Карл Саббаг - Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

• Название: Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
• Автор: Карл Саббаг
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-91678-144-1

Есть детские вопросы, на которые не каждый взрослый ответит: почему ночью небо темное? почему мы не проваливаемся сквозь пол? кто изобрел колесо? почему зеркало меняет местами только лево и право, а не верх и низ? Карл Саббаг подробно разбирает эти и многие другие загадки (да-да, загадки, причем Большой Науки!), и не просто разбирает, а легко, доходчиво, с хорошим юмором рассказывает об окружающих нас чудесах физики, химии, биологии, психологии и даже космологии. Вот еще вопросы: как работает Гугл? можно ли увидеть нейтрино? что такое пятый вкус, о котором никто не знает, кроме японцев? обижаются ли на нас собаки? кто был автором первого в истории мультфильма? Интересно? При чтении этой книги будет еще интереснее! Потому что именно с такой целью она и писалась: напомнить нам, что мир вокруг таинствен и удивителен.

Карл Саббаг (р. 1942) — британец палестинского происхождения, писатель, журналист, телевизионный продюсер. Автор многих научно-популярных книг, документальных фильмов и научно-популярных телесериалов.

---

В ходе пресс-конференции Чжоу поведал, как он выследил тигра и запечатлел его на снимках, за которые ему заплатили более полутора тысяч фунтов. «Головой клянусь, что фотографии подлинные», — сказал Чжоу, и ту же китайскую клятву повторили специалист из Министерства лесного хозяйства и член Китайской академии наук.

В наши дни подделать фотографии при помощи компьютера очень легко, но снимки Чжоу, по общему мнению, были подлинными и не претерпели никаких вмешательств. Они в самом деле были сделаны в джунглях, и на них действительно был запечатлен тигр, смотрящий сквозь листву. Единственная проблема (и это отметили многие пользователи Интернета, рассматривавшие снимки в Сети) — тигр на фотографиях был бумажный, вырезанный из плаката или журнала и поставленный на подпорке среди листьев. Когда ботаники пригляделись к этим листьям, находившимся на том же расстоянии от объектива, что и тигр, они обнаружили интересную вещь: то ли голова тигра была совсем крошечной, то ли сами листья, обычно достигающие в ширину нескольких миллиметров, разрослись до размеров тарелок. Более того — на нескольких снимках, изображавших тигра в разных позах, один и тот же лист (который, как оказалось, был частью фотографии с тигром) отбрасывал на лоб животного совершенно одинаковую тень.

Закончилась эта история внезапно и нерадужно. В июне 2008 года Чжоу арестовали, семеро министерских чиновников были уволены, и еще шестеро подверглись дисциплинарному взысканию. А в доме Чжоу полиция обнаружила плакат, посвященный наступлению китайского Нового 2002 года, с аналогичным изображением южнокитайского тигра и деревянную модель тигриной лапы, которая использовалась для подделки отпечатков.

Собачья несправедливость!

Многие владельцы собак верят, что их питомцы — почти как люди. (Кошатники же и вовсе уверены, что насчет кошек это чистая правда.) Но придумать и осуществить такие эксперименты, которые помогли бы сравнить восприятие и суждения животных с человеческими, на практике не так-то просто. Ведь собакам, в отличие от большинства студентов-психологов, не объяснишь, какова цель исследования.

Группа исследователей из Вены заинтересовалась, знакомы ли собакам понятия честности и справедливости. Было доказано, что некоторые приматы демонстрируют поведенческие модели, предполагающие наличие у них своеобразной этической системы. Приматы уверены, что одинаковая работа должна и вознаграждаться одинаково, и возмущаются, если их собрат за выполнение сходной задачи получает более значительное вознаграждение. Макак-резус отказывается принимать пищу, если вследствие этого действия другую обезьяну ударит током. Но есть ли представления о честной игре у неприматов, до поры до времени не знал никто.

Исследователи собрали сорока трех псов разных пород и научили их по команде подавать человеку лапу. Все собаки быстро освоили этот трюк и почти всегда успешно выполняли его по первому требованию, независимо от того, получали они за это какую-то награду или нет. Затем исследователи разбили собак на пары и провели серию тестов: обеих собак просили выполнить трюк, но награждали только одну, причем всякий раз одну и ту же. Довольно скоро стало ясно, что пес, не получающий вознаграждения, недоволен. Его требовалось подолгу уговаривать, прежде чем он протягивал лапу, пес часто отводил взгляд и чесался. «Создается ощущение, что они не слишком рады» — так прокомментировал ученый, проводивший эксперимент, поведение собак, лишенных награды. Когда дело дошло до обработки результатов, выяснилось, что, в то время как награждаемые собаки выполняли трюк каждый раз, лишенные награды особи протягивали лапу только в тринадцати случаях из тридцати. Очевидно, псу не слишком нравилось, когда его товарищ с аппетитом набрасывается на угощение, а самого его оставляют в сторонке. Иными словами, поступают крайне нечестно.

Но действительно ли это означает, что собаки чувствуют несправедливость? Чтобы убедиться в правильности такой интерпретации полученных данных, нужен еще один эксперимент. А вдруг не получавшая вознаграждения собака отказывалась выполнять трюк просто от скуки — все равно ведь лакомства не дадут? В таком случае ее поведение не имеет ничего общего с уверенностью, будто с ней обходятся нечестно. Но по сравнению с собакой, которая выполняла трюк в одиночку и не получала награды, собака, работавшая в паре, халтурила чаще.

