Ісаак Ньютон - закон всесвітнього тяжіння

Думка, що тіла падають на землю внаслідок притягання їх земною кулею, була далеко не нова: це знали ще прадавні, наприклад Платон. Але як виміряти силу цього притягання? Скрізь чи на земній кулі воно однакове і як далеко воно простирається? От питання, які до Ньютона — автора закону всесвітнього тяжіння, бентежили вчених і філософів.

Відкривши свій третій закон, Кеплер прийшов у такий захоплений стан, що йому здалося, начебто він марить. В 1619 році Кеплер видав знамениту «Гармонію світобудови», у якій був на відстані одного taara від відкриття Ньютона й все-таки не зробив його. Мало того, що Кеплер приписував рух планет деякому взаємному притяганню, він навіть готовий був прийняти закон « квадратної пропорції» (тобто дії, обернено пропорційного квадратам відстаней). На жаль, незабаром він відмовився від нього й замість цього припустив, що притягання обернено пропорційне не квадратам відстаней, а самим відстаням. Кеплеру не вдалося встановити механічних початків їм же відкритих законів планетного руху.

Безпосередніми попередниками Ньютона в цій області були його співвітчизники Джильберт і особливо Гук. В 1660 році Джильберт видав книгу « Про магніт», у якій порівнював дію Землі на Місяць із дією магніту на залізо. В іншому творі Джильберта, надрукованому вужі після його смерті, сказане, що Земля й Місяць впливають один на одного як два магніти, і притому пропорційно своїм масам. Але ближче всього до істини підійшов Роберт Гук, сучасник і суперник Ньютона. 21 березня 1666 року, тобто незадовго до того часу, коли Ньютон уперше глибоко вник у таємниці небесної механіки, Гук прочитав на засіданні Лондонського королівського суспільства звіт про свої досліди над зміною сили ваги залежно від відстані падаючого тіла щодо центру Землі. Усвідомлюючи незадовільність своїх перших дослідів, Гук придумав вимірювати силу ваги за допомогою хитання маятника — думка найвищою мірою дотепна й плідна. Через два місяці Гук повідомив у тому ж суспільстві, що сила, що втримує планети в їхніх орбітах, повинна бути подібна тієї, яка робить круговий рух маятника. Гук незалежно від Ньютона прийшов до думки, що «сила, що управляє рухом планет», повинна змінюватися в «деякій залежності від відстаней», і заявив, що «побудує цілу систему світобудови», засновану на цьому початку. Але тут-то й виявилася відмінність між талантом і генієм. Щасливі думки Гука так і залишилися в зародковому стані. Йому не вистачило сил упоратися зі своїми гіпотезами, і пріоритет відкриття належить Ньютону.

Деякі тероподні динозаври вели напівводяний спосіб життя

Деякі тероподні динозаври вели напівводяний спосіб життя. Нові дані розходяться з укоріненим образом динозаврів, які представляються винятково наземними тваринами. Тут варто нагадати, що прадавні водні тварини (приміром, плезіозаври або іхтіозаври) до надзагону динозаврів не належать.

Одним з найбільш відомих представників сімейства спинозавридів є Baryonyx walkeri, власник великого витягнутого черепа, що нагадує крокодилячий, і великої кількості конічних зубів. Відразу після виявлення його останків фахівці припустили, що він харчувався рибою: на користь цієї гіпотези свідчили частково переварені фрагменти луски, знайдені в збереженому вмісті його травного тракту. Через якийсь час, втім, учені з'ясували, що спинозавриди полювали ще й на птерозаврів. Особливості будови B. walkeri (відсутність плавців і плавальних перетинок) також не дозволяли говорити про те, що він волів перебувати у воді.

Автори роботи постаралися дати об'єктивну оцінку способу життя спинозавридів, засновану на вимірах відносного вмісту ізотопів кисню в емалі зубів динозаврів. На суші тварини втрачають воду при подиху й випаровуванні з поверхні шкіри. У результаті відносна концентрація кисню-18 у тканинах і емалі підвищується. Ті тварини, які проводять значну частину часу у воді, втрачають менше рідини, і вміст 18 ПРО в їх тканинах виявляється трохи нижчим.

