Важное объявление: В связи с блокировкой в России зеркала ruslit.live, открыто новое зеркало RusLit.space. Добавте пожалуйста его в закладки.


Библиотека / Эзотерика / О Хэйр Мик: " Почему У Пингвинов Не Мерзнут Лапы И Еще 114 Вопросов Которые Поставят В Тупик Любого Ученого " - читать онлайн

Сохранить .
Почему у пингвинов не мерзнут лапы? И еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого Мик О'Хэйр
  Сборник занимательных фактов из разных областей: естествознания, физики, химии, медицины, биологии. Увлекательное чтение и отличный подарок для остроумного и любознательного читателя.
  Книга открывает новую серию изданий о тайнах, загадках и парадоксах нашей жизни.
  В сентябре 2009 года в серии выходят книги:«Почему медведи не бегают под горку и еще 200 занимательных фактов, требующих объяснения», «Смерть можно вылечить и еще 99 невероятных медицинских гипотез о нас и о нашем здоровье», «Как вытряхнуть кетчуп из бутылки и еще 79 невероятных экспериментов в домашних условиях».
  Знаете ли вы:

• Выживут ли белые медведи, если переселить их в Антарктиду?

• Почему птицы во сне никогда не падают с веток и насестов?

• Опровергает ли полет шмеля законы физики?

• Почему в ясный день небо голубое?

• Почему вода в море соленая?

• Как смягчить посадку в падающем лифте?
  Эта книга - отличный подарок для любознательного и остроумного читателя. Вас ждет множество захватывающих и неожиданных открытий: от разоблачения некоторых мифов современного естествознания до ответов на вопросы, которые ставили в тупик ученых, школьных учителей и преподавателей естественных наук.
  Почему у пингвинов не мерзнут лапы?
  и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого
  Под ред. Мика О’Хара
  Why Don’t Penguins’ Feet Freeze?
  and 114 other questions
  More questions and answers from the popular ‘Last Word’ column
  edited by Mick O’Hare

* * *
  Введение
  Предыдущая книга из этой же серии, «Кто ест пчел?» (Does Anything Eat Wasps?), неожиданно произвела фурор в период рождественских каникул 2005 года. Собрание курьезных вопросов и ответов из рубрики «Авторитетное мнение» журнала New Scientist штурмом взяло списки бестселлеров, чем повергло всех, кто в течение 13 лет работал над этой рубрикой, в состояние изумления и шока. Удивление было велико еще и потому, что книга «Кто ест пчел?» представляла собой третий выпуск вопросов и ответов из рубрики «Авторитетное мнение». Первые два окупились, но к рейтингам бестселлеров даже не приблизились. И это, если вдуматься, обидно, ведь содержание первых двух выпусков четко определило тематический охват рубрики: неожиданные вопросы на курьезные темы. Почему сопли зеленые? Почему поджаренный сыр такой тягучий? Почему металлическая фольга вызывает боль в запломбированных зубах? И наконец, почему у пингвинов не мерзнут лапы?
  Вероятно, важно и то, что в первые два выпуска вошли ответы на вопросы, которые еженедельно задают читатели, только что открывшие для себя «Авторитетное мнение». Может показаться, что каждый второй задается вопросом, почему волосы седеют или почему небо голубое. Ответы на них вы найдете на с. 9 и 172 -173.
  Интересно, что из двух первых выпусков «Авторитетного мнения», переведенных на немецкий язык, самым популярным оказался вопрос: «Почему птицы во сне не падают с деревьев?» В итоге издательство New Scientist опубликовало книгу с самым длинным в серии заголовком Warum fallen schlafende Vogel nicht vom Baum? И хотя название «Почему у пингвинов не мерзнут лапы?» короче, сама книга стала самым полным и интересным собранием опубликованных вопросов «Авторитетного мнения». Поскольку мы решили, что первые две книги заслуживают внимания широкой аудитории, то выбрали из них лучшие вопросы и ответы и дополнили их совершенно новым материалом из рубрики еженедельного журнала. В итоге получилось информационно насыщенное издание. Мы надеемся, что эта книга скрасит вам предстоящие недели.
  Приятного вам чтения этого увлекательного сборника разнообразных вопросов и ответов.
  МИК О’ХАРА
  Большое спасибо Джереми Уэббу, Люси Миддлтон, Алану Андерсону, редакции New Scientist и сотрудникам Profile Books - благодаря им эта книга получилась лучше, чем можно было ожидать.

1. Наш организм
  Седина в голову

«Почему волосы седеют?»
  КЕРЕН БАГОН
  Радлетт, Хартфордшир, Великобритания
  Седой (белый) цвет является «базовым» для волос. Пока мы молоды, пигментные клетки, расположенные в основании каждой волосяной фолликулы, придают волосам естественную окраску. Но по мере того как мы стареем, все больше пигментных клеток отмирает, отдельные волосы теряют свой цвет. В итоге человек постепенно седеет.
  Весь процесс занимает примерно 10 -20 лет; редко случается, чтобы все волосы поседели за одну ночь, тем более что их количество вполне может исчисляться сотнями тысяч. Интересно, что с возрастом выработка пигмента в клетках иногда ускоряется, поэтому перед отмиранием пигментных клеток волосы могут стать темнее, чем прежде.
  БОБ БАРНХЕРСТ
  Пуант-Клэр, Квебек, Канада
  Чих и свет

«Я заметил, что многим людям свойственно чихать, когда они выходят из темного помещения на яркий свет. Почему это происходит?»
  Д.БУТРОЙД
  Харпенден, Хартфордшир, Великобритания
  Потому что в нос залетают фотоны!
  СТИВ ДЖОЗЕФ
  Суссекс, Великобритания
  На мой взгляд, ответ достаточно прост: когда солнце освещает определенную территорию, а особенно сквозь стекло, то там наблюдается локальное повышение температуры. В итоге воздух прогревается, возникает восходящее движение воздушных потоков, а вместе с ними начинают подниматься и миллионы различных частиц пыли, волос и кожи. Эти частицы попадают в нос, поэтому мы и чихаем.
  АЛАН БЕСУИК
  Биркенхед, Мерсисайд, Великобритания
  С этим явлением в нашей семье сталкивается моя мама, одна из моих сестер и я сам. Мне кажется, все дело в генах; чихание свидетельствует о пока неизвестном науке эволюционном преимуществе. Я расспрашивал многих и выяснил, что нас, «солнечных чихальщиков»,  - меньшинство. Поскольку озоновый слой становится тоньше и в атмосферу Земли проникает больше ультрафиолетового излучения, становится все опаснее находиться на солнце. К нам, чихальщикам, это не относится: при чихании мы автоматически жмуримся! А все остальное население планеты постепенно ослепнет, потому что в процессе естественного отбора у него нет преимуществ.
  АЛЕКС ХОЛЛАТТ
  Ньюбери, Беркшир, Великобритания
  Склонность к чиханию под воздействием яркого света называется «световым чиханием». Эта черта передается генетически из поколения в поколение, ею наделены 18 -35 % жителей планеты. Чихание происходит потому, что защитные рефлексы глаз (в данном случае - под воздействием яркого света) и носа взаимосвязаны. По этой же причине мы жмуримся и у нас текут слезы, когда мы чихаем. Световое чихание - серьезная помеха для пилотов боевых самолетов, особенно при движении в сторону солнца, а также ночью, в случае зенитного огня.
  Р.ЭККЛС
  Центр по изучению насморка и заболеваний носа,
  Кардифф, Великобритания
  Некоторые ранние мысли о световом чихании можно почерпнуть из «Естественной истории» Бэкона: «Взгляд на солнце не вызывает чихания. Причина не в нагревании ноздрей, ибо в таком случае при освещении ноздрей солнцем следовало бы моргать, а этого не происходит, но в нисходящем движении мозговой влаги. От нее увлажняются глаза, а вместе с глазами - и ноздри при таком же движении, отсюда и чихание. И наоборот, при щекотании внутри ноздрей влага притекает к ноздрям и, следовательно, к глазам, и они тоже увлажняются. Замечено: если человек, собирающийся чихнуть, трет глаза, пока они не увлажнятся, это препятствует чиханию. Причина в том, что телесная жидкость, спускающаяся в ноздри, отводится к глазам» (Sylva Sylvarum. London: John Haviland for William Lee, 1635. P. 170).
  К.У. ХАРТ
  Смитсоновский институт,
  Вашингтон, округ Колумбия, США
  Всегда под рукой

«Зачем людям нужен дактилоскопический рисунок на пальцах? С какой целью он образовался?»
  МЭРИ НЬЮШЕМ
  Лондон, Великобритания
  Дактилоскопический рисунок помогает нам захватывать и удерживать предметы в различных условиях. Эти бороздки на пальцах действуют по принципу автомобильных протекторов. В сухой среде можно удержать предмет и гладкими поверхностями, но во влажной они бесполезны. Поэтому у нас на пальцах образовались выпуклости и бороздки, по которым вода стекает с кончиков пальцев, а поверхность остается сухой и обеспечивает надежный захват. Уникальность дактилоскопического рисунка приносит дополнительную пользу: помогает полиции идентифицировать отпечатки пальцев.
  ДЖЕЙМС КЕРТИС
  Брэдфорд, Западный Йоркшир, Великобритания
  Дактилоскопический рисунок - видимая часть сети борозд, образующихся в тех местах, где эпидермис кожи уходит в глубь дермы и формирует взаимосвязанные структуры (подобные переплетенным пальцам). Эти структуры оберегают пальцы от воздействия сдвигающих (боковых) напряжений, иначе два слоя кожи разделяются, между ними образуется свободное пространство и скапливается жидкость (мозоль, волдырь). Бороздки появляются на поверхности кожи в тех местах, на которые постоянно действуют сдвигающие напряжения - на пальцах рук и ног, ладонях, пятках. Уникальность рисунка - просто следствие полупроизвольного порядка формирования борозд и других структур дермы.
  КИТ ЛОУРЕНС
  Стейнс, Миддлсекс, Великобритания
  Морщинки на пальцах

«Почему кожа, особенно на пальцах рук и ног, становится сморщенной после долгого пребывания в воде?»
  ЛЛОЙД АНВЕРФЕРТ
  Варунга, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Подушечки пальцев рук и ног покрыты слоем грубой толстой кожи, которая при длительном вымачивании впитывает воду и растягивается. Поскольку на пальцах рук и ног нет места для растянутой кожи, она собирается в морщинки.
  СТИВЕН ФРИТ
  Рашден, Нортгемптоншир, Великобритания
  Кожа на всем теле не морщится потому, что на ее поверхности находится слой водонепроницаемого кератина, который препятствует впитыванию и потере влаги. Но на кистях рук и ступнях, а в особенности - на пальцах ног, этот кератиновый слой постепенно становится тоньше от трения. Поэтому вода проникает в эти клетки в процессе осмоса и вызывает их разбухание.
  РОБЕРТ ХАРРИСОН
  Лидс, Западный Йоркшир, Великобритания
  Уточните курс

«Почему, когда я возвращаюсь домой из пивной после нескольких кружек пива, меня всегда заносит влево сильнее, чем вправо?»
  КРИС ВУД
  Ливерпуль, Великобритания
  Подобное поведение наблюдается у человека в лесу или в пустыне. Несмотря на стремление идти строго по прямой, в отсутствие ориентиров он постепенно забирает влево, сам того не замечая, обходит против часовой стрелки большой круг и возвращается в исходную точку.
  Причина в том, что почти у всех людей правая нога сильнее и отличается большей гибкостью. Врачи, которые наблюдают за состоянием спортсменов, прекрасно знают об этом. То же самое могут подтвердить люди, которые проходили силовые испытания.
  Большинству людей известно, что правую ногу они способны поднять чуть выше, чем левую. Шаг правой ноги шире шага левой, поэтому в отсутствие четких ориентиров человек движется по кругу.
  Кроме того, из-за превосходящей силы правой ноги мы сильнее отталкиваемся ею от земли и потому влево отклоняемся сильнее, чем когда отталкиваемся от земли левой ногой. При сочетании более широких шагов и сильных толчков большинство людей на продолжительных прогулках движутся против часовой стрелки.
  ХАНЬ ИН ЛОУК
  Эдинбург, Великобритания
  Любое человеческое тело несимметрично. Очевидно, в данном случае правая нога длиннее левой. Подставка под пивные кружки, положенная в левый ботинок, легко решит проблему.
  ДЖ. ДЖЕЙМИСОН
  Марлоу, Бэкингемшир, Великобритания
  У каждого человека есть так называемый ведущий глаз, который подвергается большей нагрузке, чем второй, более слабый. Инстинктивно мы пытаемся идти туда, где лучше видим местность (хотя мы можем корректировать курс и двигаться точно по прямой). Если нас заносит, то скорее всего в сторону ведущего глаза.
  Дело в том, что мозг, пытаясь разобраться в ситуации, быстрее реагирует на информацию, поступающую от ведущего глаза, и больше доверяет ей, выбирая, куда поставить ногу, чтобы сохранить равновесие. В итоге мы ставим ступню ближе к той половине тела, к которой принадлежит ведущий глаз, и сворачиваем в ту же сторону. Очевидно, у человека, задавшего вопрос, ведущий глаз - левый.
  Это явление применяется при управлении верховыми животными: достаточно прикрыть животному один глаз, и оно повернет в направлении открытого глаза.
  АДРИАН БАФ
  Шрусбери, Шропшир, Великобритания
  Скорее всего, человек, задавший вопрос, ходит в пивную с мелочью в правом кармане и с ключами в левом. Потратив все деньги на пиво, по дороге домой он чувствует, что под тяжестью ключей отклоняется влево.
  САЙМОН ТОРН
  Перт, Тейсайд, Великобритания
  Преподаватели кафедры физики Оклендского университета изучили данный вопрос и высказали гипотезу, в основе которой лежат простые законы земного притяжения и опыт, полученный нами при возвращении из пивных Окленда.
  Новозеландские доллары достоинством не более десяти выпускаются в виде монет, в том числе довольно большого размера. За вечер, проведенный в пивной, у посетителя в кармане скапливается немало таких монет. Исходя из предположения, что английские монеты подобны новозеландским и что автору вопроса привычно носить монеты в левом кармане, можно заключить, что в соответствии с элементарными законами тяготения при ходьбе он будет отклоняться влево. В сходных обстоятельствах для некоторых новозеландцев характерна ходьба по кругу.
  НЕЛСОН КРИСТЕНСОН
  Оклендский университет, Новая Зеландия
  Если простоять несколько часов подряд в пивной, с кружкой в правой руке, волей-неволей начнешь подсознательно уравновешивать ее вес и клониться влево. Отклонение в другую сторону наблюдается у левшей, любящих пиво.
  По электронной почте, без имени и адреса
  Левой, левой!

