CC BY
57
ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ: ВЗГЛЯДЫ И СУЖДЕНИЯ
Д-р экон. наук, канд. техн. наук В. А. Колоколов
Н. В. Григорович
ПИТАНИЕ ЧЕЛОВЕКА И ИНФОРМАЦИЯ (введение в информационное питание человека)
Предлагается новая концепция питания, рассматривающая потребление пищи не только как биохимический процесс, связанный с преобразованием энергии, но и как процесс, связанный с преобразованием информации. Показана возможность экспериментальной проверки концепции на основе методов газоразрядной визуализации.
Не хлеб питает наше естество -Но Слово Вечное, Жизнь, Дух - внутри него.
Ангелус Силезиус (1624-1677)
С каждым днем становится все более очевидным, что окружающий нас мир более сложен, чем представляется современной естественно-научной картиной мира. Количество реально наблюдаемых, но необъяснимых явлений в природе и связанных с жизнедеятельностью человека насчитывается тысячами. И в этом смысле пища человека, ее прием не являются исключениями.
Всем хорошо известно, что питание - одна из главнейших потребностей человеческого организма. Наряду с кислородом и водой пища необходима для обеспечения процесса обмена веществ. Продуктовый состав пищевого рациона здорового человека и способы кулинарной обработки пищи обеспечивают гармоническое развитие и сложную деятельность организма, в котором непрерывно происходят биохимические реакции, идут процессы изнашивания тканей и замены их новыми. Также хорошо известно, что питание должно быть сбалансировано в отношении количества и качества пищевых веществ, из которых состоят различные продукты. Необходимы правильное составление меню, рациональный распорядок приема пищи, надлежащая кулинарная обработка при тщательном соблюдении всех санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к качеству продуктов, технологическому оборудованию, ко всему предприятию питания, если пища готовится вне дома. Все больше людей начинают рассматривать кулинарию как определенный вид искусства со своими правилами и законами. Практически во всех странах мира создана индустрия питания, специалисты которой решают эти и другие подобные вопросы. Но так ли все понятно и просто? К сожалению, нет!
В вопросах питания, как в никакой другой области научных знаний, существует огромное количество противоречий. Почему одна и та же пища по-разному воспринимается людьми? Почему рекомендации врача-диетолога для одного человека оказываются полезными, а для другого - бесполезными, а то и вредными? Почему раздельное питание, прием различных пищевых добавок и т. д. практически малоэффективны в своем массовом применении? Известно множество случаев, когда человек, придерживаясь определенной формы пита-
ния, избавлялся от неизлечимых с точки зрения медицины болезней. Но данная схема питания, как правило, оказывалась совершенно неприемлемой для других людей, страдающих подобными заболеваниями.
Сегодня в развитых странах средняя продолжительность жизни человека заметно увеличилась. Однако при этом наблюдается парадоксальная ситуация: больных людей, страдающих различными заболеваниями, требующими длительного лечения, становится все больше. Более того, происходит смещение количества заболеваний на более ранний возраст. Не только молодежь, но и дети в наше время болеют чаще, чем в прежние годы. Происходит ослабление организма каждого отдельного человека. Это комплексная проблема нашей цивилизации, и прежде всего проблема питания человечества.
Нельзя не остановиться еще на одной проблеме питания. По данным БЛО (подразделение ООН, занимающееся вопросами продовольствия и сельского хозяйства), в 70-е гг. ХХ в. одна треть населения Земли недополучала необходимого количества питания, а десятая часть населения находилась на грани голода [11]. К концу ХХ в. риску недостаточного питания подвергался, как минимум, миллиард человек. Это приблизительно каждый шестой житель планеты. Естественно, география распространения недоедающих крайне неравномерна. Большая часть из них приходится на районы юго-восточной Азии и страны, северная граница которых располагается в Сахаре [6]. Конечно, недостаточное или неадекватное питание в той или иной форме встречается в каждой стране мира.