Міраж

Мандрівники, які опинилися в пустелі або савані перед початком сутінків, часто зауважують дивні зміни знайомого пейзажу: уся місцевість на відстані приблизно п'яти-шести кілометрів видасться залитою водою.

Кожний предмет, що перебуває в "зоні повені" має власне перекинуте зображення, яке як би коливається дрібними хвилями. Коли подорожуючий намагається підійти до водної гладі, він з подивом виявляє, що будинку, кущі й камені залишаються на своїх місцях, а от заповітна волога відступає, відбиваючи об'єкти, розташовані далі.

Такий вид міражу найпоширеніший і називається "озерним" або "нижнім". Звичайно ніякої води, що поступово віддаляється від спостерігача, немає.

Те, що ми можемо прийняти за поверхню озера, насправді відбиття неба в гарячих шарах повітря в поверхні землі. Якщо в обрію в цей час видні пальми, будинки або тварини, їхні перевернені зображення будуть сприйматися як відбиття в неіснуючій воді.

Отже, міраж – це не сам предмет, що перебуває в полі нашого зору, а лише зображення цього предмета. Причини виникнення міражу – переломлення світлових променів на границі двох середовищ, що володіють різною оптичною щільністю.

Ще один вид міражів – міражі другого класу або "верхні". Вони з'являються тоді, коли шар повітря поблизу поверхні значно холодніше більш високих шарів. У цьому випадку скривлення променів відбувається в протилежному напрямку, і погляду спостерігача стають доступні об'єкти, що перебувають за лінією обрію.

При цьому їх зображення буде проектуватися нагору, розташовуючись над лінією обрію. Зрозуміло, що намагаючись наздогнати верхній міраж, єдине, на що можна розраховувати, це наблизитися до того предмета, зображення якого ми бачили.

До того ж класу належать й бічні міражі. Саме з ними зв'язані льодові кров легенди про примари у старих замках або в горах. Добре розігріті кам'яні стіни нагрівають і найближчі шари повітря, що приводить до виникнення "відбиття" об'єкта, що перебуває поруч. Тобто, людину, що опинилася поруч із такою стіною, цілком може побачити в безпосередній близькості власне зображення, що рухається.

Не дивно, що в такій ситуації мало в кого виникає бажання наздогнати "примари".

Етологія - наука про інстинкти

В умовах лабораторії досліджують не стільки властиву поведінку тварини, скільки реакцію його мозку на певні сигнали. Важливість цих результатів важко переоцінити, але все-таки при цьому багато сторін поведінки піддослідних тварин залишаються « за кадром».

Наука про поведінку тварин, що спеціалізуються головним чином на дослідженнях у природних умовах називається етологією ( від греч. ethos - вдача, logos - навчання). Вона вивчає в першу чергу інстинкти . Етологи прагнуть не тільки до опису поведінки тварин, але й до його аналізу. Одне з найважливіших питань, на яке вони намагалися відповісти, як та або інша конкретна поведінка пов'язана із процесом дорослішання тварини, чи одержують вони її в спадщину від батьків або освоюють (здобувають) самі.

Етологи становлять докладний опис усіх елементів поведінки, ведуть облік тривалості, частоти появи й повторення кожної з дій тварин. Потім на базі своїх записів з'ясовують, хто частіше всіх у череді або зграї зазнає нападів і погроз, хто найдужчий і впливовий, а хто займає проміжне положення. Такі схеми називаються соціограмами .

Є й спеціальні методи спостереження за тваринами, наприклад телеметрія . Тварини постачають мініатюрним радіопередавачем і за допомогою спеціальних приймачів одержують від нього сигнали. Таким способом можна, наприклад, знайти звіра, якого випустили в дику природу.

За допомогою телеметрії можна простежити, де перебуває й куди переміщається така тварина, довідатися який розмір його індивідуальної території ( тобто ділянки, на якій вона тримається більшу частину часу й з якої проганяє суперників).

