Мик О'Хара - Кто ест пчел? 101 ответ на, вроде бы, идиотские вопросы
Вы ошибаетесь, утверждая, что колесо изобретено не природой. Подобный механизм на протяжении миллионов лет используют бактерии для передвижения. Это — основа бактериального жгутика, который немного похож на буравчик и, постоянно вращаясь, приводит в движение микроорганизм. Почти половина всех известных науке бактерий имеет хотя бы один жгутик. Жгутик присоединен к «колесу» в клеточной мембране, которое делает сотни оборотов в секунду. Само «колесо» приводит в движение крошечный «электродвигатель». Электричество вырабатывается в результате быстрой смены зарядов в кольце протеинов, присоединенных к мембране. Положительно заряженные ионы водорода выкачиваются с поверхности клетки за счет энергии химических реакций. Вытесненные ионы затем вновь возвращаются на мембрану, завершая кругооборот и вырабатывая энергию, за счет которой вращается «колесо». Единственные питательные вещества, необходимые жгутику для роста, — это структурные элементы белка. Они нагнетаются через полый канал в центральной части жгутика и, пройдя через него, в совокупности образуют новый жгутиковый материал. Это очень тонкая нанотехнология, которая даже имеет механизм задней передачи, помогающий организмам находить пишу. Поэтому утверждение о том, что колесо изобретено не природой, далеко от истины. Учитывая огромное количество существующих бактерий, можно сказать, что колесо — самое распространенное средство передвижения на свете.
Эндрю Голсуорси (Лондон, Великобритания)
Существует одна форма макроскопической жизни, которая вращается, как колесо: перекати-поле. Наземная часть этого растения отделяется от корня и, подгоняемая ветром, катится по земле, распространяя свои семена.
Эрик Кваален (Париж, Франция)
Итак, природа изобрела колесо и во всю эксплуатирует механизм вращения. Так почему же люди не найдут этим изобретениям более широкое применение?
Автор-составитель
Колеса считаются эффективным устройством только потому, что мы подстроили под них свою среду обитания (хотя и не в полной мере, как справедливо укажут нам пользователи инвалидных колясок). Для большинства земельных массивов на планете характерно неудобное для транспорта покрытие: стоит лишь съехать с ровных дорог и нахоженных троп на участки пересеченной местности с сырой, глинистой, болотистой, каменистой, песчаной или растрескавшейся почвой, в гористый район или туда, где земля покрыта снегом или льдом, и наше блестящее изобретение окажется попросту бесполезным.
Алистер Скотт (Гланд, Швейцария)
Каждая часть организма человека (и большинства других развитых организмов) подсоединена к системам, регулирующим его жизнедеятельность, или сообщается с ними. Это в первую очередь нервная и кровеносная системы. Соответственно, если бы какая-то часть организма была колесом, она тоже сообщалась бы с названными системами. Но, чтобы колесо вращалось, оно должно быть свободно. Будучи компонентом структуры организма, оно закручивало бы кровь и нервы вокруг своей оси.
Бен Хилл (Кардифф, Великобритания)
Колесный транспорт (автомобили, поезда) приводит в движение двигатель. Для тачек и тележек требуется ножной привод. У животных большинство видов движений осуществляют мышцы, которые при сокращении превращают химическую энергию в работу. Природе, чтобы переориентироваться на колесный механизм, необходимо выполнить одно из трех условий: заменить мышцы каким-то другим источником толчка, что явится сложным эволюционным процессом; совместить колеса с ногами, но в этом случае цель не будет достигнута; изобрести нечто невероятное, например бионический велосипед.
Роланд Дейвис (Севеноукс, Великобритания)
Эволюция — процесс, не загадывающий на будущее. Это просто кумулятивный результат естественного отбора, в основе которого лежат случайные мутации. Следовательно, любые новые формы жизни или движения появляются только в том случае, если на каждом промежуточном этапе своего развития организм приобретает свойства, обеспечивающие ему конкурентоспособность или по крайней мере не препятствующие его развитию. Таким образом, крыло может развиться из зачаточного крыла, потому что последнее сообщает животному, прыгающему по деревьям, некие аэродинамические свойства. И раковина может развиться из зачаточной раковины, потому что та обеспечивает организму некую защиту. Но трудно представить, что колесо в процессе эволюции могло иметь некую промежуточную форму, при которой оно обладало бы преимуществами, обеспечивающими ему конкурентоспособность. Скорее, в такой форме оно было бы ненужной обузой. Конечно, в действительности колесо давно существует: в результате эволюции появились люди, которые оказались достаточно умными и сумели изобрести колесо, а потом еще и приспособили окружающую среду для его использования.
