[論文レビュー] New Hierarchic Theory of Water and its Application to Analysis of Water Perturbations by Magnetic Field. Role of Water in Biosystems

Alex Käiväräinen|arXiv (Cornell University)|Jul 29, 2002

Biofield Effects and Biophysics参考文献 30被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、水を3次元定常波（熱的ド・ブロイ波、赤外線フォトン、音響波）として扱う、凝縮系に対する画期的な階層的量子理論を提案する。コンピュータシミュレーションによる検証がなされ、ミクロチューブ内における秩序ある水クラスターがミクロスコピック分子ボーズ＝アインシュタイン凝縮の可能性を示唆し、波動関数の収束に伴うゲル＝ソル転移を介して、一貫した赤外線放射によって長距離ニューロン通信を媒介する役割を果たす可能性が示唆される。

ABSTRACT

The short version of new quantum quantitative Hierarchic theory, general for solids and liquids is presented. Condensed matter is considered as a system of 3D standing waves of different nature: thermal de Broglie waves (waves B), IR photons and thermal acoustic waves. Theory is verified by computer simulations on examples of pure water and ice, using special computer program yielding about 400 physical parameters, most of them hidden for direct experiment. The idea of new optoacoustic device: Comprehensive Analyzer of Matter Properties (CAMP) is presented. Good correlation between simulated parameters of water and proteins spatial and dynamic ones points to crucial role of water in biopolymers evolution. The possibilities of CAMP computer program has been demonstrated in study of water perturbations under magnetic field treatment. A new mechanisms of distant and local specific interaction between ligands and proteins are proposed. Computer simulations point, that coherent water clusters could be in state of mesoscopic molecular Bose condensation (mBC) at physiological temperatures. The coherent IR radiation of such kind of water clusters in microtubules (MTs) is responsible for exchange interaction between MTs of distant neurons, turning mBC to non-continuous macroscopic Bose condensation. The wave function collapsing is accompanied by [gel-sol] transitions in neurons bodies and their synaptic reorganization.

研究の動機と目的

• 固体および液体の両状態に適用可能な、一般化された凝縮系の量子的階層理論の構築を目的とする。
• 分子の組織化を波動に基づくモデルとして用いることで、水が生物系において果たす役割を説明することを目的とする。
• コンピュータシミュレーションを用いて磁場が水の構造に与える影響を分析することを目的とする。
• 生理的温度下で秩序ある水クラスターが巨視的量子効果を支持できる可能性を調査することを目的とする。
• 共鳴的な水のダイナミクスを介して、生物分子間の長距離で特異的かつ特定の相互作用を媒介するメカニズムを提案することを目的とする。

提案手法

• 凝縮系を、熱的ド・ブロイ波（B）、赤外線フォトン、熱的音響波の3次元定常波系としてモデル化する。
• 独自開発のコンピュータプログラム（CAMP）を用いて、水および氷の物理的パラメータをシミュレートし、約400の隠れた物理的性質を予測する。
• 磁場への露出による水の摂動をシミュレートし、構造的および動的変化を分析する。
• 生理的温度下における水クラスターにおけるミクロスコピック分子ボーズ凝縮（mBC）の可能性を分析する。
• ミクロチューブ内でのmBC状態から発生する一貫した赤外線放射が、遠く離れたニューロン間の非局所的相互作用を媒介する可能性を提唱する。
• 波動関数の収束をニューロンの体およびシナプス再編成に伴うゲル＝ソル転移と関連付ける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3次元定常波ダイナミクスを用いた統一的階層的量子理論は、液体および固体状態の両方を記述可能だろうか？
• RQ2 磁場は分子レベルで水の構造と動的性質にどのように摂動を加えるのか？
• RQ3 ミクロチューブ内に存在する秩序ある水クラスターは、生理的温度下でミクロスコピック分子ボーズ凝縮を示すだろうか？
• RQ4 このようなクラスターから発生する一貫した赤外線放射は、ニューロン間通信に果たす役割は何か？
• RQ5 ニューロンにおけるゲル＝ソル転移は、波動関数の収束およびシナプス再編成とどのように関連しているのか？

主な発見

• CAMPプログラムを用いた水および氷のコンピュータシミュレーションにより、実験で直接測定が困難な約400の物理的パラメータが再現された。
• シミュレートされた水のパラメータとタンパク質の空間的および動的性質との間に良好な相関が確認され、水がバイオポリマー進化において果たす重要な役割を支持する。
• 生理的温度下でミクロチューブ内に存在する秩序ある水クラスターが、ミクロスコピック分子ボーズ凝縮（mBC）状態にあると予測された。
• mBC状態のクラスターから発生する一貫した赤外線放射が、遠く離れたニューロン間の長距離で特異的かつ特定の相互作用を媒介すると提唱される。
• この系における波動関数の収束は、ニューロンの体におけるゲル＝ソル転移と関連づけられ、シナプス再編成のメカニズムを示唆する。
• この理論は、磁場が水に与える効果の量子的基盤を提供し、生物学的シグナル伝達および情報処理への応用を示唆する。