Патологическая наука случается, когда благонамеренные учёные тратят значительное количество времени и ресурсов изучая феномены, не являющиеся реальными. Исследователи, которых затягивает в патологическую науку, обычно следуют научному методу и тщательно проводят свои эксперименты, но природа умудряется их перехитрить. В исследованиях воды было несколько затяжных эпизодов патологической науки, некоторые до сих пор продолжаются. Мы обсуждаем четыре области патологической науки о воде: поливода, эффект Мпембы, четвёртая фаза воды Поллака и влияние на воду постоянных магнитных полей. Появляется несколько общих проблем специфических для воды, включая контаминацию (загрязнение) и факторы, искажающие эксперименты с растворами и нанопузырьками. Также есть проблемы общего характера, такие как неточность в определении предмета изучения, искажение в сторону утверждения, нежели отрицания, и очень низкие стандарты воспроизводимости. Мы надеемся эта работа поможет исследователям избежать пустого растрачивания драгоценного времени и ресурсов в попытках заниматься патологической наукой.
1. Введение в патологическую науку
В 1953 году лауреат Нобелевской премии по химии Ирвинг Ленгмюр (Irving Langmuir) выступал с речью о патологической науке, которую он описывал как «наука о том, что не так» (Langmuir and Hall, 1989). Ленгмюр наблюдал за несколькими случаями (некоторые были из первых рук), когда учёные ловились на удочку и начинали верить в тот или иной феномен, иногда в течение лет или десятилетий. В итоге обнаруживалось, что предполагаемый феномен на самом деле был вызван искажающими факторами в ходе эксперимента или неверными методами анализа данных. Среди обсуждавшихся Ленгмюром примеров были N-лучи, митогенетическое излучение и экстрасенсорное восприятие. Некоторые выдающиеся примеры с 1954 года включают поливоду, холодный ядерный синтез и магнитотерапию. Множество других миниэпизодов патологической науки можно найти в психологии и общественных науках, которые на данный момент переживают серьёзный кризис воспроизводимости. Мы полагаем, что научное сообщество должно научиться лучше распознавать патологическую науку. Первая причина для такой точки зрения объективна — учёные впустую тратят на патологическую науку время и (обычно) деньги налогоплательщиков. Вторая причина в том, что как следует отделять «зёрна от плевел» может быть сложно как учёным, так и публике, когда публикуются такие большие объёмы трудов патологической науки. Интенсивное соперничество с целью получить финансирование привело к поспешной работе и преувеличенным или сенсациализированным находкам. Возросшая гонка за публикациями привела к распространению журналов низкого уровня со слабыми стандартами рецензирования. Вместе с ростом числа препринтных серверов, сейчас учёным и широкой публике приходится спасаться от вала работ низкого качества. Наконец, мы отмечаем, что патологическая наука часто используется для продвижения продуктов, которые на самом деле не несут конечному пользователю никакой пользы. Это особенно актуальная проблема в области продуктов здоровья, поскольку иногда ресурсы ошибочно распределяются не в пользу тех вариантов лечения, которые на самом деле могли бы помочь пациенту.
Мы хотим подчеркнуть, что патологическая наука отличается от псевдонауки. В то время как кое-что из псевдонауки может называться патологической наукой, не вся патологическая наука является псевдонаукой. Причина, по которой не вся патологическая наука является псевдонаукой, заключается в том, что большинство исследователей, работающих с патологической наукой — квалифицированные кадровые учёные, хорошо владеющие научным методом. Просто они обманываются! Мы также хотим подчеркнуть, что люди, павшие жертвой патологической науки, как правило имеют благие намерения и зачастую это очень умные и талантливые исследователи. На патологическую науку «клюнули» даже Нобелевские лауреаты — Брайан Джозефсон (Brian Josephson, 1973, физика) и Люк Монтанье (Luc Montagnier, 2008, физиология или медицина) оба утверждали, что память воды — существующий феномен.
Вот характеристики патологической науки, перечисленные Ленгмюром в его речи:
- «Максимальный наблюдаемый эффект производится причинным фактором едва распознаваемой интенсивности, и масштаб эффекта в существенной степени независим от интенсивности причины».