Сегодня ситуация заметно улучшилась. Общее производство продуктов питания в мире стало достаточным для того, чтобы обеспечить каждого жителя Земли должным количеством пищи - 2400 ккал в сутки [6]. Это приблизительно на 200 ккал больше среднего прожиточного минимума1. Вместе с тем здесь возникают свои проблемы. Первая - социально-экономическая. Наш мир устроен так, что нельзя поделить поровну для каждого жителя Земли все производимые продукты питания. Это важная проблема, но она выходит за рамки нашего исследования. Есть и другая проблема - технологическая. Она более серьезная, что может быть незаметно на первый взгляд. Если первая проблема в своем пределе приводит к заболеваниям людей в результате недоедания, то вторая - к возможности полного исчезновения потомков людей, питающихся современной пищей. Для обеспечения продуктами питания увеличивающегося с каждым годом населения требуются новые технологии в индустрии питания. И они реализуются. Срок хранения натурального молока не превышает суток. Молоко, приобретаемое в наших магазинах, может храниться до полугода. Естественно, что это результат новейших высоких техно-
1 Калорийность пищи оценивается по количеству теплоты, выделяемой при сжигании пищевого продукта в атмосфере чистого кислорода. Но процессы горения (окисления) пищевого продукта и процессы, происходящие в живой клетке при питании человека, принципиально различны. В первом случае результатом разрыва химических связей является тепло, во втором - синтез АТФ, происходящий без сколько-нибудь заметного изменения температуры организма. Это пример одного из противоречий, возникающих при осмыслении процесса питания человека.
логий в индустрии питания. Подобный пример можно отнести к подавляющему большинству продуктов питания. Ни в коей мере не отрицая достижений современных технологий индустрии питания, более того, всячески поддерживая их и занимаясь их совершенствованием, мы говорим о необходимости индивидуального подбора продуктов питания для каждого человека. Сколько и каких генно-модифицированных продуктов может употреблять человек без опасности для своего и своих потомков здоровья? Какое количество продуктов с содержанием консервантов, стабилизаторов, усилителей вкуса и т. д. будет допустимым в ежедневном рационе человека? Можно ли без вреда здоровью употреблять полностью синтетическую пищу? Все эти вопросы являются весьма актуальными при изучении проблем питания современного человека, в частности, объясняют, почему сегодня так увеличилось число больных людей в мире.
«Все болезни начинаются с желудка» - эта мудрость древних врачей, безусловно, остается неизменной и сегодня. Во всех странах мира огромную популярность приобретает экологическое питание. Считается, что овощи и фрукты, выращенные в экологически чистых районах без использования органических и минеральных удобрений, представляют не просто натуральное питание, а являются природным лекарством, помогающим людям восстанавливать свое здоровье. В результате люди платят за эти продукты в несколько раз больше рыночной стоимости. Возникла тенденция возврата к натуральному питанию. Но что такое «натуральное питание»?
Возьмем, например, хлеб. Можно показать различные направления, каждое подтвержденное научным обоснованием своей справедливости, какой хлеб должен употреблять человек. Одни утверждают, что настоящий хлеб должен быть из муки грубого помола с отрубями. Другие рекомендуют исключительно белый хлеб из пшеничной муки тонкого помола, не создающего трудностей при пищеварении. Третьи вообще отрицают хлеб как натуральный продукт. Каким следовать рекомендациям человеку при выборе хлеба? Вопрос остается открытым.
С другой стороны, что такое «чистый экологический продукт»? Современные данные по экомониторингу показывают [10], что сегодня в морепродуктах, выловленных в водах, далеких от человеческой цивилизации, содержатся ядохимикаты, использовавшиеся на полях Европы и Северной Америки. Любой сельскохозяйственный продукт, даже выращенный без применения удобрений, может содержать в себе элементы, вредные для человека. Но кто устанавливает, что человеку вредно, а что полезно? Прежде всего, это наука о питании. В наше время точно установлено, сколько калорий требуется человеку, сколько и каких витаминов, белков, жиров и т. д. Вместе с тем наблюдается следующая картина [3]. Несколько лет назад считалось, что для здоровья полезны только растительные жиры, а все животные жиры следует, по возможности, исключать. Теперь ученые доказали, что профилактическим средством против инфаркта является обязательное употребление в пищу жиров холодноводных рыб (макрелевых или скумбриевых), которые являются чисто животными жирами.
