Текст книги "Сверхъестестественное. Научно доказанные факты"

В литературе встречается описание множества экспериментов с вероятностными событиями. Предположительно, одним из первых был отчет Джозефа и Луизы Райн [97] о влиянии оператора на исход игральных костей. Стоит упомянуть также работы [98; 100; 101] о первых экспериментах с физическими генераторами случайных чисел (ГСЧ). Эти работы начались в 80-х годах [29] и проводились на множестве генераторов случайных событий (среди них даже механические [102]). Например, в [105] авторы указывают на целую сеть ГСЧ по всему миру и взаимосвязь аномалий ГСЧ и всемирных событий, таких как 11 сентября 2001, чемпионат мира по футболу, локальные праздники [99] и т. д. Имеются также работы по влиянию эмоционального состояния оператора на аномалии ГСЧ [106] и совместные биологические/ГСЧ эксперименты [107]. В [26] показаны модели ГСЧ, использованные в спин-торсионных экспериментах.

Для этого сенсора была разработана специальная схема, использующая два полупроводниковых источника шума – диоды Зенера, работающие в режиме лавинного пробоя. Особенность этой схемы заключается в анализе аналогового шумового сигнала, что существенно поднимает чувствительность прибора. Аналого-цифровое преобразование и предварительная обработка сигналов происходят на внутреннем микроконтроллере. Данные по RS232-интерфейсу – порядка 1000 отчетов в секунду – пересылаются на компьютер, где производится их дальнейшая статистическая обработка. Из-за большого количества данных этот сенсор требует существенное количество вычислительных ресурсов. Так же как и в случае твердотельного сенсора, аналоговая часть находится в зоне структурного усилителя, использующего эффект форм. Сенсор может работать как дифференциальный датчик или как два независимых сенсора с разнотипными источниками шума. Выход этого сенсора – это рассчитанная величина z, характеризующая статистические параметры шума. Без воздействия z находится в пределах -1,645 – +1,645 и -2,33 – +2,33 для различных доверительных вероятностей. При воздействии z выходит за эти рамки.

Рис. 101. Внешний вид аналогового RNG.

Рис. 102. Воздействие светодиодного генератора на полупроводниковый ГСЧ. Серой полосой показано время воздействия генератора, расстояние между генератором и сенсором 0,4 метра; (а, б) Динамика кумулятивной величины z. Показаны сигнификантные z = -1,65 и z = -2,33 (данные из работы [323]).

На рис. 102 показан результат эксперимента по воздействию светодиодного генератора на полупроводниковый ГСЧ из работы [323]. Для оценки величины воздействия можно выбрать отношение максимального z, полученного во время работы генератора, z = -2,514232 и z = -2,383765, к сигнификантному значению z_0,95 = -1,6545 для дальнейшего анализа, то есть z_0,95 является ожидаемым значением. Поскольку происходит анализ на основе очень большого количества данных – на уровне 10⁷–10⁹ выборок – то систематическая и случайная погрешности данного метода и измерения очень низкие и могут быть приняты как <0,01 %.

В качестве твердотельных сенсоров были опробованы несколько вариантов схем на основе пассивных элементов, таких как конденсаторы (в том числе на основе так называемых суперконденсаторов), резисторы, сегнетоэлектрики и даже жидкокристаллические структуры. Все эти сенсоры основаны на изменении свойств материалов датчика. К сожалению, данные сенсоры обладают малой величиной отклика и высокой зависимостью от температуры. Более того, поскольку свойства вещества под действием излучения меняются довольно медленно, эти сенсоры характеризуются малым быстродействием. В лаборатории они практически не используются. Однако в целях ознакомления с конструкцией этого типа сенсоров мы решили дать более подробное описание индуктивного датчика, разработанного В. Замшей [150] и В. Т. Шкатовым [150; 360].

Этот датчик основан на изменении магнитной проницаемости ферритов. Чувствительность таких датчиков зависит от подмагничивания ферритового сердечника. Было выявлено экспериментально, что для повышения чувствительности таких датчиков надо уменьшить относительную проницаемость этих ферритов примерно на одну треть. При этом резко возрастает чувствительность катушки с таким сердечником к внешним магнитным полям, а также создается возможность использования их и для детектирования неэлектромагнитных полей. Для практической реализации такого детектора были использованы готовые малогабаритные дроссели с общей индуктивностью 4 мГ и два дископодобных магнита диаметром порядка 2 см. Следует заметить, что для такого датчика надо применять дроссели на основе феррита с большой начальной магнитной проницаемостью – порядка 5000+ – 10000+. На рис. 103 показан общий вид этого датчика.

Рис. 103. Общий вид индуктивного датчика В. Замши (фотография из [150]; опубликовано с разрешения автора).