«Почему, когда два человека идут вместе, они невольно начинают шагать в ногу? Может быть, подчиняются какому-то инстинкту?»
  САЙМОН ЭППЕРЛИ
  Челтнем, Глостершир, Великобритания
  Зоолог и специалист по поведению человека Десмонд Моррис утверждает, что люди начинают идти в ногу из-за подсознательной потребности продемонстрировать спутнику, что они понимают его и приспособились к нему. Кроме того, это сигнал окружающим: «Мы вместе, мы действуем синхронно».
  Другие исследования показали, что мы перенимаем манеры людей, с кем общаемся, особенно тех, которые имеют более высокий статус в обществе. Например, мы кладем ногу на ногу так же, как они. Часто приводится такой пример: если на совещании босс почесывает нос, то и его подчиненные почесывают носы, не замечая этого.
  АДИТХИ
  Гонконг
  Я могу ответить, почему людям свойственно идти в ногу, хотя мне нечем подтвердить свое мнение. Недавно, наблюдая за группой детей, гуляющих в парке под надзором двух взрослых, я заметил, что взрослые идут в ногу и в одном направлении, а дети ходят, бегают, идут вприпрыжку в произвольном порядке, забегают вперед, отстают, отклоняются от общего курса.
  Вероятно, эти дети еще не испорчены процветающим в обществе конформизмом. Они пока не усвоили, что недопустимо маршировать под бой собственного барабана.
  ТОДД КОЛЛИНЗ
  Уогга-Уогга, Новый Южный Уэльс, Австралия
  В следующий раз, когда пойдете куда-нибудь с кем-нибудь, постарайтесь сбить шаг. А затем попробуйте продолжить разговор. Вскоре вы снова будете шагать в ногу, потому что так легче смотреть, куда идете, и одновременно уделять внимание собеседнику.
  Общаться с окружающими легче, когда дистанция между вами невелика и оба лица движутся приблизительно в одном темпе, а не ускользают постоянно из поля зрения.
  ХЭМИШ
  По электронной почте, без обратного адреса
  Есть и более прозаическое и менее социологическое объяснение. При ходьбе люди слегка раскачиваются из стороны в сторону. Два человека, идущих рядом, но не в ногу, на каждом шагу будут сталкиваться плечами.
  ПЕТЕР ФЕРШТАППЕН
  Калин, территория федеральной столицы, Австралия
  Смех без причины

«Почему не щекотно, когда щекочешь сам себя, а если щекочет кто-то другой, засмеешься, даже если не хочешь?»
  ДЭНИЭЛ И НИКОЛАС ТАККЕН, 7 И 9 ЛЕТ
  Вагенинген, Нидерланды
  Если не напрягаться, когда тебя щекочут, будет легче удержаться от смеха. Конечно, это трудно, потому что от щекотки почти все люди напрягаются - например, из-за неловкости, вызванной физическим контактом, невозможности контролировать ситуацию, боязни, что будет не щекотно, а больно. Но на некоторых людей щекотка не действует: в первую очередь на тех, у кого нет причин напрягаться.
  Когда пытаешься пощекотать сам себя, напрягаться незачем. В этом нет необходимости, следовательно, на щекотку реагируешь спокойно. То же самое произойдет, если в следующий раз, когда кто-нибудь вздумает пощекотать тебя, просто закрыть глаза, дышать спокойно и размеренно и постараться расслабиться.
  Смех - результат легкой паники, в которую мы впадаем. Казалось бы, странно: согласно теориям, выживает сильнейший, а паникующий человек более уязвим. Но природе не всегда свойственна логика.
  СИГУРТ ХЕРМАНССОН
  Стокгольм, Швеция
  Под напряжением

«Откуда берется сила, с которой мы отскакиваем в противоположный угол комнаты, когда случайно заденем провод под напряжением? Я думал, все дело в проводе, но не может быть, чтобы нас отталкивало электричество».
  ДЖОН ДЭВИС
  Ахмади, Кувейт
  Источник силы - наши мышцы. Когда по телу проходит электрический ток ощутимой мощности, мышцы сокращаются гораздо сильнее, чем можно заставить их сокращаться в отсутствие тока.
  В обычных условиях у организма есть предел произвольного сокращения мышечных волокон. В условиях сильного стресса организм нарушает эти пределы, находит скрытые резервы, зачастую ценой возможных травм. Благодаря таким нервным усилиям мать способна приподнять машину, если под нее попал ребенок, а с психическими больными не могут справиться несколько медсестер.
  При стимуляции мышц электрическим током пределы возможностей не действуют, сокращения могут стать очень мощными. Обычно ток протекает по одной руке и через живот попадает в одну или обе ноги, вызывая одновременное сокращение большинства мышц тела. Результаты оказываются непредсказуемыми, мышцы ног и спины обретают мощь, их хозяин пролетает через всю комнату без малейшего усилия. В сочетании с неожиданным шоком это явление дает ощущение, будто вы не сами отлетели, а вас отбросило от источника тока.
  В подобных случаях люди могут преодолевать невероятные расстояния. Одна женщина на автостоянке в дождь очутилась в зоне удара молнии. Опомнившись, она обнаружила, что находится в 12 метрах от того места, где ее ударило молнией. Но в этом случае подействовать на жертву могла физическая сила парового взрыва, поскольку вода, в которой стояла женщина, мгновенно вскипела от молнии. Женщина выжила, но стала инвалидом из-за повреждений нервной системы и других травм.
  Еще один побочный эффект скачков через всю комнату в результате удара током - не только ссадины и другие травмы, но и растяжения, вызванные сильными сокращениями мышц. Возможно также повреждение суставов и соединительных тканей. Физиотерапевтам, мануальным терапевтам и остеопатам следовало бы задавать пациентам на первом осмотре вопрос, не подвергались ли они ударам электрического тока.
  Полет через всю комнату спасает нам жизнь, разрывает контакт с источником тока. Если ток проходит через предмет, который жертва держит в руках, разжать пальцы ей будет гораздо труднее. Если человеку не удастся отбросить источник тока и помощь не подоспеет вовремя, он может погибнуть из-за фибрилляции сердца и электрошока.
  Помню сомнительную по достоверности историю о плохо заземленном металлическом микрофоне, за который схватился рок-певец и не смог разжать пальцы. Зрители уже привыкли видеть его извивающимся на полу, поэтому, к сожалению, прошло немало времени, прежде чем товарищи по группе сообразили, в чем дело, и отключили напряжение.
  РОДЖЕР ДИРНАЛИ
  Абингдон, Оксфордшир, Великобритания
  Интересно, что пораженный током человек отлетает в сторону, а не замирает, будто его скрутила судорога. Дело в том, что среди различных групп мышц есть доминирующие. Сравните с воздействием инсульта на мышцы: если инсульт серьезный, одна половина тела оказывается полностью парализованной, рука сгибается в запястье (пальцы тоже сгибаются в сторону запястья, рука складывается пополам в локте), а нога вытягивается (колено прямое, щиколотка вытянута, пальцы направлены к полу).
  Это происходит потому, что в отсутствие контроля со стороны головного мозга спинномозговые рефлексы приводят в действие все группы мышц, в том числе все компоненты сгибающих и разгибающих пар. Доминирование одной группы мышц над другой и создает описанный эффект.
  Следовательно, если электрический ток вызывает дисбаланс в парах сгибающих и разгибающих мышц, то этот дисбаланс порождает силу, от которой человек и пролетает через всю комнату.
  Проверять это не рекомендуется, но я слышал, что прикасаться к проводу под напряжением тыльной стороной кисти безопаснее, чем ладонью, потому что в результате мышечный спазм не вынудит вас схватиться за провод и не приведет к электрошоку.
  Не следует забывать и про воздействие на сердце, но это уже другая история.
  ДЖОН ПАРРИ
  Коулинг, Северный Йоркшир, Великобритания
  Левые сомнения

«Меня как левшу и насмешила, и обидела статья в New Scientist, где говорилось, что вероятность смерти от несчастного случая у левшей выше, чем у правшей. Как такое возможно? Праворукий человек точно так же рискует умереть в результате несчастного случая, как и я. Или здесь действует какой-либо неизвестный мне фактор?»
  АЛАН ПАРКЕР
  Лондон, Великобритания
  Приблизившись к препятствию, праворукие люди, как правило, обходят его справа, а леворукие - слева. Если два левши или два правши приближаются к препятствию с разных сторон, они благополучно обойдут его, не столкнувшись при этом друг с другом. Если к препятствию с разных сторон приближаются левша и правша, они будут обходить его с одной стороны и вполне могут столкнуться. Среди людей преобладают праворукие, и нетрудно прийти к выводу, что вероятность встречного столкновения при обходе препятствия у каждого левши гораздо выше. Пример со столкновением прост и безобиден, но если рассматривать худший вариант и представить, сколько раз этот пример будет повторяться в жизни человека, станет ясно, что угроз для жизни и здоровья у левши больше.
  ХАННА БЕН-ЦВИ
  Нью-Йорк, США
  Мы, левши, больше рискуем умереть от несчастного случая, потому что все промышленные инструменты и техника предназначены для праворуких людей. Следовательно, левши с большей вероятностью могут получить травму при обращении с самыми разными механическими устройствами. Интересен пример с автоматом SA-80. При стрельбе с левого плеча пустые гильзы, вылетающие с большой скоростью, наверняка попадут в правый глаз стрелка.
  ДЭНИЭЛ БРИСТОУ
  Кью, Суррей, Великобритания
  Перхоть - это не для нас

«Как действует шампунь против перхоти?»
  ЮДЖИН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Считается, что перхоть образуется из-за избытка дрожжевого грибка Pitysporum ovale, живущего на нормальной коже. Этот избыток вызывает местное раздражение и в итоге гиперразрастание кератиноцитов - клеток, составляющих наружный слой кожи. Появляющиеся чешуйки накапливаются на коже и опадают с нее в виде перхоти.
  Шампуни против перхоти имеют три механизма действия. Такой ингредиент, как деготь, препятствует делению кератиноцитов. Моющие вещества в шампуне обладают кератолитическими свойствами, не дают чешуйкам накапливаться. И наконец, противогрибковые ингредиенты, например кетоконазол, прекращают рост самих дрожжевых грибков. Другие компоненты, такие как сульфид селена, препятствуют разрастанию дрожжевых грибков и образованию чешуек.
  РОДДИ МАККЕНЗИ
  Эдинбургский университет, Великобритания
  Загазованный голос

«Почему при прохождении голоса через гелий частота звуков повышается, даже если на последнем отрезке пути до слушателя они проходят через воздух?»
  ДЭВИД БОЛТОН
  Мосгил, Новая Зеландия
  В гелии звук распространяется быстрее, чем в воздухе, потому что атомы гелия (молекулярная масса 4) легче молекул азота и кислорода (молекулярные массы 14 и 16 соответственно). Звук голоса, как и любого духового инструмента, создает стоячую волну в столбе газа, обычно - воздуха. Частота звуковой волны, умноженная на ее длину, равна скорости звука. Длина волны зависит от формы рта, носа и гортани, так что, если скорость звука возрастает, частота должна остаться неизменной. После того как звук покидает ротовую полость, его частота не меняется, поэтому до слушателя звук долетает с такой же частотой, как на выходе. Представьте себе «американские горки». Вагончики скользят по рельсам, набирая скорость при движении вверх и замедляя ход при движении вниз, но все вагончики проходят по одному и тому же пути. Каждые 30 секунд отправляется новый, в конечную точку они приходят за одно и то же время, что бы ни происходило в промежутке между отправкой и прибытием.
  У струнных инструментов высота звука зависит от длины, толщины и натяжения струны, поэтому состав воздуха на звучание инструмента не влияет. Следовательно, если поместить оркестр в гелиевую среду, получится какофония. Высота звучания деревянных и медных духовых инструментов увеличится, а высота звучания струнных и ударных останется практически неизменной. При исполнении «Песни о белой лошади» Дэвида Брэдфорда солирующему сопрано требуется вдохнуть гелия, чтобы взять самую верхнюю ноту.
  ЙОУН МАКОЛИ
  Дублин, Ирландия
  Напряги извилины

