Владимир Антонец - Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

• Название: Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию
• Автор: Владимир Антонец
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-00057-961-9

В этой книге Владимир Антонец, профессор и доктор физико-математических наук, дает научные ответы на наивные и простые вопросы о том, как устроен наш мир. Природные явления, исторические парадоксы, удивительные научные открытия — об этом и многом другом доступно, занимательно и с помощью научных обоснований рассказывает автор.

Если вам интересно устройство мира или вы хотите знать, как правильно отвечать на простые вопросы вашего ребенка, — эта книга для вас.

---

Еще 50 лет назад это было чудом, а сейчас стало распространенным методом диагностического обследования, называемым УЗИ. Меня, например, поразило, что посредством ультразвука можно увидеть лицо еще не родившегося младенца. Так было обнаружено, что младенец, оказывается, гримасничает, сердится, улыбается.

Интересно, что с физической точки зрения обнаружение эха, создаваемого отражением импульса, отличается от обнаружения эха непрерывного шумового сигнала только способом обработки информации. На этом принципе, кстати, россиянам в 90-х годах прошлого века удалось построить оптический прибор для исследования тонких слоев биологических тканей и других материалов. Он словно бы регистрирует эхо светового импульса длиной всего одну миллионную часть от одной миллиардной доли секунды. Сейчас подобные приборы — оптические томографы — достаточно широко распространены в мире.

Утверждают, что эхо есть и во Вселенной. Дело в том, что, хотя вещество в ней чрезвычайно разрежено и о непосредственном упругом взаимодействии, необходимом для образования волн, не приходится говорить, благодаря гравитационным силам волны все-таки образуются.

Вопрос о том, как возникает эхо, с научной точки зрения очень прост: это волны отражаются от препятствий. Но как подумаешь, какое разнообразие волн в природе и какое существует огромный выбор возможностей обработки этих сигналов, понимаешь, что это простое явление можно с пользой применить в жизни.

Как строили египетские пирамиды?

Наиболее распространено предположение, что египтяне строили пирамиды, чтобы сохранять в них мумии фараонов — земных воплощений бога. По тогдашним верованиям, до сих пор сохраняющимся у их потомков — коптов, душа не могла существовать без тела. Есть предположения, что одновременно могли преследоваться и другие цели — сакральные, идеологические и экономические.

Размеры и точность пропорций и ориентации пирамид по сторонам света на протяжении столетий поражают воображение. Как же строителям удавалось с такой точностью изготавливать и подгонять друг к другу каменные блоки? Как у них получалось передвигать такие тяжести? Как люди могли так точно соблюдать размеры пирамид и их ориентацию по сторонам света?

По археологическим данным, первая египетская пирамида была построена более 4500 лет назад при фараоне Джосере. До этого для погребения фараона строили более простое сооружение в форме усеченной пирамиды с прямоугольным основанием — мастаб, что по-арабски означает «скамья». Пирамида Джосера, отлично сохранившаяся до сих пор, представляет собой шесть поставленных друг на друга мастаб уменьшающегося размера, то есть имеет ступенчатую форму. Размеры основания — 125 × 115 м, высота 62 м. Она сложена из каменных блоков, средний вес которых составляет 2 т, хотя есть блоки и большего размера. Блоки подогнаны друг к другу очень точно и не скреплены никаким раствором.

Более поздние сооружения имеют строго пирамидальную форму за счет того, что ступенчатое основание покрывали специальной облицовкой, двигаясь сверху вниз. Согласно современным археологическим данным, пирамиды возводились наемными строителями, разделенными на несколько соревнующихся бригад. К работам в свободное время привлекались и крестьяне.

Блоки для строительства изготавливались из известняка. В его массиве проделывались отверстия — шурфы, в которые загоняли сухие деревянные клинья, которые затем поливали водой. Клинья разбухали, и глыба отламывалась. По одной версии, далее глыбы обтесывались и пришлифовывались. По другой — известняк размалывался и на его основе готовилась бетонная смесь. При этом предыдущие, уже уложенные в тело пирамиды блоки использовались как часть опалубки. Такая технология гораздо более экономична и легко объясняет высокую точность подгонки блоков. Важно, чтобы они не были скреплены друг с другом, иначе тело пирамиды лопнет от внутренних напряжений.

«Бетонная» версия подтверждается анализом состава облицовочных плит. Французский химик Иосиф (Джозеф) Давидович обнаружил в нем 13 компонентов, отсутствующих в окружающих каменных карьерах, то есть внесенных добавок.

Другой ученый, археолог-любитель Рональд Уайетт, смог разобраться, как с помощью простых деревянных рычажных машин, похожих на качели, можно с легкостью перемещать тяжелые блоки. Любопытно, что методом знаменитого лингвиста Жана-Франсуа Шампольона расшифрованы описания этих устройств и рецепт бетона.