Как видно из рисунка, сам дроссель располагается в короткой пластиковой трубке, а по обеим сторонам от него вставлены два дисковых магнита таким образом, чтобы общая индуктивность такой системы была в пределах от 2,8 мГ до 3 мГ. Эта конструкция (концы дросселя) подключалась к схеме стандартного генератора, собранного на транзисторе BC547. Этот генератор генерировал примерно на частотах 150–200 кГц, и выходная частота контролировалась частотомером с разрешением 1 Гц. Надо сказать, что генератор нуждается в стабильном температурном режиме, иначе наблюдается значительный уход частоты.

Погрешности этого метода определяются качеством температурной стабилизации и схемой подвода «высокопроникающего» излучения к рабочему телу (из-за низкой чувствительности сенсорных элементов). Поскольку используются схемотехнические решения, сходные с методом высокочастотной кондуктометрии, погрешности этого метода находятся на уровне кондуктометрии.

Полевые приборы измеряют фазовые или амплитудные параметры переменного электрического или магнитного полей. Одним из первых приборов такого типа является ИГА-1 разработки Ю. П. Кравченко. В лаборатории были повторены некоторые схемы этого прибора на основе метода фазовой детекции сигналов, полученных от сенсора электрических полей. Довольно неплохие результаты работы этих схем позволяют говорить о перспективности данного типа сенсоров. Мы приведем короткое описание исходного прибора.

Индикатор геофизических аномалий ИГА-1 представляет собой высокочувствительный селективный измеритель электромагнитного поля. Предназначен для измерения электромагнитной составляющей геомагнитного поля Земли в диапазоне 5…10 кГц, чувствительность прибора составляет от единиц до сотен пиковольт. В качестве выходного параметра прибора используется интеграл фазового сдвига на анализируемой частоте. Прибор выполнен в виде переносного измерительного датчика с визуальной индикацией и соединенного с ним кабелем блока питания. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока или аккумуляторов, потребляемая мощность – 5 Вт. Прибор ИГА-1 относится к разработкам в области экологии, медицины и подземной разведки и может быть использован для обнаружения воздействия на человека аномалий земного излучения, в том числе электромагнитного, в так называемых геопатогенных зонах, для измерения в целях медицинской диагностики, подземной разведки металлических и неметаллических трубопроводов, пустот, водяных жил, захоронений. Аппаратура ИГА-1 выпускается в трех вариантах: для измерений в помещениях, для измерений в полевых условиях и в стационарном варианте для отработки связи (см. рис. 104).

Погрешности этого метода довольно низки. Во-первых, сенсор практически не зависит от температуры (только электронная схема преобразователя). При работе в стационарном режиме влияние паразитических электрических полей (например от проводки) легко компенсируется. Использование инструментальных прецизионных усилителей позволяет оставаться на уровне 0,1–0,01 % систематической погрешности.

Рис. 104

Случайная погрешность зависит от конкретной схемы подвода излучения. Для переносных приборов она очень высокая, поскольку даже при приближении антенны к любой поверхности наблюдается сильная реакция на электрические/электростатические поля. В лаборатории эти типы сенсоров используются только как стационарные приборы.

Тесты на основе фазовых переходов могут быть выполнены с различными материалами, принимающими жидкую форму. Наиболее удобным из них является вода или жидкие полимеры. Очень интересны тесты, связанные с агрегацией гомогената зеленых листьев (сильно измельченный биологический материал, просеянный через мелкое сито) [457]. Тесты с расплавленными металлами, хоть и по ним получено большое количество данных [456], вряд ли можно использовать в условиях большинства тестовых лабораторий (об этих работах будет сказано подробнее в следующих главах).

В литературе известны эксперименты с выпариванием и вымораживанием воды. Авторы в [411] выпаривали водный раствор сульфата меди при комнатной температуре. Была установлена зависимость размера кристаллов от частоты работы генератора.

Испарение воды и анализ полученных кристаллов также были проведены в [410]. В [420] проводился анализ кинетических кривых изотермического испарения проб воды. В работах [453; 454] авторы визуально анализировали кристаллы, полученные при замерзании воды. Однако все эти работы помимо эффекта продемонстрировали также и сложность получения количественных данных при анализе.

Рис. 105. Дефект полимеризации под воздействием излучения. Видно образование концентрических узоров в пластике.

Для получения количественных данных можно использовать анализ динамики льдообразования и анализ изменения некоторых свойств пластиков при полимеризации под действием «высокопроникающего излучения» [455]. Как известно, замерзание воды происходит неравномерно и зависит от многих факторов, например от активности воды [498], наличия ядер твердой фазы и других факторов. Более того, динамика замерзания воды включает в себя несколько фаз, на основе которых предложены многие устройства, например по очистке воды [499]. Для анализа льдообразования и построения моделей привлекаются также спиновые квантово-механические концепции [500].