- «Эффект имеет масштаб, который остаётся близким к пределу обнаруживаемости, или требуется большое количество измерений в силу очень невысокой статистической значимости результатов».
- «Претензии на высокую точность».
- «Фантастические теории, противоречащие опыту».
- «В ответ на критику даются импровизированные (ad hoc) оправдания».
- «Число сторонников достигает около 50% от числа критиков и затем постепенно скатывается в небытие».
В этой работе мы широко смотрим на то, что такое патологическая наука. Таким образом, не каждый из примеров патологической науки, обсуждаемых нами, имеет признаки 1—6. На наш взгляд, патологической наукой является любая область науки, когда природа обманывает исследователей так, что они верят в некоторый феномен в течение продолжительного времени. По нашим наблюдениям, исследования воды особенно подвержены патологической науке, и мы рассматриваем почему так происходит. Жидкая вода, субстрат, которым пользуется всё живое, обладает привилегированным положением в культуре и науке людей. Филип Болл (Phillip Ball) рассматривает этот вопрос в своей книге «H2O: A Biography of Water» и заявляет, что идея о том, что «вода особенная» — это логическая ошибка, укрепившаяся в нас за тысячелетия человеческой культуры (Ball, 1999). Это несомненно правда, но с научной точки зрения такая ошибка не является абсолютной — у воды действительно много аномальных свойств, и среди жидкостей она много в чём действительно уникальна. Проблемы возникают лишь тогда, когда люди цепляются за мысль о том, что вода намного особеннее, чем она есть на самом деле, а затем недостаточно критически относятся к своим идеям и пытаются лишь подтвердить их, а не опровергнуть. Люди подвержены большому числу когнитивных предвзятостей (Kahneman, 2011), и некоторые из них, такие как предвзятость к подтверждению или пренебрежение экстраполяцией (пренебрежение масштабом) несомненно играют роль в патологической науке. Однако, в данной работе мы концентрируемся скорее не на человеческой психологии, а на более специфических характеристиках воды, которые делают её трудной для исследования и таким образом подверженной патологической науке. Мы надеемся, что эта работа поможет исследователям воды выработать более критическое отношение и избежать траты времени в погоне за патологической наукой.
2. Поливода
Возможно, наиболее известным примером патологической науки является поливода. Сага о поливоде изложена в большом количестве источников, поэтому здесь мы даём её вкратце. Полимерная вода («поливода») рассматривалась как особая фаза воды, которая образуется, когда вода сжимается в крохотные капиллярные трубки диаметром менее 100 мкм. Первые труды по поливоде были созданы группой Бориса Дерягина в московском институте химии поверхности в СССР в начале 1960-х. В 1962 Федякин предположил, что поливода обладает структурой, похожей на соты, где каждый атом кислорода связан с 3 атомами водорода. Лекции Дерягина в Англии и США в 1966, 1967 и 1968 гг. привлекли внимание западных исследователей. Интерес к исследованиям достиг пика после того, как в 1969 в журнале Science была опубликована статья Липпинкотта с коллегами, где приводились спектроскопические результаты, которые, как предполагалось, должны были предоставить окончательное доказательство устойчивой полимерной структуры» (Lippincott et al., 1969). Только лишь в 1970 г. было опубликовано более 160 трудов по поливоде (Eisenberg, 1981). В 1971 г. Хейстед заметил проблемы с гексагональными структурами воды в общем, сказав, что высокая энергозатратность размещения атомов водорода между атомами кислорода была бы достаточной, чтобы такая структура взорвалась, если бы её когда-либо создали (Hasted, 1971). К 1972 году стало очевидным, что причиной наблюдаемых феноменов были ничтожные количества примесей (Rousseau and Porto, 1970), некоторые из которых вероятно были человеческим потом (Rousseau, 1971). В некоторых случаях было обнаружено, что в пробирках вообще было очень мало воды. Всего в период 1963—1974 гг. было создано более 500 публикаций по поливоде (Eisenberg, 1981; Bennion and Neuton, 1976).