«Зачем нужны борозды и складки на поверхности головного мозга?»
  БРАЙАН ЛАССЕН
  Канберра, Австралия
  Извилины мозга увеличивают площадь поверхности его коры. У относительно неразвитых животных, таких как крысы, поверхность мозга гладкая. Значительную часть работы мозга выполняют несколько верхних слоев клеток, в сущности, они обеспечивают связь всех клеток головного мозга.
  Когда требуется обрабатывать много информации, наращивать извилины гораздо полезнее и эффективнее, чем увеличивать площадь поверхности мозга, а вместе с ней и диаметр черепа.
  ЭНТОНИ СТЕЙНС
  По электронной почте, без обратного адреса
  Скорее всего, извилины увеличивают площадь поверхности коры головного мозга. Вопрос в другом: зачем это нужно? Вероятно, все дело в сравнительном количестве ближних и дальних связей.
  Когда требуется много ближних связей, разумнее будет расположить блоки обработки на двух тонких, почти двумерных пластинах, а третье измерение оставить для дальних связей.
  Если бы распределение нейронов было однородным во всем головном мозге, длинные связи были бы короче, но они занимали бы место между вычислительными блоками мозга и таким образом удлиняли короткие связи, в итоге увеличивая общий объем мозга.
  ЯННЕ СИНККОНЕН
  Финляндия
  Еще одна возможная причина - количество тепла, вырабатываемого мозгом.  - Ред.
  Ткани мозга потребляют много энергии, выработанное в результате тепло требуется куда-то направить. Приложите ладонь к голове, и вы убедитесь, что она более горячая по сравнению с бедром.
  У низших позвоночных нет развитых мозговых извилин, поэтому они вырабатывают сравнительно мало тепла.
  Большой человеческий мозг выполняет огромную работу. Дополнительные извилины нашего мозга увеличивают площадь поверхности для кровеносных сосудов, с помощью которых отводится лишнее тепло, выработанное при напряженном мыслительном процессе. Поскольку наш мозг со временем развивался, увеличивался в размерах и становился все более сложным органом, росло и количество извилин, необходимых для выведения лишнего тепла, выработанного мозгом.
  ДЖЕРАЛД ЛЕГГ
  Брайтон, Западный Суссекс, Великобритания
  У многих разумных позвоночных мозг большой, а в коре полушарий много извилин. Дельфин и акула могут иметь примерно одинаковые размеры, но у дельфина мозг крупнее, а извилин в нем больше, чем у акулы.
  Кошка и кролик тоже имеют почти одинаковые размеры и вес, но плотоядная кошка, ведущая более сложный образ жизни, нуждается в более развитом интеллекте, поэтому у нее есть мозговые извилины, а у кролика - нет.
  Размер животного также является важным фактором. Мыши и крысы демонстрируют разумное поведение, однако извилин у них почти нет, между тем у слонов и китов извилин даже больше, чем у человека.
  Интересно, что развитая кора головного мозга не обязательно свидетельствует о наличии большого числа нервных клеток коры. Оказывается, что в мозге крупных животных эти клетки больше и расположены дальше одна от другой.
  Одна из причин заключается в том, что соотношение глии и нейронов у крупных позвоночных значительно выше. Поэтому коре головного мозга, которая представляет собой слоистый орган, необходимы складки и бороздки, чтобы вместить то же количество нейронов, которое содержится у мелких животных на гладкой коре.
  Э.РЕЙМОН МОЛИНЕР
  Норт-Хэтли, Квебек, Канада
  Сосредоточенность

«Выполняя трудную, требующую напряжения работу, люди часто высовывают язык и зажимают его кончик губами. Почему? Для всех ли народов это характерно?»
  СТИВ ТАУНСЕНД
  Без обратного адреса
  Когда нам требуется на чем-нибудь сосредоточиться, например подобрать слово, мы обращаемся к тому полушарию мозга, которое отвечает за обработку двигательной информации. Забавно наблюдать, как люди замедляют шаг, обдумывая какую-нибудь сложную задачу. Это замедление вызвано тем, что два вида деятельности ведут борьбу за одну и ту же зону мозга. Полагаю, прикусывая губу или высовывая язык, мы на время препятствуем двигательной активности и в то же время удерживаем голову в определенном положении, чтобы снизить количество движений и не нарушать мыслительный процесс.
  МЕЛАНИ УЭСТЕРН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Обширные зоны мозга управляют движениями языка и обрабатывают сигналы об ощущениях, поступившие от него.
  Высовывая язык, зажимая его между зубами или губами, люди приглушают активность этих зон, чтобы она не мешала осуществлять такие тонкие операции, как вдевание нитки в иголку.
  БАРРИ ЛОРД
  Рочдейл, Ланкашир, Великобритания
  Что за шум?

«Чем вызван звук, который мы слышим, когда хрустим пальцами или другими суставами?»
  МАРТИ БРАУН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Щелчки или треск часто слышатся при сгибании и разгибании суставов. Когда давление синовиальной жидкости в полости сустава снижено, в ней образуются пузырьки газа и возникает щелкающий звук. Звук может также быть результатом расхождения поверхностей сустава, при котором нарушается вакуумная изоляция.
  Иногда такие же звуки раздаются во время остеопатических процедур, но это еще не значит, что лечение действует. Точно так же отсутствие треска не доказывает ошибочности лечения. Показатель успеха - амплитуда движения и подвижность суставов.
  УИЛЛ ПОДМОР
  Британская школа остеопатии,
  Лондон, Великобритания
  Все мягкие ткани организма, в том числе суставные капсулы, содержат растворенный азот. Под воздействием вакуума на внутрисуставное пространство, например при сильном сгибании пальцев, азот активно выделяется из раствора и попадает в это пространство, издавая легкий хлопок.
  Рентгенографы часто наблюдают небольшое месяцеобразное скопление газа между хрящами плечевого сустава, которое образуется, когда во время рентгенографии грудной клетки детей держат под мышки. Дело в том, что сила, воздействующая на руки, заставляет азот выделяться в суставную полость. Такое же явление отмечается и в тазобедренных суставах.
  Мелкие и очень подвижные пузырьки иногда заметны в тазобедренных суставах младенцев, которых исследуют ультразвуком на предмет врожденного вывиха бедра. Чаще всего это наблюдается, если ребенок капризничает и его приходится крепко держать. Пузырьки исчезают вскоре после того, как азот вновь растворяется.
  Если сделать рентгеновский снимок суставов пальцев вскоре после того, как мы похрустели суставами, на снимке между костями наверняка будет видно небольшое свечение - следствие появления тысяч мелких непроницаемых пузырьков.
  ТОНИ ЛАМОНТ
  Детская больница,
  Брисбен, Квинсленд, Австралия
  Вода из вина

«Какого бы цвета ни были напитки, которые мы пьем, из организма выводится жидкость всегда одинакового цвета. Что с ней происходит?»
  П.БИХЕМ
  Уитни, Оксфордшир, Великобритания
  Жидкость, покидающая организм, с точки зрения химического состава не имеет почти никакого отношения к жидкости, которую мы потребляем. Любое жидкое или твердое вещество, попадающее в пищевод, поступает в пищеварительный тракт и, если не усваивается организмом, то выводится из него в виде каловых масс. В отличие от них, мочу вырабатывают почки из отходов метаболизма, которые образуются в тканях и переносятся вместе с кровью.
  Любое окрашенное вещество, которое мы пьем, либо вступает в биохимическое взаимодействие с системами организма, либо нет. В первом случае это взаимодействие, подобно любой другой химической реакции, наверняка изменит или приглушит исходный цвет. В противном случае пищеварительная система вряд ли усвоит это вещество - следовательно, оно будет выведено вместе с калом, у которого, как вы обязательно заметите, цветовая гамма гораздо богаче, чем у мочи.
  СТИВЕН ГИССЕЛЬБРЕХТ
  Бостон, Массачусетс, США
  Окрашенные вещества в пище и напитках обычно относятся к органическим соединениям, которые человеческий организм способен метаболизировать, превращая в бесцветный углекислый газ, воду и мочу. Самые трудноусвояемые вещества обрабатывает печень - настоящий мусоросжигательный завод. Если потребление окрашенных веществ превышает метаболические возможности организма, эти вещества иногда выводятся из него, не успев потерять свой цвет. Это известно каждому, кому случалось переесть борща.
  ХАНС СТАРНБЕРГ
  Гетеборг, Швеция
  Траурные мысли

«Недавно моей подруге пришлось организовывать эксгумацию тела ее деда, похороненного в Южной Италии, чтобы перезахоронить его рядом с недавно умершей женой. Удивительно, но на трупе не обнаружилось никаких признаков разложения. Однако дед умер около 30 лет назад от травм, полученных в серьезной автомобильной аварии, и был похоронен в самом обычном гробу. Часто ли встречается подобное? Как может тело сохраняться так долго? Может быть, все дело в почвах или в климатических особенностях?»
  КАЙРА КЕЙ
  Роузбенк, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Замедленный процесс разложения трупа - гораздо более частое явление, чем принято считать. Многие святые были канонизированы только на том основании, что после погребения их тела не разлагались. Пример из светской жизни - жена Данте Габриэля Россетти, которую не коснулось тление, что и обнаружил муж, когда, исчерпав финансовые ресурсы и не дождавшись нового вдохновения, решил достать из гроба свои стихи, положенные в него при погребении супруги.
  Такая консервация трупа наблюдается, когда жировая ткань образует трупный воск - мыльное вещество, состоящее в основном из насыщенных жирных кислот и их солей. В обиходе процесс образования трупного воска называется «обмыление трупа».
  Женские тела сохраняются лучше мужских - вероятно, потому, что у них изначально больше жира и, кроме того, свою роль играют влажность и тепло. У тела человека, о котором идет речь, похороненного в Южной Италии, было больше шансов сохраниться, чем если бы его похоронили в холодной и вязкой почве Англии. В Италии нередко обнаруживают хорошо сохранившиеся обмыленные трупы.
  Обмыление может происходить либо быстро, за несколько недель, либо через несколько лет. В последнем случае труп успевает достичь стадии значительного разложения, прежде чем покрывается восковым веществом. Если труп тучный, в нем достаточно воды и жира, чтобы обмыление началось быстро, независимо от условий погребения. Еще один фактор - наличие на трупе одежды из искусственных тканей, высокая влажность, присутствие такого вещества, как формальдегид. В редких случаях обмыляется не только жировая, но и мышечная ткань. Если труп очень хорошо сохранился, видимо, речь идет как раз о таком случае.
  ЭНН РУНИ
  Кембридж, Великобритания
  Чтобы произошло разложение трупа в могиле, в ней должно быть достаточно влаги, вызывающей распад тканей в результате автолиза и под действием микроорганизмов. Обычно разложение начинается в илеоцекальном отделе кишечника. В засушливых условиях, в том числе в сухих почвах, труп теряет воду обычно вследствие испарения: ее вытягивает среда, окружающая труп. Вода испаряется даже через стенки деревянного гроба, при условии, что окружающая почва достаточно суха и хорошо впитывает воду, а высокая температура способствует испарению.
  Поскольку могила находилась в Южной Италии, все эти условия имелись в наличии, потому и остановился процесс разложения. Может сохраниться и непохороненный труп - например, на сеновале, где сухое сено и воздух вытягивают из него влагу.
  Тот же процесс происходит в естественной среде засушливых регионов с сухой почвой: случается, что из трупа выходит почти вся влага, остается только сухая кожистая ткань. Этот процесс называется мумификацией; возможно, его естественное возникновение в сухих песках Древнего Египта привело к появлению обычая делать мумии покойных.
  АЛАН ТАМАН
  Саттон Колдфилд, Западный Мидлендс, Великобритания
  Такова жизнь

«Какой формулой точно описывается состав человеческого тела, сравнительное распределение в нем химических элементов, в том числе и загрязняющих веществ? Какой может быть формула первого инопланетного существа, с которым мы можем столкнуться?»
  ПОЛ МОНМОРАНСИ
  Лондон, Великобритания

«Химическая формула» человека зависит от ряда факторов, не в последнюю очередь от того, мужчина это или женщина. В организме мужчины содержится больше воды, чем в организме женщины, у которой преобладают липиды. Если сравнивать по весу, на долю кислорода приходится две трети веса тела, за ним следует углерод - 20 %, водород - 10 % и азот - 3 %. Элементы, содержащиеся в загрязняющих веществах, будут присутствовать в организме лишь в незначительных количествах.
  Если разложить тело человека на атомы, мы получим эмпирическую формулу H^15750^ N^310^ O^6500^ C^2250^ Ca^63^ P^48^ K^15^ S^15^ Na^10^ C^l6^ Mg^3^ Fe^1^. Относительное количество атомов в ней отличается от процентного соотношения по весу, потому что атомы имеют разную массу.
  Состав инопланетных форм жизни зависит от двух основных факторов. Во-первых, от элемента, который образует «скелет» макромолекул этих организмов. Основой всех ныне известных нам форм жизни является углерод, способный образовывать длинные цепочки, к которым присоединяются другие элементы. Наиболее вероятным альтернативным «строительным материалом» для макромолекул могут быть кремний, фосфор или азот. Во-вторых, необходимо растворяющее вещество для биохимических реакций, управляющих жизнедеятельностью организма. Самая вероятная альтернатива воде - аммиак (NH^3^), способный растворять молекулы большинства органических веществ. Аммиак остается жидким при температуре гораздо ниже температуры замерзания воды, он преобладает в космосе. Следовательно, основой инопланетных форм жизни скорее всего являются соединения кремния и аммиака.
  ЛАУРИ СУОРАНТА
  Эспо, Финляндия
  Химические элементы в организме взрослого человека можно разложить на различные молекулы и атомы. В стандартном виде точная формула будет выглядеть так:

7  10^25^H^2^O + 9  10^24^C^6^H^12^O^6^+ 2  10^24^CH^3^(CH^2^)^14^ + … и т. д.
  Но этой формулы хватит, чтобы заполнить целую книгу, к тому же мы вряд ли сумеем определить все вещества. Наличие метаболизма - процесса химического и энергетического обмена в организме - подразумевает постоянное изменение любой химической формулы организма.
  Знать химическую формулу процесса бывает полезно. Если мы определим все элементы и математические соотношения между ними, нам удастся составить представление о самом процессе. Но это еще не все. Жизни присущи экстенсивная и адаптивная функции саморегуляции собственной структуры и существование обратной связи. Организм использует свои ресурсы собственным, постепенно развивающимся способом. Химические реакции остаются неизменными, но их совокупное действие зависит от развивающихся систем управления. Это означает, что записать точную формулу человеческого организма не только невозможно: подобные попытки никчемны, они вводят в заблуждение. Жизнью называется все, что происходит с химическими веществами, а не только то, что из них состоит.
  Полагаю, то же самое справедливо и для инопланетных форм жизни, с которыми мы могли бы столкнуться. Мы тратим много времени на изучение сигналов электромагнитного спектра и получаем их в большом количестве. Но как узнать, свидетельствуют ли какие-нибудь из них о существовании внеземных форм жизни? Видимо, только по характерным для жизни показателям - «я управляю происходящим, я не просто какой-нибудь детерминирующий химический процесс».
  ДЖОН УОЛТЕР ХАУОРТ
  Эксетер, Девон, Великобритания
  Шок!

