Reichenbach a elektromagnetizmus

Jak z textů minulé kapitoly vyplývá, pod pojmem magnetorecepce se v magnetobiologii rozumí schopnost vnímat magnetické pole Země. U živočichů se pak na základě chování rozlišují dva typy magnetického kompasu – polaritní a inkli­nační. Polaritní kompas rozpoznává sever z polarity hori­zontální složky pole, podobně jako kom­pas technický. Živočich je tedy naváděn k cíli pomocí sta­novení úhlu mezi severo-jižní magne­ti­c­kou osou a směrem trasy jeho pohybu. Inklinační kompas je schopen rozlišit směr severo-jižní ge­omagnetické osy díky rozdílu velikosti inklinací při jeho růz­ném směrování (na pólech je hodnota inklinace nejvyšší, zatímco na rovníku nulová), avšak nedo­káže přímo určit její polaritu (ta je odvo­zena až ze znaménka inklinace). Diagnostickým znakem rozlišujícím typ kompasu je odpověď ži­vočichů na experimentální obrácení inklinace magnetického pole, tj. na otočení vertikální složky: hlodavci a langusty své směřování nemění, což naznačuje, že jejich kompas je polaritní, zatímco hmyz, ptáci a mořské želvy jej otáčejí, což odhaluje použití inkli­načního kompasu.  

Mechanizmy detekce magnetického pole lze rozdělit do tří skupin: na procesy založené na biogen­ním magnetitu a maghemitu, elektromagnetickou indukci a teorii radikálových párů (kryptochromů). Elektromagnetická indukce, díky své základní fyzikální podstatě, vodiče pohybujícího se ve vodi­vém médiu, byla dosud pozorována pouze u mořských živočichů. Detekce magnetického pole po­mocí biogen­ního magnetitu a maghemitu patří společně s elektromagnetickou indukcí mezi na světle nezávislé typy magnetorecepce a je založena na existenci krystalů magnetických minerálů magnetitu (Fe₃O₄) a maghemitu (y-Fe₂O₃) ve tkáních různých živočichů. Tyto krystaly fungují jako minia­turní magnety, reagující na působení okolního magnetického pole. Podle typu domén jsme schopni roz­lišit různé druhy magnetitu, z nichž jsou pro detekci geomagnetického pole pou­žitelné jedno­domé­nové (SD) a superparamagnetické (SPM) částice. Jednodoménové částice se stabilním magne­tic­kým momentem se natáčejí ve směru indukčních čar magnetického pole Země, zatímco super­pa­ramagnetické částice se podle směru indukčních čar natáčet nemohou. Jejich magnetický mo­ment totiž není statický a volně rotuje, vnější magnetické pole tak ovlivňuje pouze směrování magnetic­kého vektoru uvnitř částice. Velké částice magnetitu obsahují mnohonásobné domény spontánní magnetizace a detekce geomagnetického pole se zřejmě neúčastní. Díky své citlivosti vůči změ­nám intenzity, inklinace a polarity geomagnetického pole je mechanizmus de­tekce mag­netického pole pomocí biogenního magnetitu nejspíše základem polaritního kompasu a záro­veň i tzv. mapového smyslu. Ten podle znalosti mapy gradientů magnetických pa­rametrů (inkli­nace, in­tenzity) určité oblasti, může pomoci živočichům při srovnání se současným stavem odhad­nout, v jaké vzdálenosti a jakým směrem se od dané oblasti nacházejí.

Dříve byly teorie detekce magnetického pole pomocí biogenního magnetitu či maghemitu a kryp­tochromů stavěny proti sobě a chápány tak, že jedna alternativa vylučuje přítomnost druhé. V poslední době však výsledky za­znamenané u ptáků ukazují, že oba detekční mechanizmy mo­hou existovat u jed­noho živočicha současně a přinášet mu mnohem přesnější informace o magne­tickém poli. Mecha­nizmus kryp­tochromů obsažených v oku ptáka poskytuje směrovou informaci inklinačnímu kompasu a magnetitové receptory v epitelu horní čelisti zobáku zase zaznamenávají rozdíly v magnetické in­tenzitě, důležité pro navigační mapu.

