Загадка падающей кошки и фундаментальная физика
Покупка
Тематика:
Физико-математические науки
Издательство:
Альпина нон-фикшн
Автор:
Гбур Грегори
Перевод:
Лисова Наталья
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 386
Дополнительно
Загадка падающей кошки и фундаментальная физика
Как падающим кошкам всегда удается приземлиться на четыре лапы? Удивительно, сколько времени потребовалось ученым, чтобы ответить на этот вопрос! История изучения этой кошачьей способности почти ровесница самой физики — первая исследовательская работа на тему падающей кошки была опубликована в 1700 г. французом Антуаном Параном, но даже сегодня ученые продолжают находить в ней спорные моменты.
В своей увлекательной и остроумной книге физик и заядлый кошатник Грегори Гбур показывает, как попытки понять механику падения кошек помогли разобраться в самых разных задачах в математике, физике, физиологии, неврологии и космической биологии, способствовали развитию фотографии и кинематографа и оказали влияние даже на робототехнику.
Вид сбоку на падающую кошку садовника, 1894 г. Изображения следует читать справа налево и сверху вниз. Из снятого Мареем короткометражного фильма «Падающая кошка».
Поиск ответа на загадку падающей кошки погружает читателей в увлекательный мир науки, из которого они узнают решение головоломки, но также обнаружат, что феномен кошачьего выверта по-прежнему вызывает горячие споры ученых.
Автор убежден, что чем больше мы исследуем поведение этих животных, тем больше сюрпризов они нам преподносят.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Посвящается моему обширному кошачьему семейству: Саше, Зое, Софи , Куки, Раскалу, Мандарину, Долли, Митци, Дейзи, Хоббсу, а также покойным Саймону, Сабрине, Флафф, Голду и Мило
FALLING FELINES AND FUNDAMENTAL PH YSICS Gregory J. Gbur
М О С К В А , 2 0 2 1 П Е Р Е В О Д С А Н ГЛ И Й С К О Г О ЗАГАДКА ПАДАЮЩЕЙ КОШКИ И ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА Г Р Е Г О Р И Г Б У Р
ISBN 978-5-00139-265-1 (рус.) ISBN 9 78-0-300-23129-8 (англ.) УДК 53.01 ББК 22.3 Г24 Переводчик Наталья Лисова Научный редактор Максим Малышев, канд. физ.-мат. наук Редактор Антон Никольский Гбур Г. Загадка падающей кошки и фундаментальная физика / Грегори Гбур ; Пер. с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2021. — 386 с. ISBN 978-5-00139-265-1 Как падающим кошкам всегда удается приземлиться на четыре лапы? Удивительно, сколько времени потребовалось ученым, чтобы ответить на этот вопрос! История изучения этой кошачьей способности почти ровесница самой физики — первая исследовательская работа на тему падающей кошки была опубликована в 1700 г. французом Антуаном Параном, но даже сегодня ученые продолжают находить в ней спорные моменты. В своей увлекательной и остроумной книге физик и заядлый кошатник Грегори Гбур показывает, как попытки понять механику падения кошек помогли разобраться в самых разных задачах в математике, физике, физио- логии, неврологии и космической биологии, способствовали раз- витию фотографии и кинематографа и оказали влияние даже на ро- бототехнику. Поиск ответа на загадку падающей кошки погружает читателей в увлекательный мир науки, из которого они узнают решение головоломки, но также обнаружат, что феномен кошачь- его выверта по-прежнему вызывает горячие споры ученых. Автор убежден, что чем больше мы исследуем поведение этих животных, тем больше сюрпризов они нам преподносят. УДК 53.01 ББК 22.3 Г24 Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети интернет и в корпоративных сетях, а также запись в память ЭВМ для частного или пуб личного использования, без письменного раз- решения владельца авторских прав. По вопросу организации доступа к электронной библиотеке издатель- ства обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru © Gregory J. Gbur, 2019 Originally published by Yale University Press © Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2021
Издание подготовлено в партнерстве с Фондом некоммерческих инициатив «Траектория» (при финансовой поддержке Н.В. Каторжнова). Фонд поддержки научных, образовательных и культурных ини- циатив «Траектория» (www.traektoriafdn.ru) создан в 2015 году. Программы фонда направлены на стимулирование интереса к науке и научным исследованиям, реализацию образовательных программ, повышение интеллектуального уровня и творческого потенциала молодежи, повышение конкуренто способности оте- чественных науки и образования, популяризацию науки и куль- туры, продвижение идей сохранения культурного наследия. Фонд организует образовательные и научно-популярные мероприятия по всей России, способствует созданию успешных практик взаи- модействия внутри образовательного и научного сообщества. В рамках издательского проекта Фонд «Траектория» под- держивает издание лучших образцов российской и зарубежной научно-популярной литературы.