3. Феномен зон исключения и четвёртая «фаза» Поллака
Недавно мы обозревали литературу по феномену воды зоны исключения (exclusion zone (EZ), далее здесь ЗИ; Elton et al., 2020). ЗИ случается, когда пластичные микросферы отражаются от поверхности какого-либо материала, оставляя область воды, свободной от микросфер, рядом с поверхностью. ЗИ впервые наблюдалась в лаборатории Джеральда Поллака в 2003 г. рядом с поливиниловыми алкогольными гелями (Zheng and
Pollack, 2003). Затем, в 2006 г. Поллак описывал ЗИ большего размера у поверхности нафиона (Zheng et al., 2006). Как мы рассматриваем в нашей статье, существование ЗИ рядом с нафионом было неоднократно повторено как минимум десятью разными лабораториями и является реальным феноменом, которому необходимо найти объяснение. ЗИ рядом с металлами были найдены двумя независимыми группами, и мы в своих экспериментах не смогли его повторить ни с цинком, ни с медью, ни с аллюминием с отрицательно заряженными карбоксилированными латексными микросферами (рис.1) (Spencer et al., 2018). Неясно, насколько велики ЗИ рядом с несколькими гидрофильными гелями типа полиакриловой кислоты, полиакриламида и агарозы, но ни один из этих результатов не был повторён. Ещё конкретнее, Поллак сообщил, что положительно заряженные замещённые сферы были отражены агарозными гелями (которые имеют слабый отрицательный заряд), но он не сообщает никаких результатов по другим типам микросфер (Zheng and Pollack, 2003). Мы в своём исследовании не обнаружили ЗИ ни рядом с агаром, ни с агарозой, ни с желатином, использовав нейтральные латексные микросферы (рис.1). pH агарозы начинался близко к 7 и опускался до 6 через примерно 20 часов, а для агара изменений в pH не наблюдалось. Несмотря на отсутствие повторения феномена ЗИ, кроме нафиона, Поллак часто заявляет в интервью, что ЗИ образуется рядом с любыми гидрофильными материалами и играет важную роль в биологических процессах. Похоже, основной феномен ЗИ рядом с нафионом действительно имеет место быть и вероятно он вызван диффузиофорезом (также называемым хемотаксисом) благодаря длительному градиенту pH, образованному отрицательно заряженными сульфоновыми группами, специфичными для поверхности нафиона (Elton et al., 2020; Schurr, 2013; Florea et al., 2014b; Musa et al., 2013). Замещённые микросферы обладают поверхностными зарядами, что приводит к противоионам рядом с их поверхностью. Поверхностный заряд распределяется однородно, но неоднородный градиент pH приводит к тому, что распределение противоионов становится неоднородным. Этим устанавливаются разные электростатические силы по обе стороны частицы, приводя к результирующей силе, направленной на частицу (это иллюстрирует рис. 2). Как показано Флореа (Florea), теория диффузиофореза чётко объясняет кинетику (рост) ЗИ с течением времени. Наличие большого градиента pH рядом с нафионом было показано индикаторный краситель в нескольких работах Поллака (напр., Chai et al., 2009b).
Действительно, похоже, что феномен ЗИ на самом деле присущ не только воде — исследования из лаборатории самого Поллака показали, что он случается в ряде жидкостей — метаноле, этаноле, изопропаноле, уксусной кислоте и диметилсульфоксиде (Chai and Pollack, 2010). Однако дальнейшие исследования ЗИ воды, произвели большое количество работ, которые, как мы считаем, находятся на грани патологической науки, поскольку отвечают нескольким критериям Ленгмюра (в частности, принципам 1,3 и 4). В то время как Поллак обычно осторожен в том, что он пишет в статьях для журналов, как правило, придерживаясь наблюдаемых экспериментальных фактов, в книге Поллака есть много диких идей, полностью противоречащих основам науки, допустим идея о том, что циркуляция крови обеспечивается солнечным светом (Pollack, 2013). Наиболее известной из таких идей является предположение Поллака о том, что ЗИ содержат «четвёртую фазу» воды — заявление, которое также рассматривается и обсуждается в нескольких его рецензированных работах (Chai et al., 2009a). Поллак выдвигает гипотезу, что ЗИ-вода структурирована гексагональными слоями, где атомы водорода находятся непосредственно между атомами кислорода, и данная структура заметно подобна поливоде. Далее он предполагает, что когда данные слои выстраиваются в штабели, атомы водорода связываются с атомами кислорода в соседних слоях таким образом, что у каждого атома водорода формируется три связи. Оэр и ЛеМэй предлагают подобную теорию — что наблюдаемая ЗИ-вода может образовывать тетраэдрические окси-субгидридные структуры (Oehr and LeMay, 2014). Поллак также выдвигает гипотезу, гласящую, что, когда на ЗИ-воду падает свет, он приводит к разделению положительных и отрицательных зарядов, а область ЗИ-воды растёт (Chai et al., 2009b). Это очевидно проблематично, так как вода — хороший проводник и разделение зарядов было бы трудно поддерживать.