«Когда люди погибают от удара электрическим током, что их убивает - сила тока или напряжение?»
  КАЙЛ СКОТСКЕ
  Брукфилд, Висконсин, США
  Смерть от удара электрическим током наступает чаще всего при прохождении тока через область сердца. Многое зависит от продолжительности воздействия тока, у каждого человека свой предел переносимости. Частота в сети электропитания, величина которой колеблется в пределах 50 -60 герц, чрезвычайно опасна; при такой частоте даже ток силой в несколько десятков миллиампер способен вызвать фибрилляцию сердца. Пульс ускоряется, значительно превышая нормальный, кровь перестает поступать в мозг, смерть наступает через несколько минут.
  Поскольку человеческий организм обладает электрическим сопротивлением, сила тока, проходящего через него, зависит от напряжения и кроме того от влажности кожи и от точек входа и выхода тока. Следовательно, очень трудно найти безопасное напряжение для любых условий. Такая попытка была предпринята рабочей группой по электрошоку, работавшей при Международной электротехнической комиссии (МЭК), но количество переменных заметно усложнило разработку простых рекомендаций.
  Существуют и другие механизмы, способные вызвать смерть от удара электрическим током. Один из них - механизм сокращения мышц. Если ток проходит через грудь, он может препятствовать дыханию и привести к асфиксии. Прохождение тока через голову влияет на дыхательный центр мозга, что опять-таки влечет удушье. В этих случаях решающим фактором опять оказывается не напряжение, а сила тока.
  Большинство пострадавших от удара электрическим током выживают. Это происходит не потому, что они отличаются особой выносливостью, а из-за наличия фактора, который снижает силу тока,  - например, сопротивления одежды или обуви, а также продолжительности воздействия. Размыкатели заземления (также называемые защитными выключателями замыкания на землю), которые часто считают панацеей, могут сократить продолжительность шока, но от самого удара электрическим током не спасают.
  Короче говоря, смерть от удара током - функция силы тока и времени.
  Н.К. ФРИСУЭЛЛ
  Рабочая группа по электрошоку при Международной электротехнической комиссии,
  Хоршем, Западный Суссекс, Великобритания
  Ущерб, нанесенный ударом электрического тока, зависит от силы тока. Но если речь не идет о сверхпроводниках, для тока требуется напряжение, поэтому различие гипотетическое. Будь сопротивление человеческого тела постоянной величиной, напряжение могло бы стать действительным критерием. Но сопротивление варьируется в зависимости от ряда факторов.
  Например, электрическое сопротивление сухой кожи - 500 кОм. Но сопротивление влажной кожи снижается до 1000 Ом, что лишь вдвое больше сопротивления соленой воды. Следовательно, с мокрой кожей мы более уязвимы для тока.
  Важен также путь прохождения тока. Вот почему при выполнении электромонтажных работ рекомендуется стоять на изолирующем материале и держать одну руку за спиной, чтобы заземленный ток прошел не через грудь, а в ноги: таким образом снижается вероятность прохождения тока через сердце. Если ток пройдет через сердце, оно может остановиться, а пострадавший получит серьезные ожоги, поскольку электрическая энергия преобразуется в тепло.
  Считается, что переменный ток в 4 -5 раз опаснее постоянного, поскольку вызывает более сильные сокращения мышц. Кроме того, переменный ток стимулирует потовыделение, понижающее сопротивление кожи и увеличивающее силу тока, проходящего через тело. Самый опасный диапазон - 60 периодов в секунду.
  Томас Эдисон пытался использовать это свойство, когда в 1886 году в штате Нью-Йорк был учрежден комитет по замене повешения более гуманной казнью. Под началом Эдисона Гарольд Браун изобрел электрический стул, питающийся от переменного тока. Конкуренты Эдисона, электрические компании, предлагали именно этот вид тока для коммерческого использования. Эдисон надеялся, что потенциальные клиенты откажутся от переменного тока, которым казнят преступников, в пользу разработанной им системы постоянного тока. К сожалению, для Эдисона этот нестандартный маркетинговый ход оказался неудачным: переменный ток обходился дешевле, его напряжение можно было повышать для эффективной передачи на более значительные расстояния.
  МАЙК ФОЛЛОУЗ
  Уилленхолл, Западный Мидлендс, Великобритания
  Электричество убивает, направляя энергию туда, где ее присутствие нежелательно. Энергия - функция напряжения, силы тока и времени. Она может быть смертельной, если ток силой 100 микроампер и напряжением в несколько вольт направлен прямо в сердце или ток силой около 30 миллиампер и напряжением несколько сотен вольт проходит из одной руки в другую. В обоих случаях опаснее всего нарушение электрической деятельности сердца и фибрилляция желудочков. Разумеется, решением проблемы может стать еще один шок с помощью дефибриллятора - если он у вас под рукой.
  Электрическая энергия способна убивать и другими способами. На электрическом стуле люди умирают от удушья, поскольку ток вызывает бесконтрольное сокращение мышц органов дыхания. Кроме того, жертвы слегка поджариваются, но ток не всегда гарантированно вызывает фибрилляцию желудочков или быструю потерю сознания, когда проходит через мозг. В некоторых случаях ток значительной силы может проходить через организм, не убивая, но оставляя страшные глубокие ожоги. Смерть от них наступает гораздо медленнее. И наконец, от разряда высокого напряжения может загореться одежда. Если проводишь на столбе электромонтажные работы, в такой ситуации можно с него свалиться. В любом случае исход будет летальным.
  МАЙК БРАУН
  Натсфорд, Чешир, Великобритания
  Палец сломаешь!

«Случайно ли палец соответствует по размеру ноздре или нет? А если так и было задумано, почему мама запрещает мне ковырять в носу?»
  ДЖЕК УОЛТОН, 9 ЛЕТ
  Лондон, Великобритания
  Есть способ прочищать нос, ничего не засовывая в него, но твоей маме он вряд ли понравится. Этот способ называется «сморчок ноздрей». Прижми только одну ноздрю, закрой ее, сделай глубокий вдох, закрой рот и выдохни как можно сильнее и резче, чтобы из открытой ноздри вылетело все содержимое. Ты сам убедишься, что способ прекрасно действует. Только не забывай слегка наклонять голову, чтобы не испачкаться.
  Существование таких методов прочистки носа, как «сморчок ноздрей», свидетельствует о том, что эволюция гибких пальцев и широких заманчивых ноздрей не была вопросом жизни и смерти. В конце концов, если заложен нос, можно дышать ртом. Закупорка носа опасна лишь в том случае, если что-то попало очень глубоко в ноздрю и находится в опасной близости от мозга. До таких глубин пальцем не докопаешься. Сразу вспоминается одна жуткая история об ученом-приматологе, щипцах и разбухшем от крови клеще из Уганды.
  Половой отбор мог бы иметь какое-то отношение к размерам пальцев и ноздрей, если бы, допустим, женщины в эпоху плейстоцена предпочитали мужчин, которые ковыряли в носу, или если бы во время ритуала ухаживания женщины и мужчины прочищали друг другу нос. Но такие взаимные услуги  - это все-таки чересчур.
  Остается прийти к выводу, что пальцы прекрасно помещаются в ноздрях по чистейшему совпадению. Думаю, даже если бы удалось доказать, что пальцы и ноздри созданы друг для друга, отношение твоей мамы к мании ковыряния не изменилось бы. Предлагаю вместо этого продемонстрировать маме «сморчок ноздрей» и послушать, что она скажет.
  ХОЛЛИ ДАНСУОРТ
  Государственный колледж, Пенсильвания, США
  Чаще всего форма и размер совпадают у тех органов, которым полагается функционировать совместно. Очевидный пример - половые органы многих насекомых, некоторых млекопитающих, губы детенышей сумчатых и соски их матерей, а также удлиненные когти и пальцы на лапах животных, которые служат для ухода за шерстью. Но несоответствие органов еще не означает, что они не предназначены для совместной работы. Например, у самок млекопитающих родовые пути для прохождения детеныша значительно превосходят размер полового органа самца. Отверстия нередко расширяются или сужаются, чтобы вместить органы, которым они соответствуют.
  Но если орган проходит в отверстие, это совсем не означает, что он поместился в это отверстие совершенно случайно. Есть несколько мест, в которые вполне войдет твой палец, но вряд ли твоя мама одобрит подобные эксперименты, особенно в присутствии других людей.
  У тебя есть пальцы пяти разных размеров и две ноздри, так что какой-нибудь из пальцев обязательно поместится в ноздрю. Нет никаких явных причин, по которым в процессе естественного отбора ноздри должны были адаптироваться к копанию в них пальцами. Скорее всего, природа предусмотрела для нас возможность чистить нос тем же способом, что и морские слоны. Развитие тонкого искусства ковыряния в носу - еще одно потенциальное поле деятельности для интеллекта.
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Сомерсет Уэст, Южная Африка
  Я согласен с тем, что умело исполненный «сморчок одной ноздрей» поражает воображение изяществом и красотой, но не советую следовать рекомендации Холли Дансуорт «выдохнуть как можно сильнее и резче». В школьные годы, овладевая этой техникой, я был вынужден прекратить тренировки из-за травмы гайморовой пазухи и сильного кровотечения.
  ДУНКАН ХАННАНТ
  Профессор иммунологии крупных животных,
  Университет Ноттингема,
  Лафборо, Лестершир, Великобритания
  Хочу предупредить: этот метод не отличается гигиеничностью и может вызвать распространение ряда заболеваний. Упражняться в «сморчках ноздрей» следует только в полном одиночестве.
  БРОН
  Австралия

2. Все в норме?
  Охладился - простудился

«Есть ли связь между переохлаждением и простудой? Если нет, почему часто говорят «не сбрасывай одеяло, не сиди на сквозняке - простудишься»?»
  АНТОНИС ПАПАНЕСТИС
  Лондон, Великобритания
  Нет, никакой связи нет. Ошибочные ассоциации возникли по нескольким причинам.
  Вирусы, вызывающие простуду, зимой распространяются быстрее потому, что люди больше времени проводят дома, где чаще контактируют друг с другом.
  Зимой люди закрывают окна, поэтому воздух, в котором присутствуют вирусы, не разбавляется свежим воздухом снаружи. Это облегчает вирусам распространение.
  От холодного и сухого зимнего воздуха слизистые оболочки носа разбухают. В итоге из носа постоянно течет, и мы ошибочно связываем это явление с инфекцией, вызванной вирусами.
  Такие явления, как переохлаждение и простуда, обычно происходят в обратном порядке. Озноб часто бывает первым признаком повышения температуры, которая является результатом, а не причиной вирусной инфекции.
  МАРК ФЕЛДМЕН
  Нортленд, Новая Зеландия
  Исследования показали, что между температурой окружающей среды и заболеваемостью простудой нет тесной связи. Басни о том, что простудой или гриппом люди заболевают после того, как замерзнут, возникли потому, что характерным симптомам болезни предшествует короткий период повышения температуры. В такое время пациенту становится зябко, его бьет дрожь. Вскоре после появления других симптомов пациент ассоциирует болезнь с переохлаждением. Старинное название гриппа - инфлюэнца - происходит от латинского слова, означающего влияние внешних факторов. Полярники, подолгу живущие в Антарктиде, никогда не простужаются, и это свидетельствует о том, что мы заболеваем от контактов с носителями вируса, а не от холода.
  ПЕДРО ГОНСАЛЕС-ФЕРНАНДЕС
  Лондон, Великобритания
  На самом деле в холодную погоду меньше вероятность подхватить простуду. Вирусы простудных заболеваний гораздо успешнее распространяются в тепле, например в уютных отапливаемых комнатах.
  ЭСПЕРАНДИ
  По электронной почте, без обратного адреса
  Они не зеленые

