое приводит к периодическим изменениям состояния растительности и, следовательно, урожайности в отдельных районах или на большей части территории нашей страны. Один из важнейших резервов повышения надежности сельскохозяйственного производства – это прогноз изменений урожайности на основе учета солнечной активности и погодно-климатических условий.

Цикличность приростов урожая проявляется при наблюдениях не только за зерновыми культурами – рожью, пшеницей, овсом, ячменем, но и за картофелем, свеклой и даже за такими культурами, как лен, который выращивается в увлажненных местностях, и хлопок, возделываемый при орошении. При рациональном использовании имеющихся в распоряжении человека средств повышения урожайности влияние стихийных сил природы уменьшается. Чтобы получить гарантированный урожай, нужно знать прогноз природных циклов, чтобы своевременно перераспределить ресурсы.

Немалый урон земледелию наносят вредители сельского хозяйства. Можно ли предвидеть периоды массового увеличения численности грызунов и, используя заранее эффективные средства борьбы, предотвратить наносимый ими огромный ущерб сельскому хозяйству? Да, можно. В основе такого долгосрочного прогноза лежит прогноз солнечной активности. Дело в том, что нашествия грызунов совершаются циклически и связаны с периодами изменений увлажненности территорий.

Периодам солнечной активности соответствуют массовые перелеты саранчи. В XIX в. было девять саранчовых вспышек, в XX столетии за 60 лет саранча-шистоцерка 6 раз достигала границ Туркмении. В 1958 г. шистоцерку быстро ликвидировали благодаря прогнозу.

В основе массового размножения саранчи лежат изменения климатических факторов, связанных с солнечной активностью, в результате чего создаются благоприятные для нее кормовые условия. В целом связь между поведением живых организмов и процессами на Солнце весьма существенна.

В природе существуют как «собственная» ритмика вида, так и циклы, обусловленные внешними причинами. В этом можно убедиться при сопоставлении данных о размножении морских обитателей и о лунных приливах. Одной из внешних причин колебаний численности рыб может быть и солнечная активность.

В эпохи максимумов солнечной активности на Амуре обычно наблюдаются повышенные летние и часто очень низкие зимние температуры. Перегрев воды вызывает у мигрирующих лососей ускоренное против обычного созревание гонад и более быстрое сжигание накопленного в море энергетического запаса. Преждевременно созревшие рыбы устремляются в низовые, нетрадиционные для многих из них притоки Амура, а верхнеамурские нерестилища оказываются незаполненными. Ускоренное истощение организма и нарушение кислородного обмена при повышенной температуре воды приводит к массовой гибели готовых к нересту лососевых. В такие годы можно наблюдать печальную картину: сотни и тысячи тушек уже безжизненной рыбы, не отметавшей икры, плывут по течению рек.

Кроме того, массовое скопление рыбы в одном нерестилище влечет за собой «перепахивание» уже заложенных нерестовых гнезд. Суровой зимой промерзание нерестилищ ведет к гибели икры. Обсохших нерестовых гнезд бывает тем больше, чем выше был уровень воды во время нереста. Горбуша же в основной своей массе мечет икру в самый разгар летнего паводка. Чем больше разлив, тем больше икры уносится водой и погибает.

Механизм солнечного влияния на размножение рыб в самой общей форме выражается как следствие колебаний количества биомассы планктона, зависящего от температурного режима океана. Чередование периодов потепления и похолодания моря может служить основанием для заблаговременного предсказания естественных изменений воспроизводства рыб.

Как видите, изучение солнечно-биологических связей важно для теории и практики естествознания, для прогнозирования и, следовательно, своевременной организации целенаправленных действий по оптимизации управления биологическими процессами.