Доказано, что ряд аминокислот, необходимых человеку для жизни, содержится только в мясе. В этом смысле чисто вегетарианское питание не может быть полноценным. С другой стороны, исследования показывают, что часть вегетарианцев не страдает атрофией тех или иных функций и, по большому счету, даже здоровее прочих людей [3].
В этой связи интересна мысль, высказанная доктором Робертом Вагнером, научным руководителем компании Оепейс^1, в интервью с Бобом Клиффордом [13]. Он вспомнил Стюарта Буркера, написавшего пять нашумевших книг о здоровье, диете и питании. Получив степень магистра медицины в школе Тора - одной из лучших в Бостоне, Буркер занимался диетами для потери веса, рекомендованными 20-летним. Однако сам он умер в 40-летнем возрасте от кардиоамеопатии. Спрашивается, можно ли доверять подобным рекомендациям?
В этом же интервью приводится информация об эксперименте британских врачей, которые пытались найти способ лечения рака легких у курильщиков, рекомендуя принимать витамин Е. Витамин Е, содержащийся в овощах, как было доказано экспериментально, способствует предотвращению онкологических заболеваний. Эксперимент срочно был прекращен, когда несколько тысяч добровольцев уже ежедневно принимали витамин Е. Оказалось, что это только усиливало скорость развития рака легких, так как синтетический витамин Е, принимавшийся добровольцами, и натуральный, в коллоидной форме содержащийся в овощах, оказывают разное воздействие на человека.
И наконец, еще одна проблема питания, которая всем очень хорошо известна, но не получившая пока должного научного обоснования: почему пироги у каждой хозяйки получаются совершенно разными, хотя технологии их приготовления принципиально одинаковы? И это можно отнести к любым блюдам. Сегодня в ресторанах высокого класса в меню всегда можно найти предложения от шеф-повара. Вкусовые качества этих блюд оригинальны и неповторимы другим шеф-поваром, хотя технология и рецептура могут быть совершенно идентичными.
Данный вопрос распространяется и на национальную кухню в целом. Сохранение этнической самобытности народов в значительной мере определяется формами их питания. Исчезновение этноса начинается с размывания их национальной кухни. С другой стороны, возрождение национального самосознания, что очень характерно для большинства народов начала ХХ1 в., начинается именно с восстановления традиций национального питания как важнейшего знака национальной самобытности в глазах не только представителей своего этноса, но и иноплеменников [6].
«Голодным лучше быть, чем что попало есть...» - эти слова, сказанные Омаром Хайямом почти тысячелетие назад, в наше время начинают приобретать совершенно иной смысл, нежели даже десять-пятнадцать лет назад.
1 Компания основана в 2004 г. группой частных лиц. Она ведет работы в области лечения таких тяжелых заболеваний, как рак, СПИД, диабет и др.
Занимаясь поставленной проблемой, ученые инженерно-экономического факультета Российской экономической академии им. Г. В. Плеханова, в которой уже более пятидесяти лет изучаются вопросы питания и готовятся инженеры-технологи, пришли к оригинальной идее о процессе питания. По нашему мнению, процесс питания - это не только процесс поглощения соответствующего количества калорий, витаминов, жиров, белков и углеводов, т. е. биохимический процесс, связанный с преобразованием энергии, но и процесс, связанный с преобразованием информации. Эта идея очень хорошо коррели-руется с мыслью одного из создателей квантовой механики Эрвина Шредин-гера, который еще в 1945 г. написал небольшую книгу «Что такое жизнь с точки зрения физики?» [12]. По его утверждению, организм питается отрицательной энтропией. В любом живом организме, как и в любых других системах, все процессы идут с увеличением энтропии. Возрастание энтропии до определенных пределов приводит к уничтожению упорядоченности, что означает смерть для живого организма. Чтобы этого не произошло, а точнее произошло не так быстро, поскольку это процесс необратимый, человеку необходим обмен с окружающей средой, который осуществляется прежде всего через питание. При этом масса и энергия организма остаются неизменными. В процессе питания происходит, а точнее должно происходить уменьшение энтропии организма.
К сожалению, эти моменты, несмотря на то, что они практически были установлены Э. Шредингером, а также целым рядом других ученых еще в первой половине ХХ в., практически не учитывались в науке о питании человека.