«Извините за неприличный вопрос, но я хотел бы узнать, почему слизь, скапливающаяся в носу, часто бывает зеленой?»
  ДАВИД ТАННЕР
  Фельсбург, Германия
  Из всех полостей организма, имеющих непосредственную связь с внешней средой, нос наиболее гостеприимен для бактерий: в нем тепло, есть воздух, влага и почти неограниченные запасы пищи в виде слизи, в которой содержатся гликопротеин и растворенные соли. Иными словами, нос - просто идеальный рассадник бактерий, которые всегда присутствуют в нем.
  Многие распространенные бактерии имеют окраску: цвет золотистого стафилококка Staphyloccocus aureus - золотисто-желтый, палочковидной бактерии Pseudomonas pyocyanea - синеватый. В обычных условиях эти и многие другие организмы постоянно попадают в нос и вымываются оттуда жидкой слизью, которая проглатывается. Организм обычно переваривает бактерии.
  Но если приток слизи замедляется, а сама слизь становится гуще в ответ на вспышку какой-нибудь инфекции, тогда бактерии в своей идеальной среде начинают размножаться и производить окрашенную слизь, о которой идет речь. Как известно многим родителям, это одна из наименее приятных особенностей младенцев и детей дошкольного возраста!
  И кстати, если вы так и не поняли, откуда берется зеленый цвет, вспомните, что происходит, если смешать синюю краску с желтой.
  ЛОРИ НОРТ
  Лондон, Великобритания
  Автор предыдущего ответа подразумевает, что зеленый цвет получается при смешивании золотисто-желтого Staphylococcus aureus и синего Pseudomonas pyocyanea. Это распространенное и живучее убеждение. Несмотря на то что в восьмом издании «Бактериологического определителя» Берджи бактерии Pyocyanea, «обычно обнаруживаемые в ранах, ожогах, инфицированных мочеиспускательных путях» (Bergey. Manual of Deteminative Bacteriology. Baltimore: Williams & Wilkins, 1974. Р. 222), названы причиной появления «синего гноя», зеленая окраска носовой слизи имеет более общее объяснение.
  Источник зеленого гноя (или зеленой носовой слизи)  - железосодержащие миелопероксидазы и другие оксидазы и пероксидазы, используемые полиморфно-ядерными гранулоцитами (нейтрофилами). Эти фагоцитные лейкоциты с небольшой продолжительностью жизни активно переваривают всевозможные бактерии и нейтрализуют их в ходе окислительных процессов с участием вышеупомянутых железосодержащих энзимов. Продукт распада, гной, содержащий мертвые полиморфно-ядерные гранулоциты, переваренные бактерии и использованные энзимы, имеет в составе значительное количество железа, которое и придает ему зеленоватый цвет.
  К.ДЖ. ВАН ОСС
  Кафедра микробиологии, Университет Нью-Йорка,
  Буффало, США
  ДЖ. О. НЕЙМ
  Хирургическое отделение, больница Рочестер,
  Нью-Йорк, США
  Слизь в носу не всегда зеленая. На ранних стадиях простуды она бывает прозрачной и вырабатывается в ответ на повреждения тканей, вызванные вторгшимся риновирусом. Только через несколько дней слизь зеленеет: это происходит после возникновения нейтрофильной реакции и выводе клеточных отходов, а также при вспышке вторичной бактериальной инфекции.
  ДЖУЛАЙ УОРДЕР
  Абингдон, Оксфордшир, Великобритания
  Полиморфно-ядерные лейкоциты содержат ряд энзимов, самый эффективный из которых - пероксидаза. Эта же пероксидаза найдена в хрене, она придает ему характерный зеленый цвет и мимолетную остроту, с которой знаком каждый, кто пробовал японскую пасту васаби. Английский соус с хреном не выглядит зеленым ввиду окисления этого нестабильного энзима под воздействием воздуха. Но настоящий васаби всегда подают свежим.
  Прошу прощения, если этот комментарий вызвал у кого-нибудь из читателей отвращение к суши.
  СТИВ ФЛЕКНОУ-БРАУН
  Сидней, Австралия
  Ох!

«Почему при попадании кусочка серебряной фольги на зубную пломбу возникает боль?»
  САЙМОН ОДДИ
  Мелкшем, Уилтшир, Великобритания
  Автор вопроса невольно воспроизвел знаменитый эксперимент, впервые осуществленный Луиджи Гальвани в 1762 году.
  Когда два разных металла разделены проводящей жидкостью, между ними возникает ток, который вызывает стимуляцию нервов.
  Именно это происходит, когда серебряная фольга соприкасается с амальгамой зубной пломбы. Тонкая пленка слюны отделяет фольгу от пломбы, а поскольку слюна - электролит, содержащий различные соли, между зубом и пломбой возникает ток. Поскольку пломба подходит вплотную к нерву, ток стимулирует его, вызывая боль.
  Гальвани проводил этот эксперимент с лягушачьими лапками и металлическими электродами, но эффект был тем же самым: лапки дергались!
  КРИС КУИНН
  Уиднес, Чешир, Великобритания
  Болезнь ораторов

«Какие процессы в организме вызывают у нас сухость в горле, когда мы нервничаем?»
  ХОВАРД ФОСС
  Хонитон, Девон, Великобритания
  Во время публичных выступлений во рту пересыхает потому, что мы нервничаем и организм переходит в состояние «борись или беги». Его вызывает активация автономной нервной системы. Такую реакцию демонстрируют многие представители фауны, она развилась специально для критических ситуаций - например, когда животному приходится спасаться от хищников.
  Активизация нервов происходит избирательно, в зависимости от того, какую роль они играют в реакции. Поскольку в критических ситуациях способность поглощать пищу не играет решающей роли и хочется только поскорее сбежать, активность нервов, регулирующих деятельность слюнных желез, подавляется, поэтому во рту пересыхает. Вдобавок зрачки увеличиваются, а кровеносные сосуды мышц и сердца расширяются, чтобы обеспечить прилив крови к наиболее важным органам на случай, если понадобятся решительные действия.
  М.СКОТТЕН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Это явление связано с так называемой реакцией борьбы или бегства. В напряженных или опасных ситуациях организм отключает все ненужные функции, в том числе функции пищеварительной системы. К ней относятся и слюнные железы. Вам незачем переваривать недавно съеденный обед, если вы сами рискуете стать очередным обедом для льва. По той же причине в опасных ситуациях ощущается дрожь и возникают другие неприятные ощущения в желудке.
  БИЛЛ АЙЗЕКСОН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Спокойная ночь

«При сильной простуде из носа течет целый день, но когда ложишься спать, дышать становится легче. Какой механизм управляет потоком слизи? Можно ли разработать медицинский препарат с таким же действием и устранить самый досадный дискомфорт, возникающий при простуде? Может ли такой препарат препятствовать распространению болезни?»
  ПИТЕР РУНИ
  Эпсом, Суррей, Великобритания
  Это явление объясняется очень просто: наличием земного притяжения. Когда мы ложимся в постель, слизь, вырабатывающаяся в носовых проходах, не попадает в нос, а стекает в горло, и мы бессознательно проглатываем ее.
  Если спишь на боку, закладывает только одну ноздрю, которая находится снизу. Чтобы дышать стало легче, обычно надо просто сменить позу - иными словами, встать, если лежишь, или лечь, если стоишь. При этом поток слизи меняет направление и нос прочищается.
  АЛЕКСАНДРА МАККЕНЗИ ДЖОНСТОН
  Тирск, Северный Йоркшир, Великобритания
  Пока мы бодрствуем, из носа течет потому, что голова находится в определенном положении. Когда мы спим, почти вся слизь из носа стекает в горло, потому что мы лежим или на боку, или на спине. Такие затруднения часто случаются у меня. Сначала я проверил свою теорию с помощью столика для массажа с отверстием для лица, а затем начал подкладывать подушки так, чтобы нос был направлен вниз.
  Убедитесь сами: разложите подушки так, чтобы между ними помещалась голова лицом вниз и оставалось свободное пространство для носа и рта. Да, и запаситесь носовыми платками: скорее всего, из носа будет обильно течь всю ночь.
  ХЭНК РОБЕРТС
  Беркли, Калифорния, США
  Автор вопроса ошибочно считает выделения из носа источником инфекции. Большинство простудных заболеваний являются инфекционными первые два - четыре дня после воздействия вируса, т. е. обычно еще до появления симптомов. Если у вас начался насморк, значит, инфекция под контролем и количество вирусов в выделениях из носа снизилось.
  Проще всего подхватить простудное заболевание, коснувшись рукой предмета, на котором есть вирус, а от людей с насморком мы заражаемся гораздо реже. Чаще всего простуда передается через предметы, к которым прикасались больные люди,  - например, через дверные ручки или компьютерные мышки.
  Вместо того чтобы шарахаться от людей с насморком, лучше проследить за тем, чтобы не касаться глаз, носа или рта руками, которыми вы дотрагивались до различных предметов в домашней или рабочей обстановке.
  ДЭВИД ГИБСОН
  Лидс, Западный Йоркшир, Великобритания
  Все болезни - из головы

«Все дискуссии об эффекте плацебо при испытаниях медикаментов неизменно вращаются вокруг позитивного влияния плацебо. А бывают негативные эффекты плацебо?»
  ПИТЕР ГРАНТ
  Южная Австралия
  Плацебо - вещества, не обладающие фармакологическими свойствами, например сахар или мел. Они широко применяются как средство контроля при испытаниях медикаментов, для этого им придают такой же вид и запах, как у испытываемого препарата. Участникам экспериментов не сообщают, что они принимают - настоящее лекарство или плацебо.
  Представления об эффекте плацебо противоречивы, но общеизвестно, что это средство оказывает скорее психологический, нежели физиологический эффект: улучшение наступает потому, что люди верят в то, что препарат им помогает. Кроме того, эффект объясняют настроем: пациенты ждут, что препарат подействует, и якобы испытывают это воздействие.
  Рассмотрим, к примеру, плацебо, применяемые при испытаниях анальгетиков. В этом случае действие плацебо объясняют тем, что оно способствует выработке мозгом химических веществ, сходных с опиатами и снимающих боль. В одном исследовании было обнаружено, что боль снимали с помощью плацебо, которое пациенты считали обезболивающим препаратом. Но после того как пациентам давали лекарство, нейтрализующее действие опиатов, эффект плацебо прекращался.
  Негативные эффекты плацебо называются эффектами ноцебо. Слово «ноцебо» на латыни означает «причиню вред». У пациентов, принимающих мнимые препараты, иногда наблюдались такие побочные эффекты, как тревожность и депрессия. Очевидно, они были обусловлены тем, что пациент ожидал побочных эффектов лечения. Сообщалось, что во время одного испытания у женщин, которые считали себя предрасположенными к сердечным заболеваниям, риск смерти от сердечного приступа возрастал в четыре раза по сравнению с женщинами, подверженными таким же факторам риска, но не считающими себя предрасположенными к болезням сердца.
  Плацебо создают этическую дилемму. Они действуют в первую очередь потому, что врач обманывает своих пациентов, убеждает их, что они принимают эффективный препарат, а на самом деле лишает их какого бы то ни было лечения. Положение усугубляет возникновение у пациентов негативных побочных эффектов ноцебо.
  ИЕН СМИТ
  Лондон, Великобритания
  Да, негативный эффект плацебо, или эффект ноцебо, действительно существует. Это физический эффект, хотя и не всегда связанный с конкретным физическим механизмом. По-видимому, он возникает в результате убеждений пациента. Эффект ноцебо можно выразить словами «чувствуй себя больным - и будешь больным», а эффект плацебо - «чувствуй себя здоровым - и будешь здоровым».
  Эффект ноцебо чаще всего наблюдается у пациентов, в анамнезе которых содержатся туманные, неопределенные жалобы, не поддающиеся лечению прописанными препаратами. Такие больные не рассчитывают на положительный результат, и их ожидания оправдываются. Эффект ноцебо также влияет на исход операций. Хирурги настороженно относятся к людям, убежденным в том, что они скоро умрут. Среди предоперационных пациентов проводились исследования, в ходе которых выяснилось, что все эти пациенты хотели умереть, чтобы воссоединиться с близкими. Почти все они действительно умерли.
  Ноцебо почти не изучены - главным образом по этическим соображениям, согласно которым врач не должен превращать пациента в больного, который на самом деле не болен. Изменившиеся этические нормы осложнили даже воспроизведение классических экспериментов с ноцебо. Одна из последних медицинских статей по эффектам ноцебо была опубликована в 2002 году Артуром Барски и др. в «Журнале Американской медицинской ассоциации» (The Journal of the American Medical Association. № 287. Р. 622).
  РОСС ФАЙРСТОУН
  Уиннетка, Иллинойс, США
  Негативный эффект плацебо существует. Его самые известные проявления - вуду и другие виды магии, особенно связанные с проклятиями. Как правило, во всех магических обрядах фигурирует механизм оповещения жертвы о том, что она проклята,  - это главное, а может, и единственное условие успеха.
  СТИВЕН РЕЙТЧИ
  Уэст-Эллис, Висконсин, США
  Колено-синоптик