Дыхание Земли (долговременные глобальные циклы)

Провозвестником гипотезы расширения и пульсаций можно считать всеведущего Леонардо да Винчи, который в одном из своих написанных зеркальным почерком трактатов рассуждал о росте и дыхании Земли, рассматривая ее как своеобразный организм. Но это было не строгое научное рассуждение, а некая романтическая смесь натурфилософии и поэзии, характерная для подобных прозрений, к которым принадлежат и атомы Левкина и Демокрита, изображенные как выход из логического тупика, и пульсирующая Вселенная индийских эпосов «Махабхараты» и «Рамаяны», и многое другое в том же роде. Научные рассуждения начались лет сто назад, когда появились первые попытки объяснить расширение Земли, совпадение очертаний континентов и было высказано предположение, что гравитация – это поток частиц, льющихся из космоса на все небесные тела, отчего эти тела помаленьку увеличиваются в объеме.

В этих предположениях мы видим зародыши двух направлений, по которым развивались представления о расширении Земли. Очень долго эти представления пребывали в разряде курьезов и причуд, пока в 30-40-е гг. XX столетия за их разработку не взялись крупные ученые – геологи, геофизики, физики. Но должно было пройти еще три десятка лет, прежде чем у сторонников расширения накопились убедительные факты и к их голосу стал прислушиваться научный мир.

Когда геологи исследуют извлеченный из скважин материал, они часто натыкаются у самой поверхности Земли на породу с таким составом и с такой структурой, какие возникают только под очень высоким давлением. Столь высокое давление царит лишь на глубине около 50 км. Как же эти породы поднялись к поверхности с такой глубины?

Представить себе это можно, только допустив, что 3,5 млрд лет назад, когда эти породы образовались (а именно таков их возраст), радиус Земли был в полтора-два раза меньше нынешнего, а сила тяжести много больше. При таких условиях давление, которое мы теперь обнаруживаем на глубине 50 км, могло существовать и на десятикилометровой глубине, откуда по мере постепенного разуплотнения Земли разные породы могли подняться кверху без особых хлопот.

Точно так же разгадывается и давнишняя загадка алмазоносных кимберлитовых трубок. Заключенные в этих трубках алмазы могли возникнуть лишь при такой температуре и при таком давлении, какие в наши дни найдешь только на глубине 200 км. Сами же трубки образовались на меньшей глубине, да еще и гораздо позже алмазов. Содержимое старше оболочек – что это значит? Только то, что алмазы рождались в недрах очень юной Земли, когда ее радиус был много меньше нынешнего, и их колыбелью была самая верхняя часть мантии. А спустя сотни миллионов лет алмазы обволокло и увлекло за собой вещество кимберлитовых трубок, выпиравшее из недр в процессе расширения.

А циклы роста кораллов! Эти годичные циклы, как у деревьев, видны невооруженным глазом, они всем давно известны. Но вот на кораллы взглянули в электронный микроскоп и увидели суточные ритмы роста – по 365 ритмов в каждом цикле. Однако что это? У кораллов, которым от роду 300 млн лет, число ритмов в годовом цикле возрастает до 390, а у тех, которым 390 млн лет, их насчитывается уже 400! Не говорит ли это о том, что ежегодное количество оборотов Земли вокруг своей оси постепенно уменьшилось? За 390 млн лет Земля потеряла 35 оборотов. Считается, что в этом виноват особый характер гравитационных связей между Землей и Луной. Вполне возможно. Но и постепенное увеличение земного радиуса сбрасывать со счетов нельзя. За последние 400 млн лет он увеличился на 4 %, отчего поверхность земного шара расширилась на 8 %, объем его вырос еще больше, а средняя плотность, наоборот, уменьшилась. Из-за уменьшения плотности и замедлилось вращение Земли. Палеомагнитные измерения как будто подтверждают это.

Признаки расширения обнаруживаются на разных стадиях развития планеты. В одни эпохи оно усиливалось, в другие – ослаблялось. Первое усиление произошло 3,5 млрд лет назад, потом от 1 до 1,5 млрд лет назад. Мы с вами живем в новую эпоху усиления, начавшуюся «совсем недавно» – 250 млн лет назад. За это время радиус Земли увеличился не более чем на 10 %. Не так уж мало. 10 % – это 637 км, почти как расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга.