Є й інший ефективний спосіб спостереження подібний з телеметричним. Під шкіру дрібній тварині, наприклад миші або ж на вухо або на шию великому звірові «намертво» кріпиться мініатюрне обладнання сенсор. При цьому пов'язане з комп'ютером обладнання може реєструвати сигнали не від одного, а від багатьох сенсорів, у кожного з яких є свій номер. Можна позначити сенсорами відразу багатьох мишей на території лугу й спостерігати за їхніми переміщеннями, за їхніми контактами між собою, за дальністю їх міграцій. Так можна довідатися все, із чого полягає повсякденне життя тварини: як і коли тварина «умивається», як часто й при яких обставинах чистить вовну, як добуває, а іноді і як обробляє їжу, грає, як знаходить собі пару, доглядає за чоловіком, а потім за потомством, бореться з ворогами, опікує свою територію. Перелік усіх дій тварини називають етограмою.

"Своя" серед горил, чужа серед браконьєрів

В 1963 році в тому ж Національному парку, де працював Шаллер, почала працювати американська дослідниця Дайан Фоссі. Протягом 20 років безперервних спостережень їй уперше вдалося простежити все життя горили від народження до смерті.

Живучи поруч із горилами протягом настільки довгого часу, Д. Фоссі досягла набагато більш тісного контакту з ними, ніж Шаллер. Горили не просто близько підпускали її до себе, вони схоже, приймали її за «свою». Це й не дивно, адже Фоссі добре розуміла мову жестів і поз, за допомогою яких вони спілкуються між собою, і при нагоді вміло користувалася ним. Одного разу вона зненацька зіштовхнулася із групою горил, чим сильно їх налякала. Самці стали загрожувати їй, а Фоссі зробила так, як зробила б на її місці горила. Вона стислася в грудочку, намагаючись видатися як можна непомітніше, і пригорнулася до землі. Така поза підпорядкування - вірний засіб зупинити агресію, самці поступово заспокоїлися й залишили Фоссі в спокої.

У цій книзі ми ще не раз повернемося до фактів, описаних у її чудовій книзі «Горили в тумані». На відміну від Дж. Шаллера Д. Фоссі доводилося не тільки спостерігати за тваринами. За час його експедиції життя гірських горил дуже ускладнилося через браконьєрів, які постійно полювали на самих різних тварин, що жили на території заповідного парку. Від розставлених усюди пасток на антилоп і інших тварин страждали й горили. А багато мисливців переслідували й самих цих мирних тварин, продаючи потім туристам їх черепи й шкіри, хоча цей огидний промисел був строго заборонений. Фоссі довелося активно ввімкнутися в боротьбу за порятунок тварин від браконьєрів. Разом зі співробітниками Національного парку вона протягом усього життя невпинно боролася за те, щоб цю невелику популяцію горил, що постійно рідіє, залишили в спокої.

Насамперед, вона почала очищати ліси від безлічі самих різних конструкцій пасток, що попадалися майже на кожному кроці. Разом зі співробітниками парку вона підстерігала браконьєрів на місці злочину, домагалася їхнього арешту, а потім і обвинувальних вироків. Її зусилля не були пошуками, але, на жаль, відповіддю на них була лють негідників. Фоссі неодноразово загрожували, й погрози ці не були порожніми, одного разу (це трапилося в 1985 році) її знайшли в її таборі вбитою.

Ця смерть не єдиний в історії трагічний результат життя вченого, що присвятив себе диким тваринам. В 1959 році в Африці загинув Міхаель Гржимек - талановитий німецький зоолог, син Бернгарда Гржимека, знаменитого дослідника тварин Африки й борця проти їхнього винищування. Батько й син Гржимеки вивчали склад і чисельність популяцій диких тварин у Національному парку Серенгети. У ті роки череди диких тварин ще зустрічалися там у величезній кількості. Міхаель першим почав підраховувати тварин з повітря й для цього став льотчиком. Щоб не лякати тварин, він розфарбував свій невеликий літак під зебру. Під час одного з таких польотів він розбився.

Загинула від рук браконьєрів відважна дослідниця диких левів і талановита письменниця Джой Адамсон.