Поллак указывает на увеличенную величину абсорбции на 270 нанометрах как свидетельство о вероятной смене фазы ЗИ (Zheng et al., 2006; So et al., 2012). Этот пик абсорбции не был обнаружен в квантовохимической симуляции (Segarra-Martí et al., 2014). Поразительно, что результаты из лаборатории самого Поллака показывают, что подобный пик абсорбции наблюдается в растворах очищенных солей (LiCl, NaCl, KCl) (Chai et al., 2008), так что источник этой повышенной абсорбции похоже связан с растворами. Исследование воды марки Arrowhead Spring обнаружило абсорбцию на 270 нм, так что даже следы растворов могут её создать (Dibble et al.). Строя гипотезу о том, что ЗИ-вода может быть переходной формой между льдом и жидкой водой, Поллак произвёл УФ-измерения абсорбции тающего льда (So et al., 2012). В ходе этих экспериментов 270-нм пик иногда (но не всегда) временно появлялся (т.е. на несколько секунд) во время таяния льда (критерии Ленгмюра №1 и №2). В той же работе они сообщают, что дегазация воды снижала появление пика. Таким образом, также есть вероятность, что пик связан с застрявшими во льду крохотными пузырьками, которые выходят на поверхность, когда он тает. Как мы обсуждаем в нашем обзоре (Elton et al., 2020), вероятным механизмом абсорбции в районе 270 нм может быть абсорбция из супероксид-анионов (O2−) и их протонированной формы, гидропероксилового радикала (HO2). Таким образом, абсорбция может повышаться из-за нанопузырьков.
Проталкивание Поллаком его теории четвёртой фазы заслуживает решительной критики не только потому, что она противоречит основам термодинамики, но также потому что она даёт поддержку растущему числу предприятий, торгующих «структурированной» или «гексагональной» водой в оздоровительных целях. Испытания некоторых таких продуктов с помощью ядерной магнитно-резонансной спектроскопии (ЯМР) не показывают никаких отличий от чистой воды (Shin, 2006). В число компаний, торгующих сегодня ЗИ-водой (EZ water) и цитирующих работы Поллака, входят Divinia Water, Structured Water Unit LLC, Flaska, Advanced Health Technologies (vibrancywater.ca) и Adya Inc. Идея использования ЗИ-воды для здоровья продвигается такими влиятельными фигугами в области альтернативной медицины как доктор Джозеф Меркола (Joseph Mercola) и Дейв Эспри (Dave Asprey). Вместо того, чтобы высказать очень нужные здесь слова предохранительного научного скептицизма, Поллак поощрил оказанное ему приверженцами альтернативной медицины внимание участием в подкастах с Мерколой, Эспри и многими другими, где он рекламировал идею о том, что ЗИ-вода важна для здоровья.