Рис. 106. Примеры тестов конденсации гомогената под воздействием пассивного генератора (система конусов). (а) Вертикальная кювета, контрольный замер; (б) вертикальная кювета, экспериментальный замер; (в) горизонтальная кювета, контрольный и экспериментальные замеры.

В лаборатории были проведены тесты с тремя типами систем: образование кристаллов в перенасыщенных растворах CuSO4 и NaCl, конденсация (агрегация) гомогената зеленых листьев и некоторых других органических материалов и полимеризация жидкого полиуретана. Примеры двух тестов с вертикальными и горизонтальными кюветами с гомогенатом показаны на рис. 106. В тестах с выпариванием перенасыщенного раствора были также получены разные формы и размеры кристаллов в контрольных и экспериментальных попытках. Однако процесс кристаллизации зависит от температуры, влажности и ряда других параметров окружающей среды. Добиться строго одинакового процесса испарения при работающем генераторе – несколько нетривиальная задача. Поэтому вопрос чистоты этих экспериментов все еще остается открытым.

Методология измерений

Как было показано в предыдущих разделах, существует достаточно много как генераторов, так и сенсоров «высокопроникающего» излучения, воспроизведенных в различных лабораториях. Основная методология экспериментов заключается в том, чтобы максимально изолировать измерительную систему от температурных, электромагнитных, акустических, механических и других воздействий. Изменения в показаниях изолированных сенсоров, каузально совпадающие со временем работы генератора, являются демонстрацией «высокопроникающего» излучения.

В проведенных экспериментах влияние температуры было минимизировано до уровня 10^-2°C, ЭМИ – до уровня 10^-6 Т и 10^-3 В/м, механические и другие воздействия были практически полностью исключены. Минимальные изменения рабочих параметров сенсоров находятся в большинстве приборов выше уровня погрешностей подавляемых факторов. Были произведены многочисленные опыты [25; 149; 324; 436; 474], для того чтобы показать, что эти изменения не вызваны температурными и ЭМИ-факторами. При воспроизведении опытов необходимо уделять пристальное внимание качественному подавлению этих факторов. Необходимо всегда прикладывать диаграммы измерения температуры во время эксперимента, поскольку зачастую именно температурные изменения являются источником реакции датчиков.

Одной из основных проблем в подобных экспериментах является тест работоспособности генератора. Поскольку для детекции излучения генератора нужен сенсор, а для определения работоспособности сенсора нужен генератор, то возникает известная проблема курицы и яйца, которую очень сложно разрешить, не имея под рукой или протестированного генератора, или протестированного сенсора. Зачастую свойства генератора, например его дальнодействие, интерпретируется неправильно, что также ведет к отрицательному результату.

Для некоторых феноменов понятия «интенсивность излучения» и «эффективность воздействия» не связаны между собой. Например, в работе [149] интенсивность излучения светодиодного генератора была уменьшена вдвое путем отключения половины излучающих светодиодных полей. Однако это не отразилось существенным образом на качестве сигнала, принятого ДЭС-сенсорами. В работе [24] был зарегистрирован сигнал на расстоянии в 13 800 км при оптической мощности оптоволоконного передатчика в 1 мВт. Поэтому в экспериментах необходимо в первую очередь оценивать именно эффективность воздействия, которое может быть достаточно высоким даже при низкой интенсивности излучения генератора (измеряемой, например, в потребляемой мощности).

Трудность анализа данных, получаемых из приборов, заключается также в необходимости интерпретации данных в терминологии «высокопроникающего» излучения. Поскольку отсутствует общепринятая модель для подобного рода излучения, то возникает вопрос, как именно нужно понимать различную динамику сенсорных данных. Мы исходим из ряда следующих постулатов:

1. Сенсоры могут подвергаться воздействию излучения из естественных и искусственных источников, которое изменяет их физико-химические свойства. Эти изменения происходят постепенно во времени, то есть необходимо наблюдать долговременную динамику до и после воздействия. Некоторые объекты, побывавшие некоторое время под «высокопроникающим» излучением, сами становятся вторичными источниками излучения. При их размещении вблизи сенсоров будут также происходить изменения в параметрах сенсоров, которые являются пропорциональными степени вторичного излучения.

2. Существуют два разных фактора воздействия на сенсоры: локальный и нелокальный. Локальный убывает с расстоянием, нелокальный (например с использованием «объектов-близнецов») в какой-то мере не показывает существенной зависимости от расстояния между адресными объектами (однако по-прежнему интенсивность взаимодействий в системе «адресный объект – сенсор» зависит от расстояния между ними).

3. Расстояние, на котором проявляется локальный фактор, точно не известно. Эксперименты показывают, что изменения от малых объектов все еще воспринимаются на расстояниях до 30–50 см. Если сенсоры расположены слишком близко друг к другу, возможны кросс-взаимодействия между сенсорами и тестовыми объектами.