Піраміди Північної Америки

На північному заході штату Джорджія в США лежить прадавнє індійське місто Ітоуа. Над територією колись великого поселення піднімаються залишки трьох земляних пірамід, кожна з яких мала майданчик для храму, тобто щодо цього виконувала ту ж функцію, що й піраміди майя. Подібно майя, жителі Ітоуа використовували піраміди і як храмові постаменти, і як похоронні кургани (маунди). Найбільший з курганів, що має в плані, як у піраміди, прямокутну підставку, досягає висоти шестиповерхового будинку й містить мільйон кошиків землі. Під час розкопок були виявлені десятки поховань, деякі з багатими похоронними атрибутами, у тому числі мармуровими статуями, перлами й мистецьки вирізаними на камені орнаментами.

Піраміди Ітоуа — далеко не єдині у своєму роді на території Північної Америки. Подібні кургани можна зустріти в цілому ряді місць у різних районах Джорджії й Південної Кароліни, що входять до складу однієї історико-культурної зони, відомої як район Південної апалаче-місісіпської культури.

Розквіт культури довівся приблизно на XII-XIII ст. н.е. Інтерпретація символізму пірамідальних курганів можлива на основі знань про вірування людей, що населяли ці землі: кургани — це «острівці землі», метафора священних ландшафтів - гір, печер, пагорбів і інших значимих світових символів.

Індіанці племені вірили, що кургани забезпечували їм захист і заступництво вищих сил, а храми на їхніх вершинах служили місцем проведення ритуалів очищення. У народу, що жив по берегах Міссісіпі, чоктау існувала легенда про великий курган-постамент за назвою «Наних-Ваий», що значить поклінний пагорб», який шанувався як Велика Прамати племені. Ці люди вірили, що в центрі кургану Великий Дух створив першого чоктау (Дж. Стюарт, «Ітоуа»).

Пінгвіни обрали Південну півкулю

Уперше пінгвіни з'явилися в Антарктиді, тоді, коли ще материк не був розташований на Південному полюсі, і клімат мав помірний. Про це свідчать знайдені останки трубкісткових птахів, що жили в ері мезозою, які вміли літати, і були предками сучасних пінгвінів.

За багато століть мінявся клімат, мінялося місце розташування материків, але пінгвіни залишилися вірні своїй батьківщині. Тим більше, що природа – мати щедро опікує своїх чад, надаючи кожному виду пристосуватися до навколишнього середовища. Антарктида перемістилася на Південний полюс і перетворилася в суцільний шматок льоду, але пінгвіни змогли пристосуватися до холоду, не пішли з материка на відміну від інших тварин, і в результаті від цього тільки виграли. Звичайно, пристосуватися до нових умов змогли не всі види, близько сорока з них просто вимерли, але інші встигнули змінитися.

Перші пінгвіни жили на Південному полюсі без ворогів, мали достатню кількість їжі й досягали росту до двох метрів. Споконвічно пінгвіни вміли літати, але спокійний і ситний спосіб життя усе більше не вимагав від цих птахів польотів. Вони добували їжу в морі, і усе рідше піднімалися в повітря. У результаті, їх крила поступово почали перетворюватися в якусь подобу плавців, які цим птахам були явно потрібніше, чим крила.

На згадку про колишні польоти в пінгвінів залишилася потужна грудина з вираженим кілем, до якого, як і раніше, кріпляться м'язи крил. От тільки самі крила тепер уже не крила, а практично плавці. Незмінна будова грудини говорить про те, що плавання й пірнання із застосуванням крил-плавців вимагає від пінгвінів не менше зусиль, ніж від літаючих птахів змахи крилами. Хоча маса тіла у воді й зменшується, але потрібні більші зусилля, щоб подолати щільність води, звідси й розвинена мускулатура.

Насправді, пінгвінам комфортно й привільно на Південному полюсі – мало ворогів, досить їжі, а від холоду їх захищає товстий жировий прошарок і лускоподібні перинки, що покривають усе тіло. Вони настільки звикли до суворих умов, що більш теплий клімат їм зараз не тільки не потрібний, але навіть і шкідливий.