4. Эффект Мпембы
Идея о том, что горячая вода может замерзать быстрее чем холодная имеет давнюю историю (Jeng, 2006). Краткие упоминания о данном феномене можно найти в трудах нескольких известных мыслителей, включая Аристотеля, Томаса Бэкона и Декарта (Jeng, 2006). В 1969 году старшеклассник из Танзании по имени Эрасто Мпемба (Erasto Mpemba) выступил соавтором статьи на эту тему в журнале Physics Education (Mpemba and Osborne, 1969). На самом деле Эрасто изучал подсахаренное молоко при изготовлении мороженого, но его открытие инициировало исследования в поиске этого эффекта в чистой жидкой воде. В период между 1970 и 1990 гг. были опубликованы десятки статей, в которых авторы пытались обнаружить этот результат. Материалы эти весьма запутанны, в силу отсутствия экспериментальных стандартов, вследствие чего в игру вступает множество неизвестных (кто-то использовал дистиллированную воду, кто-то из-под крана, кто-то изучал эффект растворённых солей, авторы применяли разные режимы/методы охлаждения, и т.д.). Похоже, ни в одном из исследований авторы не пытались открыто повторить результаты предыдущего эксперимента, в результате чего во всех исследованиях использовались разные экспериментальные схемы. Также исследователями использовались слегка различные определения, касающиеся конкретных условий, на которых могло бы базироваться либо подтверждение, либо опровержение эффекта Мпембы. Кац (Katz, 2008) проанализировал эту запутанную литературу и утверждает, что в большинстве экспериментов присутствовали примеси, либо в газообразном, либо в твёрдом состоянии. Он предполагает, что растворённые примеси (либо в виде газа, либо твёрдые) устраняются в процессе нагревания и что примеси скапливаются вдоль фронта замерзания и снижают теплопроводность. Позднее Линден и Барридж также пересмотрели предыдущие публикации (Burridge and Linden, 2016). Они также провели собственный эксперимент, который показал, что высота, на которой измеряется температура, определяет какие относительные температуры замерзания наблюдаются экспереминтатором. Поскольку большинство предыдущих работ не приводили эту переменную, сравнивать результаты публикаций представляется затруднительным. Заключением их собственного эксперимента было то, что эффект не существует.
Чтобы гарантировать, что ёмкости с горячей и холодной водой охлаждаются и измеряются идентичным образом, и с точностью определить время замерзания, нужно тщательно продумать экспериментальную схему. Простым примером того, как исследователи могут попасть в ловушку в домашних условиях, является то, что на внутренних поверхностях морозильных шкафов есть тонкий слой кристаллов льда. Если поместить ёмкость с горячей водой в морозильник, кристаллы растают, что обеспечит улучшенный термический контакт между ёмкостью и морозильником. Таким образом неудивительно, что ёмкость с горячей водой в таком случае замёрзнет быстрее.
Лишь недавно были проведены очень тщательные эксперименты, в которых была совершена попытка остудить горячую и холодную воду в абсолютно идентичных условиях. Серия таких экспериментов была опубликована доктором Джеймсом Д. Браунриджем (James D. Brownridge) в 2010 г. (Brownridge, 2010). Браунридж взял сверхочищенные образцы дистиллированной воды, упаковал их в маленькие стеклянные ампулы и подвесил на нитках в вакууме. Затем ампулы охлаждали, используя радиационное охлаждение. Этим полностью устранялась вероятность разницы термоконтакта между горячей и холодной ампулами и обеспечивалось то, что они охлаждались абсолютно одинаковым образом. Браунридж обнаружил, что ампула с горячей водой замерзала первой. Однако происходило это только тогда, когда холодная вода переохлаждалась больше горячей до заморозки. На протяжении всего эксперимента горячая вода всегда была теплее холодной и обе ампулы охлаждались с одинаковой скоростью — просто холодная вода больше переохлаждалась. Браунридж нашёл, что у каждой из ампул есть центр кристаллизации максимальной температуры (ЦКМТ), который определяет, на какой температуре вода в ампуле замёрзнет. Если сравнивать с виду идентичные ампулы, ЦКМТ распределяются случайным образом и могут находиться где угодно в диапазоне от 0 до −45°С. Браунридж показал, что ЦКМТ является константой для ампулы, повторив заморозку много раз. Таким образом, в конце концов две ампулы (холодная и горячая) на самом деле не являлись идентичными, поскольку у них были разные центры кристаллизации! Главная мысль здесь в том, что разная степень переохлаждения в результате непредсказуемых факторов кристаллизации была виновна в наблюдаемом эффекте Мпембы, как ранее предполагал Ауэрбах в 1995 г. (Auerbach, 1995).