Хотелось бы обратить внимание на одну важную мысль, предлагаемую именно нашим коллективом1: в процессе питания должно обязательно происходить уменьшение энтропии организма, что бывает далеко не всегда. Это свидетельствует о том, что одна и та же пища по-разному воздействует на людей. Более того, как показали наши собственные исследования, на одного и того же человека одна и та же пища в разное время с точки зрения изменения энтропии его организма воздействует по-разному, т. е. существует индивидуальное информационное воздействие пищи на человека.
В связи с вышеизложенным мы можем сформулировать принципиально новую концепцию питания человека: потребление пищи - это не только биохимический процесс, связанный с преобразованием энергии, но и процесс, связанный с преобразованием информации. Питаясь, человек не только получает определенное количество калорий, но и приобретает или теряет определенное количество информации (негэнтропии). А это говорит о необходимости такого индивидуального подбора продуктов питания для каждого человека, чтобы в процессе питания происходило понижение энтропии (увеличение количества информации) организма человека.
1 Авторский коллектив под руководством проф. В. А. Колоколова в следующем составе: проф. Б. А. Баранов, доц. Н. И. Герасименко, В. К. Григорович, доц. Г. Н. Дзюба, доц. Т. В. Жубрева, А. А. Мазанов.
Данная концепция позволяет разрешить многие противоречия в вопросах питания, обозначенных выше. Она получила рабочее название «Информационное питание».
Для подтверждения данной концепции авторами установлена теоретическая база, основанная на негэнтропийном подходе, определены информационные особенности питания человека и с использованием ГРВ-грамм, базирующихся на эффекте Кирлиан, проведены первые эксперименты.
Ниже приводятся некоторые основные моменты выполненной работы. В наших исследованиях мы исходили из принципа единства мира. Как бы ни был сложен наш мир, но он един. Этим и определяется предметное и методологическое единство познания природы и общества. Такие фундаментальные понятия, как энтропия и информация, справедливы не только в технике или естествознании, но и во всех других науках.
Впервые понятие энтропии было введено в научный оборот Р. Клаузиу-
сом в 1865 г. для объяснения процессов в термодинамике [4]:
=* ,
Т
Где dS - энтропия;
8Q - изменение количества теплоты; Т - температура в градусах Кельвина.
В закрытых системах все процессы идут с увеличением энтропии. Это позволило рассматривать ее как меру обесценивания энергии.
Чуть позже Л. Больцман установил свою знаменитую формулу, позволяющую рассматривать энтропию как величину, характеризующую степень неупорядоченности системы [1]:
S = к 1п Ж,
где к - постоянная Больцмана;
Ж - функция, которую называют термодинамической вероятностью данного состояния системы, или статистическим весом.
Статистический вес показывает число способов осуществления данного состояния.
Постоянная Больцмана определяется соотношением
к=А,
где Я = 8,31 Дж/моль • К - газовая постоянная;
N - число Авогадро (число молекул в моле газа), N = 6,06 • 1023 моль-1. Таким образом, к = 1,38 • 10-23 Дж/К.
Из формулы Больцмана легко заметить, что вероятность состояния экспоненциально растет с ростом энтропии. Совершенно очевидно, что чем менее упорядоченное состояние имеет система, т. е. чем ниже ее организованность, тем больший статистический вес имеет эта система, так как менее упорядоченное состояние может быть реализовано большим числом способов, чем упорядоченное.
Оганизованность системы напрямую определяет ее работоспособность. Л. Бриллюэн предложил для удобства оценки работоспособности систем использовать величину энтропии со знаком минус. Эта величина получила название негэнтропии (сокращенно от негативной энтропии) или отрицательной энтропии [2]. Увеличение негэнтропии приводит к большей организованности системы, к увеличению ее работоспособности. Поэтому негэнтропия характеризует степень упорядоченности системы. Но, с другой стороны, как также показал Л. Бриллюэн, способы вычисления количества информации и негэнтропии идентичны. Таким образом, негэнтропия может служить синонимом информации. Тем самым оказалось возможным установление связи между термодинамикой и теорией информации.