«Два года назад я повредила связки колена, когда каталась на лыжах. С тех пор собственное колено я называю «предсказателем погоды». Перед дождем оно всегда болит. Так бывает и летом, и зимой, и не обязательно в связи с повышением влажности. Это происходит не только со мной - известны и другие подобные случаи. Почему мое колено ноет перед дождем, и самое интересное,  - откуда оно знает, что будет дождь? Как предсказывает его приближение?»
  ДЕББИ РИД
  Челфонт-Сент-Джайлс, Бэкингемшир, Великобритания
  Боли, связанной с переменой погоды, особенно у больных артритом, посвящено множество исследований. Они свидетельствуют о том, что по таким болям действительно можно предсказать перемену погоды. Как ни странно, исследования причин подобной боли практически не проводились.  - Ред.
  Тело человека можно схематично представить в виде грозди шаров, наполненных желатином и подвешенных на шесте. Неповрежденная жировая, мышечная или костная ткань сравнительно эластична, она растягивается и сжимается под действием меняющегося атмосферного давления. В отличие от нее, поврежденная ткань плотная, неэластичная, она плохо сжимается и растягивается под действием нормальных колебаний атмосферного давления.
  Представим себе, что несколько шаров гипотетической грозди склеились вместе, а затем давление в окружающей среде упало. Баллоны расширились, в итоге зона склеивания, соответствующая зарубцевавшимся тканям, исказилась и натянулась; в животных тканях все это приводит к нервной стимуляции и быстрому нарастанию боли. Так продолжается, пока давление не вернется в норму или пока рубец не растянется до определенных пределов. Для этого может потребоваться несколько часов или даже дней.
  Иногда я интригую сотрудников, объявляя с самого утра: «Вот увидите, сегодня у нас будет много нежданных пациентов». Мои коллеги не понимают, как мне удается пред-сказывать, что именно в этот день мы примем 20 -30 пациентов, когда-то перенесших операцию или травмы и теперь страдающих от болей. Я не признаюсь, что просто прочитал прогноз погоды: пусть коллеги верят в мои магические способности.
  Боль помогает приглушить горячая ванна или небольшая физическая нагрузка. Полезно также напоминать себе, что погода вскоре переменится: у нас в Техасе это случается прежде, чем успеваешь наполнить ванну.
  СТИВЕН БАЛЛИНДЖЕР
  Накогдочес, Техас, США
  Истории о том, что перед дождем разыгрывается артрит, могут показаться бабушкиными сказками, если не знать, что в 60-х годах ХХ века ревматолог Джозеф Холландер соорудил экспериментальную климатическую камеру специально для того, чтобы проверить их. Он обнаружил, что высокая влажность в сочетании с низким атмосферным давлением, обычно предшествующие дождю, действительно вызывают тугоподвижность или боль в суставах.
  Согласно одному объяснению, из-за перемены погоды травмированные связки опухают, сдавливают нервы сустава и тем самым вызывают боль. Другое объяснение гласит, что воздух внутри сустава расширяется при снижении атмосферного давления, и нервы опять-таки передают сигналы боли.
  Недавно японские ученые доказали, что боль в спине, связанная с изменениями атмосферного давления, имеет непосредственное отношение к феномену вакуума, т. е. к накапливанию газов в пространствах между позвонками («Журнал заболеваний позвоночника и методов их лечения» - Journal Spinal Disorders and Techniques. № 15. Р. 290). Такие газовые пузыри образуются по мере повреждения межпозвоночных дисков, чаще всего встречающегося у пожилых людей. Подобное явление наблюдается и в других суставах. Чтобы избежать боли, держите колено в тепле и сухости. И конечно, теперь вы вполне можете претендовать на роль ведущей прогноза погоды на местном телевидении.
  ФРЭНК ВОНГ
  Сидней, Австралия
  Реакцию колена на смену погоды можно объяснить костными травмами - кровотечениями и отеками, вызванными микроскопическими трещинами губчатой или пористой кости. Согласно некоторым исследованиям, такие травмы - довольно распространенное явление после повреждения связок колена.
  Возможно, изменения атмосферного давления уменьшили или увеличили отек и вызвали боль. Если это верно, можно высказать два предположения: при магнитной резонансной томографии колена будут выявлены травмы и по мере заживления повреждений способность пациента предсказывать погоду начнет снижаться.
  ПЕТЕР ХАЛЛАС
  Копенгаген, Дания

3. Растения и животные
  Пернатые и сон

«Почему птицы во сне никогда не падают с веток и насестов? Может, они вообще не спят?»
  ГРЭМ ФОРБС
  Килмарнок, Эршир, Великобритания
  Сухожилия на птичьих лапах хитроумно устроены. Сухожилие сгибателя от мышцы бедра проходит вниз через колено, продолжается ниже его, огибает щиколотку и уходит под пальцы. Это означает, что в состоянии покоя под тяжестью тела птицы ее колено сгибается, сухожилие натягивается и когти сжимаются.
  Этот механизм действует настолько эффективно, что на ветках и насестах находят давно умерших птиц, продолжающих крепко сжимать когти.
  ЭНН БРЮС
  Джирвен, Эршир, Великобритания
  Нет, птицы спят. И не только на ветках, но и стоя на одной ноге. Мало того: птиц можно усыпить с помощью гипноза. С моей майной, говорящим скворцом, этот фокус удается.
  Если захотите попробовать, приблизьте лицо очень близко к клетке с птицей и представьте, что вы гипнотизер, который внушает: «Ваши веки тяжелеют…» - только не произнося при этом ни слова. Ведите себя так, будто постепенно засыпаете, и птица последует вашему примеру: подожмет одну ногу, сунет голову под крыло и крепко уснет.
  Это еще не все. Большинству хозяев домашних птиц известно, что достаточно изобразить ночную темноту и накрыть клетку одеялом, чтобы пернатый питомец уснул.
  ДЭВИД ЛЕККИ
  Хаддингтон, Восточный Лотиан, Великобритания
  Птицы на самом деле спят, но продолжительному сну предпочитают краткий, «восстанавливающий силы». Известно, что стрижи умудряются подремать даже на лету. Птицы ориентируются в пространстве в основном благодаря зрению, поэтому по ночам они спят - разумеется, кроме ночных видов.
  Сон болотных птиц зависит от приливов, а не от смены дня и ночи.
  Некоторых птиц легко обмануть с помощью искусственного света. В ярко освещенных больших городах певчие птицы страдают бессонницей. Освещенный ипподром неподалеку от моего дома всю ночь создает эффект рассвета на горизонте, вынуждая черных дроздов и малиновок петь непрерывно начиная с двух часов ночи. Увы, не знаю, устают они от этого пения так же, как я, или нет…
  ЭНДРЮ СКЕЙЛЗ
  Дублин, Ирландия
  Побег из аквариума

«Недавно мы понесли утрату и теперь хотели бы узнать, почему рыбки выпрыгивают из маленьких аквариумов».
  РОУЭН УАЙТ И ВИККИ
  Университет Восточной Англии, Норидж, Великобритания
  Выпрыгивание рыбок из небольших аквариумов - проблема, известная большинству аквариумистов, и причина, по которой сверху аквариумы часто прикрывают стеклом.
  Существует несколько теорий, объясняющих стремление рыбок выпрыгнуть из аквариума. Согласно одной из них, рыбки выскакивают из воды в попытке избавиться от наружных паразитов.
  Авторы вопроса не указали вид и пол рыбок, которых они держали в аквариуме, но, возможно, одна из них выскочила из воды, чтобы спастись от преследования хищников, избежать неприятных столкновений с другими обитателями аквариума или даже покрасоваться перед своими сородичами - например, продемонстрировать какой-то ранее неизвестный брачный или территориальный ритуал.
  Заодно примите мои искренние соболезнования.
  Р. РОЗЕНБЕРГ
  Стокгольм, Швеция
  Для пленной рыбки воздух по другую сторону стенки аквариума похож на воду. А рыбья мудрость гласит, что по другую сторону вода всегда чище.
  ДЖОН ЧЕПМЕН
  Северный Перт, Западная Австралия
  Бе-е-змозглые овечки

«Почему овцы убегают от машин всегда по прямой, не сворачивая в сторону?»
  АЛЕД УИНН-ДЖОНС
  Кембридж, Великобритания
  Овцы и другие животные бегут перед машиной потому, что не понимают, что машине не взобраться на поросшие травой откосы дороги. В древности на овец охотились волки и крупные представители семейства кошачьих. При попытке овец свернуть в сторону хищник видел, что происходит, легко менял курс и перехватывал жертву, которая невольно подставляла ему уязвимый бок.
  Но если жертва в последнюю минуту уворачивается, исход охоты может оказаться другим. Такой стратегией в совершенстве владеет заяц: когда борзая уже готова щелкнуть челюстями и схватить его, заяц делает рывок в сторону и пес промахивается, а если зайцу повезет, то его преследователь спотыкается и летит кувырком.
  По крайней мере, инстинктивная реакция овец или зайцев на приближающийся автомобиль выглядит разумнее, чем реакция ежа.
  КРИСТИН УОРМЕН
  Клитероу, Ланкашир, Великобритания
  Хищники преследуют травоядных, некоторое время бегут вровень с ними, а затем хватают за горло и убивают, поэтому их жертвы стараются повернуться к источнику угрозы хвостом и не отклоняются от прямого курса. Именно поэтому кенгуру, заметив приближающийся сбоку автомобиль, прыгает на дорогу прямо перед ним, чтобы машина осталась сзади. При таких маневрах кенгуру нередко погибают. Пока машина продолжает ехать следом за овцами, они будут пытаться опередить ее, двигаясь по прямой.
  ДЖ. КАРСАНИГА
  Сидней, Австралия
  Овец явно недооценивают. Они не просто бегут по прямой: некоторое время они действительно бегут перед машиной, а потом резко сворачивают в сторону. Это не глупость, а совершенно логичные действия. Обычно овцы забредают на проезжую часть в сельской местности, где дороги окружены крутыми откосами, скалами, живыми изгородями, заборами, канавами. Овца понимает, что преодолеть препятствия на обочинах дороги ей не светит, пока машина следует за ней по пятам,  - значит, остается только бежать по ровной дороге в надежде оторваться от преследующей машины.
  А когда машина сбрасывает скорость, овца чувствует, что сумеет опередить ее даже в беге по пересеченной местности за пределами дороги, и сворачивает в сторону. И поскольку чаще всего эта тактика оказывается верной (большинство машин остается на дороге, а не съезжает с нее вслед за овцами), овцы и впредь продолжают вести себя так же. Что и требовалось доказать - согласно овечьей логике.
  Ясно, что такой подход к безопасности на дорогах гораздо эффективнее человеческого. Люди редко пытаются обогнать приближающийся автомобиль, им свойственно сразу сворачивать в сторону. А поскольку большинство людей бегает быстрее овец, можно сделать вывод, что мы могли бы поучиться у этих животных логике.
  УИЛЬЯМ ПОУП
  Таустер, Нортгемптоншир, Великобритания
  Будучи умными животными, инстинктивно разбирающимися в психологии, овцы знают, что большинству водителей случается наезжать на животных, только если потом они могут сказать в свое оправдание: «Она выскочила на дорогу прямо под колеса, я даже не успел затормозить». Но среди них редко попадаются мерзавцы, способные намеренно преследовать живое существо, чтобы задавить его. Таким образом, бег по прямой имеет явные преимущества перед попытками свернуть в сторону.
  ЭРИК ДЕККЕР
  Кафедра крупного рогатого скота и овец, Национальный институт скотоводства,
  Тьеле, Дания
  Жареная рыба

«Наш молодой сосед спрашивает, что происходит, когда молния ударяет в воду. Правда ли, что вся рыба погибает? А как же пассажиры лодок с металлической обшивкой?»
  КРИС КУПЕР
  Кемпстон, Бедфордшир, Великобритания
  Когда электрический разряд, например удар молнии, бьет по поверхности воды, электричество распространяется во все стороны.
  Фронт распространения электричества в воде имеет полусферическую форму, следовательно, быстро рассеивает всю энергию молнии, которая в противном случае могла бы поджарить рыбу. Очевидно, при прямом попадании молнии в рыбу или в случае удара молнии в воду в непосредственной близости от рыбы последняя погибнет или серьезно пострадает.
  При ударе молнии температура достигает нескольких тысяч градусов, молния способна испарить воду вблизи точки удара. В итоге возникает поверхностная ударная волна, которая превратит рыбу в месиво или оглушит ныряльщика на расстоянии порядка нескольких десятков метров.
  Люди, находящиеся в металлической лодке вблизи места удара молнии, наверняка испытают на себе и первое, и второе его воздействие. Кроме того, металлическая обшивка проводит электричество гораздо лучше, чем вода, поэтому молния наверняка предпочтет ей лодку.
  ЭНДРЮ ХИЛИ
  Эшфорд, Миддлсекс, Великобритания
  При ударе молнии безопаснее всего находиться внутри проводника - например, в лодке с металлической обшивкой или под водой (при условии, что вы - рыба).
  В прошлом веке физик Майкл Фарадей доказал, что внутри проводника нет электрического поля. Он продемонстрировал это, войдя в проволочную клетку и подвергнув ее удару искусственной молнии. Все присутствующие, кроме самого Фарадея, были изумлены, когда он вышел из клетки невредимым.
  ЭРИК ДЖИЛЛИС
  Университет Глазго, Великобритания
  Рыбки-пуклейки

«Почему рыбы не пукают?»
  КРИСТИН КАЛИВОСКИ
  Брентвуд, Калифорния, США
  Вероятно, автор вопроса решила, что рыбки не пукают, потому что никогда не видела, как из заднего прохода у них появляются пузырьки.
  Однако у рыб в кишечнике образуются газы, они выводятся наружу, как у большинства животных. Разница - в упаковке.
  Перед выводом из организма рыбы упаковывают свои испражнения в тонкую студенистую трубку. В ней содержится и весь газ, который образовался в пищеварительной системе или поступил в нее. Результат - фекалии в виде колбаски, которая или тонет, или всплывает. И поскольку многим рыбам свойственна копрофагия, эти колбаски в воде надолго не задерживаются.
  ДЕРЕК СМИТ
  Лонг-Саттон, Линкольншир, Великобритания
  Я несколько раз видел, как мои цихлиды пускали газы - к неудовольствию моего угря.
  Вероятно, дело в том, что рыбы заглатывают слишком много воздуха, пока жадно пожирают корм с поверхности воды. Если бы воздух не выводился из организма, он наносил бы рыбам серьезный ущерб.
  ПИТЕР ХЕНСОН
  Университет Лондона, Великобритания
  Плавучесть большинству акул обеспечивает липидный сквален высокой плотности, а обыкновенные песчаные акулы Eugomphodus taurus освоили технику пуканья как дополнительное средство для обеспечения плавучести. Акула выплывает на поверхность и заглатывает воздух, который попадает ей в желудок. После этого акула может выпускать воздух в нужных количествах, чтобы удерживаться на определенной глубине.
  АЛЕКСАНДРА ОСМАН
  Лондон, Великобритания
  Ледяные лапы