Работы Браунриджа и Ауэрбаха, показывающие, что эффект Мпембы — всего лишь следствие непредсказуемого переохлаждения, похоже, были полностью проигнорированы Королевским Химическим Обществом, которое в 2012 году провело широко афишируемое соревнование по объяснению этого эффекта. Победитель этого соревнования предположил, что эффект вызывают некоторые или все из следующих факторов: (а) испарение, (б) растворённые газы, (в) перемешивание конвекционными потоками и (г) переохлаждение. Браунридж, тщательно устранив искажающие факторы (а)—(в), показал, что одного переохлаждения достаточно для получения эффекта, если используются ёмкости с различными центрами кристаллизации. И всё-таки, (а)—(в) также вероятно могли быть искажающими факторами, отвечающими за появление эффекта Мпембы в предыдущих работах.
5. Вода и магнитные поля
Количество различных эффектов, якобы воздействующих на воду, способно свести с ума, и их слишком много, чтобы каждый можно было досконально проанализировать в этой небольшой главе. Была описана способность магнитных полей менять физикохимические свойства жидкой воды, включая вязкость (Ghauri and Ansari, 2006; Cai et al., 2009), показатель преломления (Hosoda et al., 2004), температуру плавления (Inaba et al., 2004), скорость испарения (Nakagawa et al., 1999), адсорбцию (Ozeki et al., 1991; Higashitani et al., 1993), электролитическую проводимость (Holysz et al., 2007), и проводимость (Szcześ et al., 2011).
Некоторые авторы сообщают, что изменённые качества сохраняются на протяжение многих часов после отключения магниных полей (Mahmoud et al., 2016; Silva et al., 2015; Coey and Cass, 2000; Szcześ et al., 2011). Было заявлено, что магнитные поля ингибируют формирование кристаллов льда как в чистой воде, так и в биопродуктах (Otero et al., 2016). Также существует исследование, в котором утверждается, что магнитные поля могут использоваться для «обработки» воды некоторым способом — либо для очистки (Ambashta and Sillanpää, 2010), либо для снятия накипи (Coey and Cass, 2000), либо для дизинфекции (Biryukov et al., 2005). Авторы, пытавшиеся рецензировать эти многочисленные и запутанные публикации, жалуются на отсутствие независимой воспроизводимости большинства результатов (Knez and Pohar, 2005; Smothers, 2001). Сообщается, что некоторые из этих экспериментальных открытий поддерживаются молекулярно-динамическими симуляциями, которые указывают на то, что магнитные поля усиливают водородные связи (Chang and Weng, 2006). Однако масштаб эффекта чрезвычайно невелик — магнитное поле в 10 Тесла вызвало увеличение размера водного кластера только на 0,34% в одном из таких исследований (Toledo et al., 2008). Это неудивительно, поскольку магнитная чувствительность молекул воды очень мала — около −9,0 × 10−6 (Otero et al., 2016).
Исследования влияния магнитных полей на замерзание воды имеют смешанный характер. Например, в публикации 2000 г. по каплям чистой воды обнаруживается, что магнитные поля понижали градус переохлаждения перед замерзанием, в то время как во многих других работах говорится, что магнитные поля ингибируют замерзание (Aleksandrov et al., 2000). Мы не пытаемся сказать, что магнитные поля не обладают эффектом — у воды есть слабые диамагнитные свойства, таким образом достаточно сильные магнитные поля индуцируют магнитную диполь в противоположном направлении. Одна группа исследований подняла капельки воды в воздухе под воздействием магнитного поля в 15Т и обнаружила, что капли переохладились до −10°С (Tagami et al., 1999). Это не такой уж удивительный показатель переохлаждения, особенно для капель чистой воды не контактирующих с какими бы то ни было кристаллообразующими агентами. Также есть публикации, касающиеся эффекта «осциллирующих магнитных полей» на воду, но, как известно любому физику, осциллирующие магнитные поля всегда сопровождаются осциллирующими электрическими полями, так что говорить о них отдельно друг от друга несколько бессмысленно. В том отношении, что слабые осциллирующие магнитные поля ингибируют заморозку пищи, как заявляет японская компани ABI Corporation по поводу своего морозильника Cells Alive, так это может быть вызвано нагреванием следов металлов (железа и т.д.) в продуктах, либо вовсе немагнитными источниками, такими как акустические вибрации системы заморозки (Wowk, 2012).