Ponechme však stranou úvahy o tom, zda člověk (jako jiní živočichové) může vnímat magne­tické pole, či zda existují souvislosti mezi Reichenbachem zdokumentovanými jevy v temných komorách a výše popisovanou magnetorecepcí. Neboť Reichenbachovo podivné světlo ve skutečnosti nelze spojovat pouze s magnetizmem, jde tu i o spojitost s elektrickými jevy. K tomu v popisech senzi­tivní per­cepce z temné komory Reichenbach podotýká: "O jed­noduché baterii uvedu jen to, že drát, spoju­jící oba póly, nejen sám řežavě žhne, ale mimo to je ještě obklopen světlem v podobě šroubu, který se kolem něho velice prudce otáčí. Věřím, že už jen tato jediná věc by měla fyziky přinutit, aby se o ódické jevy začali zajímat. To, co oni odvodili s po­mocí velkého množství vynalo­ženého důvtipu, tady může každé senzitivní dítě téměř ohmatat a vylíčit se všemi podrob­nostmi jako smyslový po­znatek - totiž vztah mezi směrem magnetického pole a směrem toku elek­trického proudu, zazna­menaného Ampérovým pravidlem." 

Je pravda, že většina nejefektnějších "světelných" úkazů v tem­ných komorách měla být spojena s magnety (případně s krystaly). Avšak při hledání fyzikální podstaty těchto úkazů nám magnetická pole nepostačí. V případě Reichenbachova "světla" bychom měli hovořit spíše o elek­tromagnetic­kých jevech, ve kterých se projevuje vzájemná souvislost elektřiny s magne­tizmem. Elek­tro­magne­tické jevy vysvětluje teorie elektromagnetického pole, ze které vy­plývá,  že elektrické a magnetické pole spolu úzce souvisejí a za mnohých okolností (zvláště pak v teorii relativity) tato pole od sebe nelze oddělit. Neboť ve skutečnosti má každá elektro­mag­netická vlna dvě složky: elektrickou složku, kterou představuje vektor intenzity elektrického pole, a magne­tickou složku, kte­rou tvoří vektor magnetické indukce.

Reichenbachova světla nad magnety mohou být spojována i se slabě ionizovaným vzdu­chem s příměsí mikroskopických částic prachu a vzdušnou vlhkostí. Jenže neznáme jak proudění vzduchu v Reichenbachově temné komoře (zřejmě bez vytá­pění), tak teplotu stěn v interiéru, ani z jakého materiálu jsou zde podlahové krytiny. Zda se jednalo o materiály tzv. studené (např. mramor, keramické obklady), pro tehdejší komoru málo pravděpo­dobné, nebo naopak o tzv. teplé materiály (dřevo, korek), což je pro odhad povrchové teploty pod­lahy důležité. Jediné co víme s určitostí, je prostý fakt, že se v tomto interiéru nevyskytovala okna jako velmi chladné plochy. Obecně však platí, že zahřátý vzduch v interiérech stoupá ke stropu. Z tohoto pohledu je zajímavý občasný názor ze skeptických diskuzí, že zdánlivé plameny nad magnety nejsou nic jiného než ke stropu stoupající vzduch. Opomeneme-li pro tuto chvíli fyzikální charakter záření vzduchu (frekvenci elektromagnetického záření), zdá se být názor, že tu jde o vzduch stoupající ke stropu místnosti, zcela v souladu s popisem "plamenů" nad magnety z pera samotného Reichenbacha: "Držíme-li ve světelném sloupu šikmo nějaký předmět (prkénko, skleněnou tabulku, nebo plech), sloup se ohýbá a vystupuje zpod něho právě tak jako každý jiný plamen, posta­víme-li do něho pánev nebo hrnec. Foukneme-li nebo dýchneme-li do plamene, roz­tříští se stejně, jako kdy­bychom foukli do plamene svíčky. Nastane-li průvan, nebo pohybumeje-li magnetem, ohne se pla­men ve směru vzduchového proudu jako pohybující se pochodeň."

(Koncentrace atmosférických iontů v troposféře, zejména v budovách: Jan Gruntorád - Vliv magnetosféry na životní prostředí. Geologický průzkum 11-12/1993: 333-336)