«Почему в Антарктиде зимой у пингвинов не мерзнут лапы, несмотря на постоянное соприкосновение со льдом и снегом? Когда-то давно я слышала по радио, будто ученые обнаружили у пингвинов дополнительную систему кровоснабжения лап, не дающую им замерзать. Но никакой информации об этом или объяснений я нигде не нашла. Я пыталась выяснить у специалистов по пингвинам, правда ли это, но никто не смог мне ответить».
  СЮЗАН ПЕЙТ
  Эноггера, Квинсленд, Австралия
  Как и другие птицы, живущие в холодном климате, пингвины приспособились почти не терять тепло и поддерживать температуру тела на уровне 40 °C. Поддержание температуры лап представляет серьезную проблему, так как их не покрывает защитный слой перьев или жира, а площадь поверхности ног велика (то же самое относится к полярным млекопитающим, например белым медведям).
  В дело вступают два механизма. Во-первых, пингвины могут регулировать приток крови к лапам, меняя диаметр артерий, по которым поступает кровь. На холоде ее приток снижается, в тепле увеличивается. Такое же явление наблюдается и у людей: именно поэтому кисти наших рук и ступни белеют, когда нам холодно, и розовеют в тепле. Эта регуляция - чрезвычайно сложный механизм, в нем задействованы гипоталамус и разные органы нервной и эндокринной систем.
  Кроме того, в верхней части лап у пингвинов есть «противоточный теплообменник». Артерии, подающие теплую кровь к лапам, разветвляются на множество мелких сосудов, которые соседствуют с таким же количеством вен, по которым холодная кровь уходит из лап. Тепло передается от теплой крови холодной, поэтому в ноги почти не по-ступает.
  Зимой температура лап пингвинов на один-два градуса выше температуры замерзания: это помогает снизить до минимума потери тепла и избежать обморожения. Так же устроены лапы у гусей и уток, но, если несколько недель подержать их в тепле, а потом выпустить на снег и лед, лапы могут к ним примерзнуть. Дело в том, что физиологически птицы успевают адаптироваться к теплу, приток крови к ногам практически прекращается, а температура ног падает ниже точки замерзания.
  ДЖОН ДЕЙВЕНПОРТ
  Морская биологическая станция, Университет
  Миллпорт, остров Камбра, Великобритания
  Насчет дополнительной системы кровообращения ничего не могу сказать, но феномен холодных лап у пингвинов можно отчасти объяснить любопытными биохимическими причинами.
  Реакция кислорода с гемоглобином относится к сильным экзотермическим: когда молекула гемоглобина присоединяется к кислороду, выделяется определенное количество тепла. Как правило, такое же количество тепла поглощается в обратной реакции, когда от гемоглобина отделяется кислород. Но поскольку окисление и вытеснение кислорода происходит в разных отделах организма, изменение параметров молекулярной среды, например кислотности, может привести к избыточной потере или накоплению тепла.
  Количество тепла может варьироваться у разных существ. Организм антарктических пингвинов устроен так, что в морозы ткани периферийных органов, в том числе лап, выделяют меньше тепла, чем человеческие стопы. У этого явления есть два преимущества. Прежде всего, в гемоглобин птиц попадает меньше тепла при вытеснении кислорода, поэтому вероятность замерзания лап заметно снижается.
  Еще одно преимущество - следствие законов термодинамики. При любой обратимой реакции, в том числе при поглощении или вытеснении кислорода гемоглобином, низкие температуры способствуют развитию реакции в экзотермическом направлении и препятствуют развитию в обратном. Следовательно, при низких температурах кислород активнее поглощается гемоглобином большинства живых существ и отделяется от него с трудом. Сравнительно низкое количество тепла означает, что в холодных тканях соединение гемоглобина с кислородом не достигает уровня, при котором кислород не может отделиться от него.
  Изменение количества тепла у разных видов живых существ - еще одно любопытное следствие. У некоторых антарктических рыб тепло обычно выделяется при высвобождении кислорода. В крайнем проявлении это наблюдается у тунца, который при отделении кислорода от гемоглобина выдает столько тепла, что может поддерживать температуру тела, примерно на 17 °C превышающую температуру окружающей среды. Значит, тунец вовсе не хладнокровный!
  Обратное явление наблюдается у животных, которым необходимо снижать количество тепла из-за чрезмерной метаболической активности. При окислении гемоглобина количество тепла в организме мигрирующей водяной курочки превышает этот же показатель в организме простого голубя. Поэтому курочка может преодолевать большие расстояния и не перегреваться.
  И наконец, эмбрионам необходимо куда-то девать тепло, а единственное звено, которое связывает их с внешним миром,  - кровеносная система матери. Снижение количества тепла при окислении гемоглобина эмбриона по сравнению с гемоглобином матери приводит к тому, что при выходе кислорода из крови матери тепла поглощается больше, чем выделяется при окислении гемоглобина эмбриона. Таким образом, тепло попадает в кровеносную систему матери и уносится от эмбриона.
  КРИС КУПЕР И МАЙК УИЛСОН
  Университет Эссекса, Колчестер, Великобритания
  Полеты на плавниках

«Почему летучие рыбы летают? Спасаются от хищников, ловят в воздухе насекомых или просто полеты для них - более эффективный способ передвижения, чем плавание? Или существует совершенно иная причина?»
  ДЖУЛИАН КАРТРАЙТ
  Пальма-де-Майорка, Испания
  Обычно полеты летучих рыб объясняют бегством от хищников, особенно от стремительных дельфинов. Рыбы выскакивают из воды не для того, чтобы ловить насекомых: летучие рыбы живут в открытом океане, а над большими водными пространствами насекомые летают редко.
  Было высказано предположение, что рыбы летают (на самом деле парят, так как «крыльями» они не машут), чтобы сэкономить энергию, но для энергичных взлетов требуется активная работа белых анаэробных мышц, заставляющих хвост совершать 50 -70 движений в секунду. Эти действия сопряжены с огромными затратами энергии.
  Роговица глаза летучих рыб снабжена плоскими фасетками, поэтому рыбы видят и в воде, и в воздухе. Наблюдения позволяют предположить, что рыбы способны выбирать места «приземления». Возможно, так они перебираются в места, богатые пищей, но эта гипотеза пока не получила подтверждения.
  Несомненно, бегство от хищников - главная причина полетов, именно поэтому рыб так часто видят улетающими от кораблей и лодок, которые рыбы считают источниками угрозы.
  ДЖОН ДЕЙВЕНПОРТ
  Морская биологическая станция, Университет
  Миллпорт, остров Камбра, Великобритания
  Строго говоря, летучие рыбы не летают, а скользят по воздуху; движения хвостового плавника выталкивают их из воды. Скольжение продлевается за счет быстрых движений чрезмерно развитых грудных плавников, благодаря которым дальность прыжка достигает 100 метров. Единственная цель этой деятельности - бегство от хищников. Всякий, кто сможет оторвать взгляд от чудесного и неожиданного зрелища - радужной рыбы в воздухе,  - заметит, что под водой ее преследует другая, более крупная рыба.
  ТИМ ХАРТ
  Ла Гомера, Канарские острова, Испания
  Я видел в воздухе целые косяки летучих рыб, удирающих от тунцов, а несколько минут спустя - косяки тунцов, которые пытались повторить тот же акробатический трюк, потому что дельфины были не прочь полакомиться ими.
  Пройдя утром по палубе океанской яхты, можно со-брать полную сковороду летучих рыб на завтрак. Видимо, эти рыбы инстинктивно выскакивают из воды, чтобы спастись от хищника (за него рыбы принимали яхту), но в темноте не видят, куда летят, и плюхаются на палубу. Днем рыбы редко падают на палубу яхты. Опаснее всего попадание летучей рыбы в рулевую рубку: в темноте они могут с силой ударить зазевавшегося рулевого в висок.
  ДОН СМИТ
  Кембридж, Великобритания
  Грибы-силачи

«Неподалеку от нашего дома прямо на тротуаре растут поганки, выломавшие довольно большие куски асфальта. Каким образом этим мягким, мясистым грибам удается пробить слой асфальта толщиной 5 сантиметров?»
  ДЖОН ФРАНКЛИН
  Лондон, Великобритания
  Поганки, прорастающие через асфальт,  - вероятно, серые навозники (Corpinus), выросшие на растительном мусоре. Они пробивают асфальт потому, что их ножки функционируют как вертикальные гидравлические домкраты.
  Давление, направленное вверх, обусловлено избыточным тургорным давлением отдельных клеток, составляющих стенки полой ножки гриба. Каждая клетка растет как вертикальная колонна, новый клеточный материал размещается по ее длине.
  Основной структурный компонент клеток - пустотелое спиральное образование волокон хитина вокруг оси клетки. Эти волокна хитина встроены в связующие вещества, из которых состоят стенки. Хитин - чрезвычайно прочный биополимер (из него также состоят экзоскелеты насекомых), он придает клеткам стенок гриба устойчивость к поперечному сдавливанию, поэтому распределение внутреннего давления происходит по вертикали. Благодаря явлению осмоса вода попадает в стенки, в результате избыточное тургорное давление создает вертикально действующую силу, так гриб и пробивается через асфальт.
  Этот феномен впервые исследовал 75 лет назад Реджинальд Буллер: меняя нагрузку, он измерил подъемную силу гриба, вытянутого внутри стеклянной трубки. По расчетам Буллера, направленное вверх давление гриба составило около 2/3 атмосферы.
  Клетки снабжены чувствительным к гравитации механизмом, благодаря которому гриб растет строго вертикально. Если положить гриб набок, он быстро переориентируется и снова будет тянуться вверх.
  ГРЭМ ГУДЕЙ
  Университет Абердина, Великобритания
  Пятисантиметровый слой асфальта - несущественное препятствие для гриба-силача. В Бэсингстоуке был найден большой лохматый белый навозник (Coprinus comatus), который поднял тротуарную плиту размером 75  60 см на 4 сантиметра над уровнем тротуара всего за 48 часов.
  С давних времен грибы часто находили возле литейных цехов, чаще всего на конском навозе, с которым смешивали формовочную глину. Сообщалось даже, что эти грибы способны приподнимать тяжелые литые заготовки. Предположительно речь идет о дикорастущих грибах, например шампиньонах обыкновенных (Agaricus campestris). Однако для всех видов грибов действующий механизм одинаков: речь идет о гидравлическом давлении.
  Как обнаружил Буллер, причудливый и хрупкий навозник Coprinus sterquilinus создает вертикальное давление силой около 250 граммов при диаметре ножки 5 миллиметров, поэтому неудивительно, что более крепкие виды ломают асфальт.
  РИЧАРД СКРЕЙЗ
  Грибная ферма,
  Бат, Сомерсет, Великобритания
  Неуязвимые муравьи

«Я с удивлением заметил, что из микроволновки муравьи выползают целыми и невредимыми, обычно успев прокатиться на моей кофейной кружке. Пока микроволновка работает, муравьи преспокойно бегают в ней. Как им удается выжить в таких условиях?»
  ДЖУДИТ КЕЛЛИ
  Дарвин, Северная территория, Австралия
  Ответ очень прост. В обычной микроволновке волны проходят на некотором расстоянии друг от друга, потому что и этого достаточно для приготовления пищи. А муравьи такие маленькие, что легко уворачиваются от опасных лучей и остаются невредимыми.
  ЛИ ЯНЬ
  Норидж, Норфолк, Великобритания
  Муравьи пользуются тем, что внутри микроволновки образуются стоячие волны.
  Поэтому в одних местах внутри микроволновки плотность энергии очень высокая, а в других - очень низкая. Для того и нужны поворотные диски, чтобы пища обрабатывалась равномерно.
  Распределение стоячих волн можно выявить, если по-ставить в микроволновку неподвижный поднос с зефиром «маршмеллоу» и слегка подогреть его. Одни кусочки зефира поджарятся, другие нет. Но принцип распределения стоячих волн варьируется в зависимости от свойств и расположения веществ внутри микроволновки - например, для чашки с водой он будет другим.
  Муравей воспринимает этот рисунок распределения волн как горячие или холодные зоны и выявляет очаги низкой плотности. Если муравей попадает в очаг высокой плотности энергии, соотношение площади поверхности тела к его объему позволяет охлаждаться быстрее, чем крупному предмету, а муравей тем временем ищет прохладное место.
  Согласно общепринятому заблуждению, микроволновки слишком велики, чтобы нагревать мелкие предметы. Ошибочность этого мнения подтверждают химики, поскольку в работе они используют микроволновки. Некоторые виды катализаторов содержат частицы размером меньше микрона, впитывание которых происходит при микроволновой обработке. Эти частицы рассеяны в инертном вспомогательном веществе. Микроволновые печи способны нагревать только очень маленькие частицы катализатора.
  А.ДЖ. УИТЕЙКЕР
  Хериот, Бордерс, Великобритания
  Вблизи металлической дверцы и стенок микроволновки концентрация энергии очень низка. Электромагнитные поля микроволновых печей ограничены проводящим металлом; точно так же амплитуда движений скакалки, один конец которой привязан к столбу, а другой вращает ребенок, у столба сходит почти на нет. Ползущий по скакалке муравей возле столба будет легко удерживаться на ней, а ближе к центру неизбежно свалится.
  Это явление легко продемонстрировать: поместите в микроволновку два кусочка сливочного масла в двух полистироловых донышках от кофейных стаканов. Одно донышко поставьте на дно микроволновки, второе - на перевернутый толстостенный стакан. Не забудьте поставить в микроволновку и чашку с водой. При нагревании масло на стакане растает гораздо быстрее.
  ЧАРЛЬЗ СОЙЕР
  Кэмптонвилл, Калифорния, США
  А как же гнус?