Анализом массива литературы по магнитным полям и воде можно легко наполнить несколько обзорных статей, поэтому в оставшейся части этого раздела мы сфокусируемся на специфической подобласти — магнитная обработка для предотвращения образования накипи и коррозии. Не существует общепринятого механизма, с помощью которого магнитные поля ингибируют появление накипи, но есть общая теория, по которой они изменяют морфологию осадков, чтобы те не принимали форму пластин (Barrett and Parsons, 1998; Gehr et al., 1995; Holysz et al., 2007; Madsen, 1995; Higashitani et al., 1993). В обзоре Бейкера и Джадда исследуются многочисленные заявления на этот счёт (Baker and Judd, 1996). Их мнение таково, что главным виновником являются искажающие факторы, и, соответственно, результаты, полученные в некоторых экспериментах, нельзя экстраполировать на общую картину как это было заявлено. В частности, они упоминают несколько экспериментов, где усиленная магнитом коррозия скорее всего формировала ионы Fe2+, а известно, что они затормаживают рост отложения кальцитной сетки. Они также отмечают, что наилучших результатов можно достичь, расположив магнитные поля ортогонально по отношению к току воды в циркулирующей системе. Это предполагает, что сила Лоренца воздействует скорее на частицы в воде, чем на саму воду. То есть, сила направлена на заряженные частицы, проходящие сквозь магнитное поле.
Интерпретация различий в инфракрасном Рамановском спектре обработанной магнитами воды такова: предполагается, что в магнитном поле образуются квазистабильные кластеры воды, которые каким-то образом персистируют после того, как магнитное поле отключат (вариант идеи о «памяти воды»). В это очень трудно поверить, учитывая, что продолжительность жизни водородных связей составляет около 1ps при комнатной температуре воды, а время релаксации Дебая составляет 8—9 пс (Elton, 2017). Интересно отметить, что Озеки и Оцука обнаружили, что эффект магнитной обработки на ИК-абсорбцию увеличивается с увеличением растворённого кислорода, а полностью дегазированная вода после обработки никаких изменений не показывает (Ozeki and Otsuka, 2006). Они предлагают теорию, что магнитная обработка приводит к формированию клатратоподобных гидратов кислорода, которые влияют на сеть Н-связей в. Вдобавок как Ли (Lee et al., 2013), так и Жчеш (Szcześ et al., 2001) также сообщают, что концентрация растворённых газов значительно влияла на их результаты. Один из нас (Peter D. Spencer) произвёл простой эксперимент, в котором не было обнаружено влияния магнитного поля на абсорпцию ультрафиолета (рис. 3) (Spencer, 2018). Поле было слабым (0,63Т), но сила поля была достаточно типичной для принятых во многих исследованиях по магнитной обработке воды.
Обобщения и заключительные мысли
В этой работе мы рассмотрели четыре области патологической науки. В силу ограничений во времени и объёме мы не обсудили ещё одну крупную область — память воды. Заинтересованный читатель может ознакомиться со статьёй в книге Ювана и Биера (Yuvan and Bier), где это обсуждается с некоторыми подробностями. Кроме того, большое количество исследований по памяти воды, на наш взгляд, часто переходит из царства патологической науки в область псевдонауки. Источником исследований по памяти воды является статья в журнале Nature от 1988 г. и она уже основательно развенчана (Maddox et al., 1988). Тем не менее, на предмет памяти воды всё ещё проводится много работы, отчасти от того, что это тот механизм, за который ухватились те, кто работает в прибыльной отрасли гомеопатии, чтобы научно обосновать свою работу. Гомеопатию основательно разоблачали много раз и много где (например, в метаобзоре метаобзоров эффект не был обнаружен (Ernst, 2002)).