Саймон Айверсон (Национальный университет, Индонезия)
Качка
Я целый день провел на реке, обучаясь морскому делу, а, когда вернулся домой, у меня было такое ощущение, будто комната вокруг меня качается. Чем это объяснить?
Ричард Мэтью (9 лет) (Оксфорд, Великобритания)Ваш мозг оценивает ваше состояние по данным, получаемым из разных источников, в том числе органов зрения, осязания, положения суставов, внутреннего уха и предполагаемых результатов его восприятия. Обычно ожидаемые результаты восприятия соответствуют реальным. При их несоответствии мозг не может точно рассчитать движения, что вызывает потерю равновесия и симптом укачивания. У человека, находящегося на морском или речном судне, симптомо-комплекс укачивания может развиться в силу того, что сигналы, улавливаемые рецепторами вестибулярного аппарата, не соответствуют ожиданиям внутреннего уха. Походка «вразвалочку» — это природное лечебное средство от морской болезни: вы привыкаете предугадывать движения судна и приспосабливаться под них, меняя положение тела. Когда вы наконец сходите на берег, вас на протяжении нескольких часов или даже дней не покидает ощущение, что ваше тело продолжает подстраиваться под качку, и потому у вас создается впечатление, что комната вокруг вас раскачивается, а бывает, возникает и тошнота. У некоторых подобные симптомы не прекращаются на протяжении нескольких месяцев и даже лет. Это так называемый синдром высадки на берег. Пока точно не установлено, почему эти симптомы столь продолжительны, но методы их устранения существуют. Мореплавание — не единственный вид деятельности, вызывающий впоследствии ложное ощущение движения. Пассажиры ночных поездов иногда рассказывают, что они ощущают в коленях стук колес, после того как выходят из вагона. И астронавты по возвращении на Землю обычно испытывают головокружение, тошноту, затруднения при ходьбе и состояние кажущейся невесомости. Чем дольше человек находится в непривычных условиях, тем более выраженными и продолжительными будут последствия.
Тимоти Хейн (факультет физиотерапии и исследований движений человеческого организма (Северо-Западного университета, Чикаго, США)
Чарльз Оуман (Лаборатория эргономики транспортных средств Массачусетского технологического института, Кембридж, США)
Сверхмощные взрывы
Несколько лет назад я посетил выставку «Titanic exhibition» в лондонском Научном музее. Ознакомившись с письменным материалом одной из экспозиций, я узнал, что необходимо соблюдать крайнюю осторожность при поднятии чугунных предметов с морского дна глубиной 4 км, потому что при выходе на поверхность воды они могут взорваться. Почему это происходит?
Томас Тикстон (Уорлингем, Великобритания)Взрыв возможен по нескольким причинам. Во-первых, внутри чугуна непременно есть газовые раковины или пузыри, образовавшиеся на значительном удалении от его поверхности. Во-вторых, чугун не очень пластичен и, как правило, трескается, а не деформируется. В-третьих, это неоднородный материал, содержащий около 4,5 % углерода, значительное количество кремния и марганца, а также фосфор и серу. Основные его включения — графит, аргентит и феррит. При погружении чугуна в такую электролитную среду, как морская вода, поверхность литья подвергается коррозии. Одним из продуктов этого процесса является водород в ионном или атомном состоянии. Ионы или атомы водорода проходят через ферритную решетку и проникают в газовые пузыри, где вновь формируются в молекулы водорода, отчего давление в полостях повышается. Поскольку данный процесс электролиза происходит на большой глубине, высокое давление, образовавшееся в газовых пузырях, становится равным значению давления воды извне. При поднятии чугунного предмета с глубины моря внешнее давление на металл уменьшается, а давление газа в полостях сильно возрастает. В лучшем случае чугун растрескается, в худшем — разлетится на куски.