В размерах, пропорциях и ориентации пирамид зашифрованы знания по астрономии и математике, удивляющие современных специалистов. Стены пирамид поднимаются под углом от 51 (пирамида Менкаура) до 53 (пирамида Хефрена) градусов к горизонту. Возможно, этот угол воплощает в пирамиде значение числа «пи» (при угле в 51–53 градуса отношение полупериметра основания пирамиды к ее высоте с точностью до 4 % равно отношению длины окружности к ее диаметру).

Самая большая из всех известных — пирамида Хеопса, имеющая размеры 230 × 230 × 147 м, — сориентирована на север с точностью в три угловые минуты. Многие специалисты считают такую точность невероятной, за пределами человеческих возможностей. Между тем, чтобы попасть в сантиметровое яблочко мишени с расстояния 50 м, мастеру по стрельбе нужно навести винтовку с не меньшей точностью. По всему получается, что строительство поражающих наше воображение сооружений было вполне доступно человеческому гению еще в древности.

Как пчелы находят медоносы?

Я понятия не имел, как же пчелы это делают, пока меня не спросили. Пришлось искать информацию. Удивительно, как много людей любит разводить пчел. Настоящий пчеловод очень много знает про своих питомцев, охотно делится секретами, и это производит впечатление. По тщательности отношения пчеловодов к делу их, пожалуй, можно отнести к научному сословию.

Существует два основных механизма, с помощью которых пчелы находят медоносы. Для этого, грубо говоря, их надо унюхать. Обонятельные органы пчел удивительно чувствительны. Они могут уловить присутствие буквально нескольких молекул вещества. Запах, так же как и вкус, определяется молекулярным составом. Но важно не только уловить его, но и проанализировать, как он усиливается, потому что без этого невозможно определить направление. Так вот, их чувствительность велика не только к абсолютной концентрации пахучих веществ, но и к малым ее изменениям. Направляя полет в сторону усиления запаха, то есть повышения концентрации, пчелы умеют прилететь, куда надо.

Но все-таки уловить эти молекулы — дело довольно трудное, это отчасти и вопрос везения. И уж если пчела уловила нужный запах, она должна рассказать другим пчелам, где же находится медонос. Это второй способ найти нужное место — по «донесению» разведчика. Для этого разведчик сам должен его запомнить. В этом деле пчелы ориентируются на солнце. В пасмурную погоду, кстати, справляются с этим плохо. И кроме того, они используют такую особенность света, которая называется поляризацией.

Мы глазами не ощущаем поляризацию света, но с помощью приборов (поляриметров) можем ее измерить. Такие поляриметры есть в глазах у пчел. В отличие от людей они умеют определять поляризацию световой волны. Предполагается, что эти свойства могут быть использованы пчелами для ориентации.

Итак, как получается, что эти насекомые находят медоносные поля? Разведчик унюхал, по нарастанию запаха попал на это поле, сориентировался по солнцу и поляризации и прилетел обратно в рой. Теперь надо передать информацию другим пчелам, а для этого есть специальный язык танцев. Это целая наука. Пчелы совершают определенные движения, в основном шевелят брюшком. В танце имеет значение, какие это движения — круговые, колебательные или восьмерочные. Я этого языка не знаю, но уверен, что он есть. Пчелам удается так точно это сделать, что компаньоны по улью прекрасно понимают, куда лететь.

Так что, как говаривал Винни Пух, это «ж-ж-ж» — неспроста.

Как работает детектор лжи?

Вопрос о том, лжет человек или нет, волнует людей столько времени, сколько они существуют. Люди с развитой интуицией умеют распознавать, правду им говорят или обманывают. Иногда они могут даже научить других определять ложь. А можно ли это сделать с помощью прибора?

К концу XVIII века, когда развилась физиология, было установлено, что у человека в зависимости от состояния проявляются разные физиологические реакции: меняются частота пульса, давление, темп и характер дыхания, ладони потеют и т. д. Таким образом, были созданы научные предпосылки для создания инструментария по определению лжи.

Первый инструмент для диагностики лжи в 1875 году создал итальянский физиолог Моссе. Он продемонстрировал, что такие физиологические показатели, как давление крови и частота пульса, изменяются при эмоциональном напряжении, а эмоции в том случае, когда человек должен скрыть ложь, обязательно проявляются. С этого момента направление начало довольно быстро развиваться. И уже в 30-х годах XX века проверка на детекторе лжи стала вполне официальной процедурой, когда надо было определить, «виновен» или «не виновен», «достоин доверия» или «не достоин». В наши дни применение этой процедуры расширяется, а детекторы лжи совершенствуются. Самым важным оказывается подбор физиологических параметров, которые нужно измерить, чтобы установить, что человек лжет. Сейчас такие приборы принято называть полиграфами. Один из лучших полиграфов был разработан в России в 70-х годах прошлого века. Его изобрел физиолог Валерий Варламов. Кстати, я был с ним знаком. Когда он подбирал удобные для измерения параметры, интересовался у меня, можно ли измерить сердцебиение человека, разместив датчики в стуле, на котором этот человек сидит. Это смешной вопрос, потому что если даже поместить человека в грузовик, то по колебаниям грузовика можно обнаружить, как бьется сердце.