В процессе работы над этим материалом мы заметили несколько разных общих черт патологической науки о воде. Основной из них является некачественное устранение искажающих факторов. Очень сложно удалить из воды растворённые примеси, и работа указывает на то, что они отвечают за большинство результатов экспериментов по четырём рассмотренным здесь областям. Требуются дальнейшие исследования по нанопузырькам, которые являются вероятным искажающим фактором и которые очень трудно удалить из воды (Jadhav and Barigou, 2020; Ball, 2012; Michailidi et al., 2020). В отношении взвесей микросфер, Хоринек и соавторы отмечают, что «эти системы печально известны тем, что они до чёртиков напичканы побочными эффектами, такими как пузырьковая абсорбция, кавитационные эффекты и композиционная перегруппировка» (Horinek et al., 2008). Растворённые газы (не пузырьки) также могут быть искажающим фактором, как это было видно в спектральном анализе ЗИ-воды. Вот ещё пример: в 2010 Янссон и соавторы измерили диэлектрическую функцию воды на очень низких частотах и сообщили об «ультрамедленной» релаксации Дебая на 5 МГц (Jansson et al., 2010). Более поздняя работа показала, что этот пик был вызван микроскопическими пузырьками в жидкости (Richert et al., 2011). В качестве альтернативы было предположение, что низкочастотный пик вызван волатильными неполярными загрязнителями (Casalini and Roland, 2011). Есть вероятность, что в эксперименте Касалини и Роланда в игру вступили оба механизма, поскольку они наблюдали два сверхнизких частотных пика Дебая.
Мы также заметили, что измеряемые феномены не имеют точного определения. В постмодернистской литературе и других областях вводящие в заблуждение и неверные аргументы, называются «ошибкой мотт-и-бейли» (Boudry and Braeckman, 2011). В аргументации «Мотт-и-бейли» пропонент аргументирует в пользу сильного заявления, но затем отступает к заявлению намного слабее под давлением контраргументов. Более слабое заявление затем сливается с более сильным, внося путаницу и ставя критиков в трудное положение. Например, исследователи могут провозгласить что в их работе показаны «структурные изменения в клеточной воде» или что «горячая вода замерзает быстрее холодной», но под давлением они отступят к более слабому и менее интересному заявлению, допустим, «белки могут переориентировать воду у своей поверхности, влияя на 1—3 слоя воды» или «есть наблюдения, что горячая вода иногда переохлаждается больше, чем холодная». Мы предлагаем, чтобы исследователи больше работали над точностью своих утверждений об экспериментальных измерениях и о том, что они показывают, в частности над величиной эффекта, которая часто опускается в обзорах исследований в широкой прессе, нездоровым образом вводя публику в заблуждение.
Исследователям также следует удостовериться в том, что их работа воспроизводима, через объяснение того как проводился эксперимент, используя дополнительную информацию при необходимости перечислить все значимые детали. В идеале вся полученная информация должна стать публично доступной, чтобы можно было повторить использованные методы обработки данных. Полное описание методов экперимента и публикация исходных данных помогают другим исследователям обнаруживать ошибки и спорные исследовательские практики (Gadomski et al., 2017).
Наконец, мы предлагаем, чтобы все исследователи оценивали свой «порог доказательности», чтобы иммунизировать себя от веры в патологическую науку. Порогом доказательности служит порог, необходимый чтобы поверить, что предполагаемый феномен реален. Доктор Стивен Новелла, автор блога Science Based Medicine, предложил четыре критерия для хорошего порога доказательности, утверждение, которое мы считаем подходящим способом завершить эту статью (Novella, 2013):
1 — «Методологически прочные, в достаточной степени «слепые» и достаточно материально обеспеченные исследования, в которых адекватно определены и хорошо контролируются все значимые переменные (пережившие испытание рецензентами и аналитикой после публикации)».
2 — «Положительные статистически значимые результаты».
3 — «Разумное соотношение сигнал-шум».
4 — «Независимо воспроизводимые (и воспроизведённые). Не важно, кто проводит эксперимент, эффект легко обнаруживается».
Список литературы и упоминаемых научных работ можно посмотреть в оригинальном тексте на arxiv.org.