Вернемся к проблемам питания. Что происходит с нами, когда мы едим? И вообще, чем мы питаемся? Обратимся снова к работе Э. Шредингера. В силу важности данного вопроса для нашего исследования приведем полностью цитату из его книги: «Что же тогда составляет то драгоценное нечто, содержащееся в нашей пище, что предохраняет нас от смерти? На это легко ответить. Каждый процесс, явление, событие - назовите это, как хотите, - короче говоря, все, что происходит в природе, означает увеличение энтропии в той части мира, где это происходит. Так и живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию - или, говоря иначе, производит положительную энтропию и таким образом приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, которое представляет собой смерть. Он может избегнуть этого состояния, т. е. оставаться живым, только путем постоянного извлечения из окружающей среды отрицательной энтропии, которая представляет собой нечто весьма положительное, как мы сейчас увидим. Отрицательная энтропия -вот то, чем организм питается (курсив наш. - Авт.). Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождать себя от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока он жив» [12].
Отрицательная энтропия, по Л. Бриллюэну, это негэнтропия, т. е. фактически информация. Таким образом, мы питаемся информацией. Конечно, это утверждение нельзя понимать дословно, но однозначно, что с пищей мы привносим в организм определенное количество информации, которое в той или иной степени приводит к уменьшению энтропии организма.
Условно данный процесс может быть представлен формулой Бриллюэна о связанной информации, составляющей суть его негэнтропийного принципа. Пусть человек до еды имел Ы1 микросостояний, после еды - N микросостояний. Допустим, что N > Ы2. Тогда количество информации, полученное человеком при питании, определится как
I = -к 1п ^ = к 1п N - к 1п N, = 5, - 5,, N 1 212
где к - постоянная Больцмана;
51 и - энтропии, содержащиеся в организме до и после питания.
Отсюда легко заключить, что энтропия, которую организм имеет после питания, может быть вычислена как разность энтропии, которую он имел до еды, и информации, полученной в результате приема пищи.
Опираясь на энтропийную теорию и негэнтропийный принцип информации, мы теоретически доказали правильность выдвинутой нами концепции информационного питания. Экспериментальное подтверждение нашей концепции выстроено на приборной основе, базирующейся на эффекте Кирлиан
[7].
Эффект Кирлиан получил свое название в результате открытия, которое сделали в 30-х гг. прошлого века наши соотечественники супруги Семен Давидович и Валентина Христантовна Кирлиан [5]. Фактически это было переоткрытие эффекта свечения различных объектов в электромагнитных полях высокой напряженности, который был известен более двух столетий [8]. Но именно с их изобретения метода высокочастотного фотографирования данный способ электрографии получил всемирную известность, за которым и закрепилось данное название.
Суть эффекта Кирлиан заключается в следующем: если на исследуемый объект и специальную светочувствительную пластину, на которой он размещается, подать импульсы напряжения от генератора высокочастотного электромагнитного поля, то между объектом и пластиной при определенной напряженности поля возникает лавинный, переходящий в скользящий газовый разряд, параметры которого определяются свойствами исследуемого объекта. В качестве светочувствительной пластины может быть использован фотографический материал (фотопленка или фотобумага) или любой другой приемник излучения.
В наше время данный метод значительно усовершенствовал профессор Санкт-Петербургского государственного института точной механики и оптики (технического университета) К. Г. Коротков [8; 9]. Он создал специальные камеры, позволяющие переводить свечение разряда, а следовательно, и информацию, в нем содержащуюся, в видеосигналы в виде ЛУ1-файлов. Именно эти камеры и были использованы нами в процессе экспериментальных исследова-ний1. Компьютерные изображения, получаемые с помощью этих камер, были названы К. Г. Коротковым ГРВ-граммами2. Для нас оказались очень созвучными идеи К. Г. Короткова и его коллег о применении принципа энтропии и его приложений к ГРВ-графии.
Прежде всего, мы установили возможность по характеристикам ГРВ-грамм говорить о влиянии питания на человека. ГРВ-граммы снимались с 10 пальцев рук до употребления продукта и после его употребления через определенные промежутки времени. В соответствии с методикой для исключения эмоциональной составляющей на общее состояние организма человека
1 Регистрационный номер в государственном реестре медицинских изделий от 23 января 2002 г. № 29/06111299/3064-02 о соответствии требованиям нормативных документов безопасности и разрешении к применению Комитетом по новой медицинской технике Министерства здравоохранения РФ и Госстандартом России.
