Vesi on kõige levinum keemiline ühend universumis. Ta jõudis Maale umbes 4 miljardit aastat tagasi kosmosest. Vett võib leida kõigis elusorganismides 50–99%, inimorganismis ca 70%, peaajus koguni 85%.

Vesi on olnud inimkonnale müstiliseks aineks ja mõistatuseks sajandeid. Praeguseks tuntakse vee vähemalt 70 anomaalset omadust, neist ligi 60 on üle kontrollitud, üle mõõdetud, tunnustatud ning omaks võetud. Näiteks kõik vee füüsikalised omadused: tihedus, pindpinevus, sulamissoojus, aurustumissoojus, soojusmahtuvus jt, mis on suuremad kui kõigil teistel vedelikel ning otseselt seotud elu säilimise ja edasikandumisega Maal.

Aga umbes kümmekond vee omadust on siiani täielikud mõistatused. Nähtusena on neid küll ajaloos korduvalt tuvastatud, kuid teoreetiline taust ja ratsionaalne seletus puuduvad täielikult. Teadusavalikkuse pingsat tähelepanu pälvivad vee klastrid ning nende võimalik „mälu“; vee voolamisel üle hüdrofiilse pinna viimasel tekkiv õhuke (150–200 mikronit) vee põhivoolust suurema tihedusega ning negatiivselt laetud eralduskiht (nn EZ = exclusion zone) H3O2- , ning hiljuti teadlaste hulgas jahmatust ja arusaamatust tekitanud nähtus „kaks vett ühes vees“, tiheduste erinevusega ca 25%, mis lähevad pealegi suvaliselt teineteiseks üle.

Allakirjutanu esimene artikkel „Mis on vesi?“ ilmus Mente et Manus nr 1890. Kolm aastat on teaduses suhteliselt lühike aeg, ent vee valdkonnas on selle aja jooksul toimunud pöördelise tähtsusega sündmusi, osa neist kronoloogiliselt 2022. aastast tagasiulatuvad, olles tähelepanu või intensiivse diskussiooni esile kutsunud alles nüüd.

Vee olemuse ja elutähtsate anomaalsete omaduste süvauuringud on viimase 40 aasta jooksul teinud läbi märkimisväärse arengu. Esimesed teadusartiklid, milles teatati, et ühe veemolekuli vesinikuaatomi ja teise veemolekuli hapnikuaatomi vahel tekivad pidevalt lühiajalised keemilised sidemed ning moodustuvad suuremad kompleksid (klastrid), ilmusid 1980. aastatel ning on alates 2010. aastast ka laiema teadusavalikkuse poolt tunnustatud ja omaks võetud. Tavalisel temperatuuril sisaldab vedel vesi dünaamilisi klastreid, mis koosnevad 50–100 veemolekulist.

1990. aastate algul hakkasid paljud teadlased oma uuringute põhjal veeklastritele omistama „mälu“ – müstilist võimet vastu võtta, salvestada ja taasesitada bioloogilist informatsiooni. Veeklastrite eluiga määrates aga leiti, et see on ülilühike, vesiniksidemed tekkisid ja purunesid mõnikord kiirusega 1 pikosekund, s.t 1/triljondik sek (10-12 s). Sel põhjusel on skeptikud vee „mälu“ kategooriliselt eitanud. Suurematel klastritel on hiljem aga täheldatud tunduvalt pikemat eluiga, näiteks on leitud, et klastritel (H2O)20 ja (H2O)100 on see vahemikus 10–10 s kuni 10-9 s.

Professor Martin Chaplini (Dept. of Applied Science, London South Bank University) kirjutab (Homeopathy, 2007, 96, 143–150), et vee klastrite kestvuse ja seega ka „mälu“ eitus skeptikutel on tulenenud sellest, et sellisele järeldusele on jõutud arvutimudeleid, tuumamagnetresonantsi (NMR) ja difraktsiooni andmeid kasutades. Nimetatud meetodid aga ei suudagi avastada vedela vee klastrite tegelikke omadusi: arvutimudelid opereerivad simuleeritud ajaga nanosekundites võrreldes reaalajaga tundides või päevades. Mudelid on peale selle koostatud väga piiratud arvule veemolekulidele (ca sadades) nanomeetriliste dimensiooni­dega, mis ei suuda avastada efekte suuremas, nn mikroskaalas. 

Praegu on enamiku teadlaste eelistatud veemudel suhteliselt lõdvalt ühendatud võrk, mida võiks kõige paremini kirjeldada kui ühte „hiidklastrit“, mille struktuur püsib päevi ja nädalaid, samal ajal kui klastri veemolekulide sisemised ühendused on pidevas ümberkorralduses. Ja sel juhul on vee „mälu“ teoreetiliselt täiesti võimalik.