4. Существует фактор воздействия на сенсоры окружающей среды в виде ЭМ-полей, геобиологических и других эффектов. Так, разнесенные на некоторое расстояние сенсоры, если они будут подвергаться различным воздействиям окружающей среды, будут также демонстрировать различную динамику.

5. Существует эффект «зашумления результатов экспериментов», см., например, [474]. Он проявляется в том, что после некоторого количества измерений уменьшается соотношение «сигнал/шум», система начинает демонстрировать различные изменения в сигналах даже в спокойном (без воздействия) состоянии. Как показано в предыдущих работах, этот эффект ведет к тому, что измерительный прибор начинает выдавать шумовой сигнал. Единственным действующим способом на данный момент является отключение прибора и «выстаивание» его в отключенном состоянии. После некоторого времени (обычно время работы равно времени «отстаивания») прибор снова пригоден к измерениям (см. главу, посвященную приборным фантомам).

При проведении пробных и настроечных экспериментов предлагается следующая методика цикличных воздействий. Генераторы и сенсоры включаются на период 24 часа в режиме, например, 1 час воздействие, 3 часа пауза. Иными словами, получается 6 активных воздействий. Для анализа выбирается время 3 часа перед воздействием, один час воздействия и 3 часа после воздействия – итого временное окно в 7 часов. Эксперимент считается позитивным, если сенсор показал отклик во время 60-минутного воздействия. Этот цикличный эксперимент повторяется через один-два дня, пока не наберется как минимум 30 экспериментов. Для полученных результатов рассчитывается статистическая сигнификантность.

При обработке данных нужно задаваться двумя вопросами: а) было ли воздействие на сенсор во время работы генератора? б) не являлись ли предполагаемые воздействия регистрацией случайных явлений, например электрическими/тепловыми/ЭМ помехами/шумами?

а) Реакция сенсоров происходит либо за счет изменения тренда, или за счет довольно резких «всплесков». Если «всплески» происходят точно в момент включения или выключения генератора, весь эксперимент нужно считать недействительным, поскольку они вызваны, скорее всего, помехами по питанию. Изменения тренда легко детектировать, если провести линию, соединяющую точки изменения тренда. Все изменения должны лежать внутри времени включения излучателя. Любые изменения до или после включения излучателя должны игнорироваться. Общее правило детекции сигнала можно в упрощенном смысле сформулировать так: поведение тренда сигнала во время эксперимента должно существенно отличаться от времени до/после эксперимента.

Необходимо проследить изменения температуры и изменения напряжения на сенсоре. Как правило, температура изменяется под действием излучателя достаточно медленно, задержка составляет 20 минут и более (зависит от качества температурной изоляции контейнера с сенсорами). Точка изменения тренда температуры не должна находиться вблизи точки изменения тренда сигнала. Если точки изменения трендов находятся достаточно близко и само изменение градиента температуры отчетливо видно, то эти измерения нужно считать недействительными. В идеальном случае сенсор должен реагировать на включение излучателя, при этом температурные, ЭМ, механические, акустические, световые факторы воздействия должны быть исключены как можно более качественно.

б) Обзор литературы показывает, что в 15–25 % случаев сенсоры не дают отклика. Причин для этого несколько, они уже обсуждались в [123] и других работах. Поэтому вопрос случайности в показаниях сенсора необходимо рассматривать следующим образом: какова вероятность того, что изменения тренда случайно происходят во время включения генератора (схема 3 часа – 1 час – 3 часа) при повторении этого эксперимента N раз? Для ответа на этот вопрос необходимо провести достаточное количество повторений этого эксперимента. В статистике считается, что 30 независимых экспериментов представляют собой минимально существенное количество повторений. В работах [24; 149; 324] показаны примеры применения непараметрических тестов для проверки различных гипотез о случайном характере результатов. Для статистического анализа результатов значения сенсора можно представить как 1, если реакция сенсора совпала с временем воздействия (в течение часа), и 0 в противном случае. В качестве первого теста рекомендуется проведение хи-квадрат-теста относительно нуль-гипотезы о случайном характере показаний сенсора. Результат этого теста – величина z и ее уровень сигнификантности α — позволяют опровергнуть или же не опровергнуть нуль-гипотезу. Для второго теста можно сформировать контрольную группу, где 1 и 0 распределены случайным образом 50/50, то есть мы предполагаем белый шум в качестве такого случайного процесса. Для контрольной и экспериментальной групп проводится U-тест по методу Манна и Уитни. В более сложном варианте этого теста можно представить значения 1/0 для каждого часа эксперимента и рассмотреть различные статистические гипотезы о характере этих результатов.