2 Метод ГРВ - метод газоразрядной визуализации.
съемка ГРВ-грамм проводилась в двух режимах: с фильтром и без фильтра. Для примера на рис. 1 и 2 приводятся изображения без фильтра пальцев рук человека до и после еды соответственно.
Рис. 1
Выборка 3
1Р (2008-04-21 12И46т12э) 2Щ2008-04-21 121146т30э) 3Щ2008-04-21 121146т38э) 4Щ 2008-04 21 121146т44э) 5Щ 2008-04 21 121146т50э)
И (2008-04-21 121149|т05б) 2Ь (2008-04-21 121149т14э) 3Ь (2008-04-21 121149т18э) 4Ь (2008-04-21 12И49т21Б) (2008-04-21 12И49т28э)
Рис. 2
Статистическая обработка полученных результатов однозначно подтверждает возможность по характеристикам ГРВ-грамм говорить об индивидуальном влиянии пищи на конкретного человека. В частности, на рис. 3 приведен фрагмент компьютерной обработки ГРВ-грамм, показывающий изменение фрактальности.
Выборка Выборка 24 ° Ч Выборка 34 ° Ч Выборка 4
Рис. 3:
выборка 1 - ГРВ-граммы пальцев рук до еды без фильтра; выборка 2 - ГРВ-граммы пальцев рук до еды с фильтром; выборка 3 - ГРВ-граммы пальцев рук после еды без фильтра; выборка 4 - ГРВ-граммы пальцев рук после еды с фильтром
В экспериментах мы получили ГРВ-граммы различных продуктов питания в чистом виде, при их сочетании и при термической обработке. В качестве основных продуктов были использованы натуральный мед и натуральное козье молоко. ГРВ-грамма натурального меда показана на рис. 4.
Рис. 4
В экспериментальном процессе сделаны только первые шаги. Но уже и они убедительно показывают, что компьютерные методы обработки ГРВ-грамм при их дальнейшем развитии позволят количественно решить проблему изменения энтропии человеческого организма в процессе питания, а следовательно, находить наилучшие продукты питания для каждого человека.
Список литературы
1. Больцман Л. Лекции по теории газов. - М. : ГТТИ, 1956.
2. Бриллюэн Л. Наука и теория информации. - М. : Государственное издательство физико-математической литературы, 1960.
3. Вольф О. Что мы едим? Практический взгляд на питание. - М. : Просветительский фонд «Эвидентис»; ООО «Добрая книга», 2002.
4. Карно С., Томсон У., Клаузиус Р. Второе начало термодинамики. -Л. : ЛКИ, 2007.
5. Кирлиан С. Д., Кирлиан В. Х. Высокочастотные разряды в электрическом поле конденсатора: фотографирование токами высокой частоты, высокочастотная электронно-ионная оптика. - Краснодар : Просвещение-Юг, 2003.
6. Козлов А. И. Пища людей. - Фрязино : Век 2, 2005.
7. Колоколов В. А., Григорович В. К., Дзюба Г. Н. Метод Кирлиан и его возможности применения в информационном питании // Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России : материалы V Международной научно-практической конференции, г. Орел, ОрелГТУ, 12-14 декабря 2006 г. - Орел, 2006.
8. Коротков К. Г. Основы ГРВ биоэлектрографии. - СПб. : СПбГИТМО (ТУ), 2001.
9. Коротков К. Г. Принципы анализа ГРВ биоэлектрографии. - СПб. : Реноме, 2007.
10. Повестка дня на XXI век Конференцией ООН по окружающей среде и развитию. Рио-де-Жанейро, 14 июня 1992 года // www.un.org/russian/ confеren/wssd/agenda21/index.htm
11. Риффо К. Будущее - океан. - Л. : Гидрометеоиздат, 1978.
12. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика? - М. : Наука,
1947.
13. www.genetic-4.com/rus/w_guard1.htm1