Viimasel ajal on ilmunud üha rohkem konstruktiivset kriitikat vee „mälu“ kui mitmete uurijate poolt korduvalt tuvastatud nähtuse kohta. Näiteks dr Yolene Thomas on kirjutanud järgmist: „Füüsikalisest ja keemilisest vaatenurgast on vee mälukatsed tõesti mõistatus, sest pole selge, milline mehhanism suudab säilitada molekulaarsete signaalidega kokkupuutel vee „mälu“. On vaja ka lisakatseid, et selgitada lisandite segavaid mõjusid (100% puhast vett pole olemas)“. („The history of the memory of water“, Homeopathy, 2007 July, 151–157). Selle seisukohaga saab täielikult nõustuda.

Alex Hankey on 2023. aastal ilmunud artiklis „How Water Retains Information“ (New Frontiers in Physical Science Research, Vol. 8, 22, pp.155–168) kirjutanud: „Kui tegemist on vedela vee mikrostruktuuriga, võib tõepoolest tekkida teabe säilimine. Erinevalt teistest ainetest saab vedelale veele määrata kahte tüüpi entroopiat. Esimene on klassikaline, s.t makroskoopiline, selle soojussisaldus; teine on kvantentroopia, s.o mikroskoopiline ja see arvutatakse vee polümolekulide mikroolekute järgi. Teaduses olemasolev skeptitsism ei ole vee „mälu“ kontseptsiooni sisuline ümberlükkamine, vaid tegelikult üleskutse põhjalikumale ja korratavamale uurimistööle“.

Peaaegu sama palju tähelepanu kui vee „mälu“ küsimus on teadlaskonnas viimasel ajal pälvinud veel üks vee anomaalne omadus: moodustada hüdrofiilsetel pindadel põhivoolust eraldunud suurema tihedusega sooladest vabanenud ja negatiivselt laetud piirkelmet ehk eraldustsooni (exclusion zone, EZ) (G.Pollack. The Fourth Phase of Water: Beyond Solid, Liquid, and Vapor. 2013, Seattle, Ebner and Sons Publ.). Seda vee nn neljandat faasi (mitte segi ajada superkriitilise veega!) iseloomustavad joonised võib leida autori selleteemalisest esimesest artiklist (Mente et Manu nr 1890). EZ-kiht (H3O2-) koosneb paralleelsetest kuusnurkse struktuuriga negatiivselt laetud geelitaolistest pindadest, mis on omavahel ühendatud prootonitega. Ta moodustab Pollacki arvates ühtlasi iselaadse energiaallika, mille mõõdetud voolupinge on ulatunud sadade millivoltideni. Pollack väidab, et just see miniaku annabki energiat fotosünteesi reaktsioonile. Väga suure tähtsusega on Pollacki avastus, et rakkudes olev vesi ei kujuta endast tavalist vesilahust, vaid on geelitaoline ning ühinenud proteiinide ja DNA-ga, olles seega elumolekulide kandja. Kuna „neljanda faasi“ veel on sarnaselt arvuti mäluga kristalne struktuur, siis on Pollacki arvates loogiline oletada, et tal võib olla ka mälu funktsioon.

Ammendavat teoreetilist põhjendust EZ-kihile ei ole seni suudetud leida. Ilmselt on vaja edaspidi käsitleda ka mitmeid võimalikke segavaid tegureid, mis muudavad EZ-kihi katsetamise keeruliseks, nagu näiteks laetud pinnarühmad, lahustunud ained ja adsorbeeritud nanomullid. 

Järgnevalt veel ühest vee hämmastavast anomaalsest omadusest koosneda kahest erineva tihedusega veest HDL (High Density Liquid) ja LDL (Low Density Liquid) nii toatemperatuuril kui ka alajahutamisel (-40 ˚C-ni), kusjuures tiheduste erinevus on ca 25%. „Uued tulemused toetavad väga tugevalt pilti, kus toatemperatuuril vesi ei suuda otsustada, kumb kahest vormist peaks olema, kas kõrge või madala tihedusega, mille tulemuseks on lokaalsed kõikumised nende kahe vahel. Lühidalt: vesi ei ole keeruline vedelik, vaid kaks lihtsat vedelikku, millel on keeruline seos“, kirjutas Lars G.M. Pettersson, Stockholmi Ülikooli teoreetilise keemilise füüsika professor (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017). Oxfordi ülikooli teadlased teatasid peaaegu samal ajal, et nemad tuvastasid samuti kahe erineva vee olemasolu tavatemperatuuride vahemikus 40–60 ˚C.

Eksperimendil ja termodünaamikal põhinev pikem kinnitus (seletus) kahe vee tekkele alajahutatud vees enne külmumist (-40 ˚C) on toodud pikemas artiklis (Gallo, P., Amann-Winkel, K., Angell, Ch.A. et al. „Water: A Tale of Two Liquids“. Chemical Reviews, 116(13), July 2016). Nüüd jääb ainult küsimus, milleks on emakesel loodusel vaja üheaegselt sellist kahte erinevat vett? 