Может быть, причину разуплотнения вещества следует искать не во Вселенной, а в самой Земле – в непрекращающихся ни на миг процессах преобразования вещества планеты и непрерывного смещения границ всех ее слоев? Слои эти в постоянной перестройке: легкие элементы всплывают, тяжелые тонут, из пучин подымаются газы, идет образование воды. Прямо какая-то реторта, а не «небесное тело»! Вполне возможно, что при таком безостановочном бурлении плотность Земли уменьшается. Вот уже более четырех миллиардов лет существует наша планета, а ее тектоническая и магматическая активность все не затихает. Поистине это самая живая из всех планет земной группы, и неспроста расширение мы находим прежде всего у нее, а не у Марса или Меркурия.

Силикатно-окисное вещество мантии испытывает в глубине такие фазовые превращения, которые просто не могут не заставить Землю расшириться. Ядро планеты состоит из гидридов металлов и из металлов с растворенным водородом. Водород выходит из ядра, но от этого увеличивается в объеме и вся Земля. Расширение продолжается и поныне, но, как и прежде, оно протекает циклично: время от времени замедляется и даже чередуется со сжатием.

Вот мы и дошли до пульсаций.

Без пульсаций не обойдешься. В самом деле, чем, кроме пульсаций, объяснишь цикличность вулканизма! То вся планета извергает лаву, то вулканы покрываются коркой, умолкают на века, и у их подножий расцветают беспечные Помпеи и Геркуланумы. То же и с океанами: в одни эпохи они наступают на сушу, в другие – отступают. То же и с накоплением осадков. Да всех циклических явлений и не перечислишь.

Любопытная закономерность: вулканы оживают в одни и те же периоды – в эпохи растяжения коры. В эпохи ее сжатия они замирают. У пульсаций океана тот же ритм. В эпохи сжатия кора коробится, емкость океанских впадин увеличивается, в них собираются гигантские массы воды, океаны как бы отступают от суши. В эпохи же расширения неровности сглаживаются, емкость впадин уменьшается, вода растекается по поверхности Земли – океан наступает на сушу.

Но ярче всего пульсация проявляется в зонах рифтов – гигантских узких расщелин, где из недр выпирает юная кора, и в зонах геосинклиналей – обширных и вытянутых участков коры, испытывающих, как говорят геологи, длительное глубокое погружение. Приходит время, и в коре начинаются сильные поперечные сжатия. В геосинклинальных областях образуются тогда складчатые структуры, и блоки коры надвигаются друг на друга, как торосы во льдах полярных морей. Через многие тысячелетия сжатия прекращаются, и по всей планете начинают образовываться новые или оживают старые рифты. Это вступают в игру силы противоположного знака – силы растяжения коры. Зоны рифтов более восприимчивы к действию сил растяжения, а зоны геосинклиналей – к действию сил сжатия. Увеличивается объем планеты – растут рифты, уменьшается объем – сужаются геосинклинали. Циклы образования складок строго чередуются с циклами развития рифтов.

Что все-таки заставляет сокращаться и увеличиваться земной радиус? Циклы от нескольких миллионов до сотен миллионов лет обязаны своим происхождением, по всей вероятности, неравномерному выделению тепловой энергии, поднимающейся от ядра к поверхности Земли как бы волнами. А что лежит в основе других циклов? Имеют ли отношение к пульсациям Земли колебания гравитационной постоянной, если, конечно, они существуют? А сложные ритмы всей Солнечной системы? Окончательных ответов на все эти вопросы пока нет, но они, бесспорно, будут найдены, и, по единодушному мнению геологов, произойдет это тогда, когда человек начнет обживать космос, направит из него на Землю глаза и уши приборов и внимательно понаблюдает за ней.