Давно известно, что собаки и волки в стае действуют сообща и успех их совместных действий зависит от равномерного распределения нагрузки. В условиях дикой природы несправедливость может поставить под угрозу выживание целой стаи, поэтому забота не о личном благополучии, а о том, чтобы все было честно, заложена самой природой и обеспечивает максимальную эффективность действий стаи.

Однако если собаки и в самом деле чувствуют, когда их игнорируют, уделяя все внимание другим, это может объяснять наблюдаемое многими собачниками явление: когда в семье рождается ребенок, собака часто выглядит обиженной. Сейчас мы знаем только одно: нам кажется, будто животные чувствуют несправедливое отношение, потому что они, возможно, действительно его чувствуют.

Умножение видов

Над бывшим американским министром обороны Дональдом Рамсфельдом часто подшучивали (а почему бы, собственно, и нет?) из-за его любимого высказывания: «Есть то, о чем мы знаем, что мы это знаем. Есть то, о чем мы знаем, что мы этого не знаем. Но есть также и то, про что мы не знаем, что мы этого не знаем». Однако на деле концепция «мы не знаем, что мы этого не знаем» за долгие годы доказала свою полезность во многих областях науки. В аэронавтике даже укоренился сокращенный термин «unk-unks»[46], обозначающий проблемы, которые нельзя предусмотреть, потому что не известно о возможности их возникновения.

Концепция «мы не знаем, что мы этого не знаем» может пригодиться и при попытках ответить на вопрос: «Сколько всего существует видов живых организмов?» Говоря о живых организмах, мы обычно включаем в это понятие растения, животных и микроорганизмы, например бактерии. Чтобы найти ответ, можно начать с составления списка всех существ, известных специалистам каждой из областей биологии — ботаникам, зоологам, микробиологам и так далее. Всего получается около 1,7 миллионов — довольно внушительное число, особенно если учесть, сколь небольшую часть от общего количества способен вспомнить каждый из нас. Но разумеется, в это число входят только известные человеку виды. А уверены ли мы, что знаем все виды, существующие в природе? Конечно, нет. Каждый день мы слышим очередные истории об ученых, исследующих новые, не изученные ранее районы (от дождевых лесов до океанских глубин) и сталкивающихся с видами, о существовании которых прежде никто не знал. Так как же быть с тем, что «мы не знаем, что мы этого не знаем»? Или хотя бы как перевести данное суждение в категорию «мы знаем, что мы этого не знаем»?

Тридцать лет назад американский энтомолог Терри Эрвин (р. 1940), изучая насекомых Панамы, провел интересное исследование местных жуков. Он выбрал одно-единственное дерево и собрал всех жуков, которых сумел на этом дереве найти. Лишь небольшая часть пойманных жуков была описана прежде. Экстраполировав результаты на других живых существ, Эрвин пришел к выводу, что общее количество видов на Земле может приближаться к тридцати миллионам.

И ведь Эрвин интересовался только существами, которых видно невооруженным глазом. (Более того, он изучал только жуков, а их в мире больше, чем каких-либо других живых существ, — британский ученый Дж. Б. С. Холдейн[47] по этому поводу заметил, что Бог, судя по всему, «чрезвычайно неравнодушен к жукам».) Так что стоит добавить к его приблизительным оценкам не видимые глазу микроорганизмы, которых сейчас известно примерно 40 000 видов. Используя сходную технику экстраполяции от известного к неизвестному, ученые вывели, что на Земле может существовать до 400 миллионов видов микроорганизмов, и это не считая вирусов, которых относят к отдельному классу существ — частично живых, а частично принадлежащих к неживой природе.

Итак, используя эффективные, хотя и не слишком точные, статистические методики, мы увеличили количество видов живых существ на Земле примерно раз в двести.

Писатель Колин Тадж описал этот процесс в своей книге «Многообразие жизни» — мастерски составленном путеводителе по всем известным видам живых существ. Он пошел и дальше, задавшись вопросом: как количество видов, живущих на Земле в данный момент, относится к общему числу когда-либо существовавших видов? — и привел поражающие воображение цифры. Взяв в качестве примера более интересное, чем жуки (если, конечно, вы не Терри Эрвин), существо, а именно слона, он сравнил два ныне живущих вида с тем количеством видов слонов, которое зафиксировано за последние 50 миллионов лет. Анализ окаменелостей показывает, что за этот период на Земле существовало около 150 разных видов слонов. Примерно та же картина и с носорогами: сейчас на планете живет всего пять видов, а за истекшие 50 миллионов лет их насчитывалось аж двести. Исходя из этого, можно заключить, что за последние 50 миллионов лет на нашей планете проживало в сто раз больше видов, чем сейчас. Но зачем ограничиваться 50 миллионами, если жизнь на Земле существует уже три с половиной миллиарда лет? «Было бы удивительно, — пишет Тадж, — если бы общее количество видов, существовавших в прошлом, не превышало бы нынешнее как минимум в 10 000 раз». Следовательно, общее количество видов за всю историю планеты достигает примерно 4 триллионов. Видов! Не особей! Всем этим богатством мы обязаны изменчивости ДНК, длинной цепочки генов, которая определяет формирование каждого живого существа. И в ней может возникать столько вариаций, что за последующие три с половиной миллиарда лет, несомненно, следует ожидать возникновения еще четырех триллионов новых видов.