О ГЛ А ВЛ Е Н И Е Предисловие: кошки безумны ...........................................9 Предостережение .................................................................13 1 Знаменитые физики и падающие кошки ......................17 2 (Разгаданная?) загадка падающей кошки ..................... 22 3 Лошади в движении ............................................................ 42 4 Кошки на пленке ..................................................................74 5 Снова и снова ........................................................................91 6 Кошки — cотрясатели Вселенной ............................... 120 7 Кошачий рефлекс переворачивания ............................ 145 8 Кошки… в космосе!........................................................... 189 9 Кошки как хранители тайн ............................................224 10 Эра роботизированных кошек ......................................243 11 Проблемы кошачьего переворачивания .................... 276 12 Падающие кошки и фундаментальная физика ........292 13 Ученые и их кошки.............................................................315 Благодарности ....................................................................345 Примечания ........................................................................349 Библиография .....................................................................363 Предметно-именной указатель .....................................379
П Р Е Д И С Л О В И Е : КО Ш К И Б Е З У М Н Ы Можно с полным основанием утверждать, что кошки слегка безумны. В процессе эволюции они, как хищники-засадники, которые обычно охотятся в одиночку, выработали интел- лект, позволяющий подкрадываться к добыче, выслеживать ее, даже если в этот момент она находится вне поля зрения, и заранее предугадывать ее действия. Такой интеллект вкупе с природной игривостью и любопытством регулярно дово- дят кошек до беды и создают им проблемы. Неудивительно, что фраза «Любопытство кошку сгубило» стала крылатой. К счастью, в ходе бесчисленных лет эволюции кошки раз- вили у себя, помимо всего прочего, несколько важных уме- ний, которые позволяют им выходить из сложных ситуаций почти с такой же легкостью, как и попадать в них. Главное среди этих умений — способность, которую в разное время называли по-разному: кошачий переворот, умение всегда падать на лапы, рефлекс восстановления правильной ори- ентации, кошачий выверт. Все эти определения относятся к замечательной способности кошки при падении с высоты всегда приземляться на лапы, в каком бы положении она ни находилась в начале падения. Кошки способны перевер- нуться в нужное положение даже при падении с совсем не- большой высоты в полметра, метр, и такой переворот зани- мает у них долю секунды. Это спасительный навык. У кошки, как часто говорят, девять жизней; если принять поговорку буквально, то я бы
ЗАГАДКА ПАДАЮЩЕЙ КОШКИ И ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА сказал, что по крайней мере четырьмя из этих девяти жизней кошка обязана рефлексу восстановления правильной ориен- тации. Мне приходилось работать с группами спасения ко- шек, так что я могу лично засвидетельствовать это кошачье умение. В одном случае, к примеру, я приехал, чтобы поуча- ствовать в спасении кошки, которая сбежала из недавно об- ретенного дома и забралась высоко на дерево. На место про- исшествия был вызван подъемник с люлькой, чтобы группа спасателей могла подобраться к испуганной кошке и попы- таться выманить ее с ветки на высоте примерно 30 м, где она устроилась. Кошка, однако, предпочла прыгнуть и призем- лилась на землю уже практически на бегу; когда ее показали ветеринару, оказалось, что единственным повреждением, полученным при падении, стала трещина в одной из костей, которая со временем зажила сама собой. Кошки, кажется, и сами знают, что обладают необыч- ными способностями, и любят при случае похвастать ими. К примеру, Софи — одна из членов моего обширного ко- шачьего семейства — имела привычку прогуливаться снаружи ограждения лестничной площадки третьего этажа и игнорировала все наши попытки ее от этого отучить. Однажды жена случайно увидела, как Софи поскользнулась — на самом краю мелькнула на мгновение пара кошачьих лап с вцепившимися в дерево когтями — и упала. Приземлилась она невредимой, но, к счастью, после этого случая отказалась от дальнейших экстремальных прогулок. Похожих историй о невероятных падениях и приземлениях полно, а способность кошки исправлять положение тела в полете общеизвестна. Как правило, однако, мы не осознаем, что объяснить эту способность невозможно без привлечения значительного количества научных данных. Физика и физиология переворачивания кошки в воздухе не одно столетие привлекали ученых, завораживали и ставили в тупик.
ПРЕДИСЛОВИЕ: КОШКИ БЕЗУМНЫ Хотя в настоящее время с этим вопросом в значительной степени разобрались, о конкретных деталях кошачьей способности исследователи продолжают спорить; кроме того, она продолжает служить источником вдохновения для создателей современных технологий. Я впервые столкнулся с задачей о падающей кошке в 2013 г. при подготовке материалов для своего блога «Черепа среди звезд» (Sculls in the Stars), затрагивающего широкий спектр тем — от физики до истории науки и мистической литературы. Обычно я ищу интересный материал для своих статей в старых научных журналах, и однажды в одном из них мне попались канонические фотографии падающей кошки, которые сделал в 1894 г. французский физиолог Этьен-Жюль Марей . Заинтригованный, я написал для блога статью о Марее и других тогдашних исследователях падающей кошки под заголовком «Переворот кошки: повальное увлечение падением кошки среди ученых XIX в.!». Однако я не был уверен в правильности своего первоначального объяснения этой кошачьей способности, по этому продолжал поиск других опубликованных исследований на тему падения кошки. И находил все новые и новые публикации. Падающие кошки завораживают ученых практически с тех самых пор, с каких существует сама наука, и этот интерес распространяется на множество дисциплин. Всякий раз, когда одна из научных дисциплин теряет интерес к кошачьей проблеме, на ее место тут же приходит другая — и открывает что-то новое. Эта книга — рассказ о задаче про падающую кошку как с исторической, так и с научной точки зрения. Как мы увидим, падающие кошки играли долгую и замечательную, а иногда и нелепую роль в нескольких областях науки и техники. Чем пристальнее ученые вглядывались в эту задачу,