Mis saab edasi? Meenutades lugu sellest, kuidas Max Planck lahendas 1901. aastal kvantteooriaga musta keha kiirguse anomaalse kasvu probleemi üliväikestel lainepikkustel, jääb üle loota umbes sedasama ka siin. Ja midagi sellist ongi toimumas: viimasel ajal on mitmed kvantfüüsikud hakanud usinalt koostama mudeleid, millega saab teoreetiliselt põhjendada nii vee „mälu“, EZ-kihti kui ka kahte vett ühes vees.

Esimesena esitas ülihuvitava kvantmehaanilise vaatenurga Soome kvantfüüsik Matti Pitkänen („Pollack Effect and Some Anomalies of Water“. Prespacetime Journal, February 2024, Vol.15, nr.1, pp.75–81). Pitkäneni arvates viitab TGD (topoloogiline geometrodünaamika ehk Poincare invariantne gravitatsiooniteooria) just seda tüüpi efektide olemasolule ja seetõttu võib püstitada tööhüpoteese, et kirjeldatud efektid on reaalsed, ning näha, milline võiks olla TGD-põhine seletus neile. 

Pitkänen käsitleb ka kahe vee teemat. Tema arvates on hiljuti avastatud tihedam vesi (temperatuuril 40–60 ˚C ja -40 ˚C) ning G. Pollacki EZ-kiht mõlemad vee nn „neljas faas“, kus vesi koosneb kuusnurksetest kihtidest H3O2 kõrge negatiivse laenguga. Need kaks neljandat veefaasi võivad olla üksteisega seotud ning mängida TGD-põhises kvantbioloogias võtmerolli. Pitkäse sõnul viitab TGD tõepoolest sellele, et vesi laguneb tavaliseks veeks ja „tumedaks“ veeks. Tumeainet kandvate vootorudega ühendatud veemolekulide osa võib tuvastada „tumeda“ veena ja ülejäänud oleks tavaline vesi. See mudel võimaldavat mõista erinevaid vee anomaaliaid. Anomaaliad on tema sõnul suurimad füsioloogilisel temperatuuril 37 ˚C, mis vastab nägemusele „tumeaine“ ja „tumeda“ vee rollist elusaines, kuna sellel temperatuuril oleks „tumeda“ vee osakaal suurim. 

Möödunud aastal ilmus veel üks väga huvitav artikkel Barcelona Ülikooli teadlastelt: L.E. Coronase ja G. Franzese, The Journal of Chem.Physics, vol.161, Iss.16, 2024). Selles näidati, et mõned praegused mudelid vee anomaaliate selgitamiseks ei suuda piisavalt reprodutseerida vee termodünaamilisi omadusi, nagu selle kokkusurutavus ja soojusmahtuvus. Barcelona Ülikoolis koostatud nn CVF-mudel teeb seda, kuna sisaldab molekulidevaheliste interaktsioonide esialgsete kvantarvutuste tulemusi. Need interaktsioonid, mida tuntakse „paljude kehade probleemidena“, ulatuvad klassikalisest füüsikast kaugemale ja on tingitud asjaolust, et veemolekulid jagavad elektrone viisil, mida on raske eksperimentaalselt mõõta. Uuringu kohaselt reguleerivad need kvant­interaktsioonid vee tiheduse, energia ja entroopia kõikumisi, mille mõju ulatub nanomeetrist makroskoopilise skaalani. Vesi reguleerib organismis energia ja molekulide vahetust, aga ka valkude ja nukleiinhapete agregatsiooni olekut rakkudes. Arvatakse, et nende protsesside defektid põhjustavad tõsiseid haigusi, nagu Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi ja amüotroofiline lateraalskleroos. 

Vesi ei väsi meid üllatamast. Meenutades sageli kasutatavat triviaalset fraasi „vesi on elu“ ning arvestades, et mõned elusorganismid sisaldavad isegi kuni 99% vett, ei saa see olla lihtsalt üks vedelik, mis voolab torudes ja loksub klaasis, vaid peab olema midagi palju, palju enamat, mis on meie mõistusele seni suures osas varjatuks jäänud. Dr Philip Ball, ajakirja Nature konsultant, on öelnud: „No one really understands water. It is still a mystery.“ Veel üldisemalt on sama mõtet varem väljendanud ka USA ökoloogia suurkuju Frank Edwin Egler (1911–1996): „Loodus ei ole keerulisem kui me arvame, ta on keerulisem, kui me arvata oskame“.

Artikkel ilmus Tehnikaülikooli ajakirjas Mente et Manu.