«Почему мелкие мошки летают даже в сильный дождь, и капли не сбивают их?»
  Л.ПЕЛЛ
  Аффингтон, Оксфордшир, Великобритания
  Падающая капля дождя создает впереди себя (т. е. под собой) крохотную волну давления. Этой волной мошкару относит в сторону, капля пролетает мимо. Хлопушки для мух специально делают с ячейками или отверстиями на поверхности, чтобы снизить силу волны давления, в противном случае мухи будут ускользать от хлопушки.
  АЛАН ЛИ
  Эйлсбери, Бэкингемшир, Великобритания
  Мир мошкары не похож на наш. Из-за разницы в размерах можно сравнить столкновение дождевой капли и комара с наездом машины, движущейся с той же скоростью, что и дождевая капля (скорость - это не масштаб), на человека с плотностью, составляющей всего одну тысячную долю от обычной. В этом примере человека можно заменить тонким резиновым шаром той же формы и размера. Шар легко отскочит с дороги и лопнет только в том случае, если налетит на стену.
  ТОМ НЭШ
  Шерборн, Дорсет, Великобритания
  Полет шмеля

«Подруга уверяет, что объяснить, почему летает шмель, невозможно. Будто бы его полеты опровергают все законы физики. Это правда?»
  ТОРБЬЕРН СОЛБАККЕН
  Норвегия
  Пресловутые полеты шмеля - классический пример бездумного подхода к приближениям. Дело в том, что некто попытался применить основное уравнение аэронавтики к шмелям. В уравнении тяга, необходимая для подъема в воздух предмета, приравнивается к массе этого предмета и площади поверхности его крыльев. В случае со шмелем получается огромная величина - такое усилие недостижимо для маленького существа. Уравнение якобы доказывает, что шмель не должен летать.
  Однако уравнение было выведено для объектов с неподвижными крыльями, поэтому применять его к шмелю не следовало. Разумеется, если какое-либо явление нельзя описать формулой, выводы о нем можно делать на основании эмпирических наблюдений: если мы видим, что шмель летит, значит, он может летать.
  САЙМОН СКЕЙРЛ
  Лондон, Великобритания
  Как закалять каштаны

«Однажды друг посоветовал мне перед боем запечь каштаны, чтобы они были крепче. А в детстве, помнится, говорили, что самые прочные каштаны - вымоченные в уксусе. Какой метод эффективнее и почему?»
  По электронной почте, без имени и обратного адреса
  Самый простой и эффективный метод - убрать каштаны в ящик до следующего года, тогда они затвердеют как следует. Но если не нанизать их на нитки, пока они еще молодые и мягкие, потом отверстия в них придется сверлить.
  Мои дети и внуки играют каштанами еще из моего детства, некоторым более 50 лет. С такими каштанами они никогда не проигрывают.
  Ф.ГРИСЛИ
  Барри, Саут-Гламорган, Великобритания
  Я участвую в боях на каштанах почти 50 лет и всегда вымачиваю их в уксусе. Получается настоящее орудие чемпиона. Этим методом я был доволен до тех пор, пока несколько лет назад меня не победил соперник, смазавший свой каштан кремом Oil of Olay. Очевидно, от крема его каштан стал более податливым и потому не пострадал от удара моего боевого каштана, вымоченного в уксусе.
  МАЙКЛ ДАТТОН
  Глостер, Великобритания
  Сделать каштаны прочными не помогает ни запекание, ни вымачивание в уксусе. От запекания каштаны становятся ломкими и сваливаются с нитки от одного удара. Вымоченные каштаны гниют изнутри. Неэффективен и метод покрывания лаком, к тому же это жульничество легко распознать.
  На самом деле для придания каштану прочности не требуется никакого вмешательства. Просто не пользуйтесь каштанами текущего сезона (бои каштанами обычно происходят осенью)  - возьмите вместо них прошлогодние. Чем старше каштаны, тем они тверже. Такие каштаны легко отличить от остальных: кожура у них не глянцевая, а тусклая и темная, почти черная. И наконец, отверстие для нитки надо делать поменьше.
  НИК ЭЙТЧИНСОН
  Лонглевенс, Глостершир, Великобритания
  Чтобы сделать каштан неуязвимым, надо либо дать ему полежать год после того, как найдете его, или, чтобы ускорить процесс, запечь каштан. Положите все каштаны на противень в духовку, разогретую до 120 °C, и подержите в ней примерно два часа.
  Не оставляйте каштаны в духовке надолго, иначе ядра обуглятся и станут непрочными. Даже если от жара лопнет кожура, ядро все равно останется твердокаменным.
  Вымачивать каштаны в уксусе не стоит. От уксуса кожура становится прочнее, но ядра размягчаются, и, если в кожуре образуется трещина, каштан быстро разобьется.
  ПАТРИК УИГГ
  Лондон, Великобритания
  Моего брата отстранили от школьного чемпионата по боям на каштанах за то, что он пропитал каштан эпоксидной смолой по вакуумно-нагнетательной технологии.
  ДЖ. МАКИНТАЙР
  Болшем, Кембриджшир, Великобритания
  У каждого любителя боев на каштанах есть свой непревзойденный способ делать каштаны крепкими. Споры об этих способах - неотъемлемая часть развлечения, поэтому вопрос остается открытым, а мы публикуем полностью противоречивые ответы на него.  - Ред.
  Меня заинтриговали споры о каштанах - насколько я понял, каштаны каким-то образом нанизывают на нитку. А что дальше делают британцы с каштанами? Подозреваю, что не едят.
  ДЖЕННИФЕР ХОЛЬЦМАН
  Северный Голливуд, Калифорния, США
  Что это за бои на каштанах? Вроде боев на подушках, только оружием служат крепкие, словно каменные, каштаны? Нас, аборигенов из бывших колоний, не мешало бы просветить…
  ДЖЕЙ КАНГЕЛ
  По электронной почте, без обратного адреса
  Оказывается, бои на каштанах - исключительно британское развлечение, поэтому мы сочли своим долгом рассказать о них читателям всего мира. Каштаны - твердые плоды дерева, которое называется конский каштан. Эти плоды собирают осенью, вынимают из игольчатой верхней оболочки и оставляют дозревать. Затем в каштане сверлят отверстие и продевают в него крепкую бечевку. Правила спортивных боев на каштанах довольно сложны, но школьники, а также те, кто вышел из школьного возраста, но так и не повзрослел, устраивают упрощенные бои между двумя соперниками с одним каштаном у каждого. Один боец держит каштан неподвижно на бечевке, а второй раскручивает свой каштан и пытается попасть по висящему каштану противника. Участники боев наносят удары по очереди до тех пор, пока один из каштанов не разобьется и не свалится с бечевки. Победителем считается тот, чей каштан остался целым. Естественно, чем крепче и тверже каштан, тем больше шансов на победу.
  Вероятно, это еще одно, хотя и не обязательное, доказательство одержимости британцев эксцентричными и бессмысленными методами соперничества.  - Ред.
  Австралийская разновидность этой игры называется «косточки» (bullies), играют в нее так же, как англичане бьются на каштанах.
  Мне известно, что в нее играли в 1900 -1970-х годах на западе Нового Южного Уэльса и в Южной Австралии, пока не появились компьютеры TRS-80 и Commodore 64.
  С давних времен плоды фузануса были любимым лакомством австралийцев. Из диких персиков варили джем, их добавляли в пироги, но лишь недавно начали выращивать для коммерческих целей. Косточка фузануса идеально круглая, с ямочками, как мяч для гольфа, диаметром около 20 миллиметров, с обязательным ядрышком внутри и твердая, как камень. Просверлить ее очень трудно, изготовление косточек для игры обычно дорого обходится отцовским дрелям.
  Местные правила регулируют длину бечевки и размеры площадки для боя. Вопрос о принадлежности треснувших косточек не стоит: на моей памяти их всегда разбивали.
  Тепловая обработка не нужна и нежелательна: для прорастания большинства семян и косточек растений австралийского буша нужны огонь и тепло, поэтому от нагревания косточка не становится крепче. Не знаю, насколько известен этот увлекательный спорт во всем мире, но я подумывал предложить его в качестве одного из видов для сиднейской Олимпиады 2000 года. Лично я поставил бы на косточки из колоний.
  ДЖИМ БИЛЛС
  По электронной почте, из Австралии с гордостью
  Форменное яйцо

«Почему большинство яиц имеют овальную форму?»
  МАКС УИРТ
  Боунесс-он-Уиндермир, Камбрия, Великобритания
  Яйца как правило имеют овальную форму по нескольким причинам. Во-первых, яйца такой формы плотнее укладываются в гнездо, между ними остается меньше заполненных воздухом пустот. В результате теряется меньше тепла, пространство внутри гнезда используется рациональнее. Во-вторых, когда яйцо катится, оно движется по кругу, в центр которого направлен заостренный конец. Это означает, что на относительно ровной поверхности яйцо вряд ли укатится далеко или выкатится из гнезда. В-третьих, яйцо такой формы птицам удобно откладывать (при условии, что яйцо выходит округлым концом вперед), в отличие от шаровидных яиц.
  И наконец, самая важная причина заключается в том, что яйца удлиненно-овальной формы идеально умещаются в рюмки для яиц и специальные отверстия на дверце холодильника. Никакая другая форма для этого не годится.
  ЭЛИСОН ВУДХАУС
  Бромли, Кент, Великобритания
  Большинство яиц имеют овальную форму потому, что с углами или краями они были бы структурно слабее, к тому же птицам стало бы неудобно откладывать их. Сферические яйца были бы еще удобнее, но они могли бы выкатиться из гнезда, а это опасно, особенно если гнездо находится высоко в скалах. Большинство яиц катятся по кривой и останавливаются, с заостренным концом, направленным вверх, в сторону повышения уклона. Известно, что яйца птиц, гнездящихся на скалах, имеют более удлиненную овальную форму и потому катаются по узкой дуге.
  ДЖОН ЮЭН
  Уоргрейв, Беркшир, Великобритания
  Яйцо приобретает свою окончательную форму в процессе откладывания. Оно проходит по яйцеводу благодаря перистальтике мышц, кольца которых поочередно расслабляются перед яйцом и сжимаются за ним.
  В начале прохождения по яйцеводу яйцо мягкое и сферическое. От сокращения мышц за яйцом и постепенного уменьшения диаметра мышечных колец яйцо деформируется, вместо полусферического становится коническим, в то время как его передний конец остается полусферическим. Скорлупа постепенно известкуется, форма становится более определенной - в отличие от яиц рептилий, которые благодаря мягкой скорлупе могут вновь приобрести сферическую форму после откладывания.
  Преимущества, связанные с укладыванием яиц в гнездо и с ограничением их качения, могли сыграть свою роль в процессе естественного отбора: выживали лишь те птицы, которые откладывали яйца овоидной формы (при условии, что эта особенность наследственная). Однако неизбежные следствия процесса откладывания оказали на форму яиц более заметное влияние, чем эволюция.
  А.МАКДЕРМИД-ГОРДОН
  Сейл, Чешир, Великобритания
  Птица высокого помета

«Местные птицы чаще всего клюют маленьких черных насекомых. Почему же помет у них такой белый и заметный, когда они гадят на меня с высоты?»
  М.РОДЖЕРС
  Грейт-Хокхем, Норфолк, Великобритания
  Многие ошибаются, считая белые испражнения птиц фекалиями.
  На самом деле это птичья моча. Птицы выделяют не мочевину, а мочевую кислоту - нерастворимое вещество. Благодаря такой адаптации при мочеиспускании они не теряют воду и сохраняют необходимую мощность на единицу веса.
  ГАЙ КОКС
  Университет Сиднея, Австралия
  Белое вещество, из которого состоят испражнения птиц и многих рептилий,  - это в действительности их моча.
  Многие примитивные позвоночные выводят токсичные азотистые отходы напрямую, с помощью имеющейся в организме воды растворяя такие вещества, как аммиак.
  Но с птицами и рептилиями, по крайней мере с ящерицами и змеями, помет которых мне часто случается видеть, дело обстоит иначе. По-видимому, в процессе эволюционной адаптации токсичные азотистые отходы организма стали преобразовываться в относительно нерастворимую массу. Это помогло им жить как на суше, так и в воде и даже занимать экологические ниши в районах со скудными запасами воды.
  В таких нишах особенно важно обходиться без воды для растворения токсичных отходов и выведения их из организма, птицы и ящерицы решили эту проблему, выводя отходы в виде пасты, основа которой - нерастворимая и сравнительно нетоксичная мочевая кислота.
  Интересно, что у птиц, потребляющих огромное количество грубой пищи, например у шотландских и белых куропаток, питающихся вереском, помет очень похож на фекалии морских свинок. Эти испражнения настолько обильны, что среди них лишь изредка попадаются белые пятна мочи.
  ФИЛИП ГОДДАРД
  По электронной почте, без обратного адреса
  Авторы предыдущих ответов упустили одно обстоятельство: птицы - яйцекладущие существа. Возможность выводить из организма нерастворимые выделения не имеет никакого отношения к «мощности на единицу веса» или способности занимать экологическую нишу, характеризующуюся нехваткой воды.
  Эта возможность развилась потому, что жизнь всех птиц и многих рептилий начинается внутри яйца. Даже яйцекладущие амниоты, во взрослом состоянии живущие в воде, например пингвины и крокодилы, вынуждены переживать эту раннюю стадию развития, чтобы, находясь внутри яйца, не отравиться растворимыми в воде продуктами метаболизма.
  ЭРНОФЛУР ТОРЛАСИУС
  Рейкьявик, Исландия
  Птицы испражняются с большой высоты потому, что при низком полете попасть в цель слишком легко, даже неинтересно. А испражнения имеют белый цвет для того, чтобы с большой высоты было видно, куда и в кого они попали.
  С. Б. ТЕЙЛОР
  Кентербери, Кент, Великобритания
  Красное или белое?

«Почему красное мясо красное, а белое мясо - белое? В чем разница между животными, у которых плоть окрашена по-разному?»
  ТОМ УАЙТЛИ
  Бат, Сомерсет, Великобритания
  Красное мясо потому красное, что в мышечных волокнах, составляющих его, содержится много красных митохондрий и миоглобина. Миоглобин - белок, похожий на гемоглобин в красных кровяных клетках, который служит хранилищем для кислорода в мышечных волокнах.
  Митохондрии - цитоплазматические структуры в клетках организмов, вырабатывающие с помощью кислорода аденозинтрифосфат - источник энергии для сокращения мышц. В отличие от красного мяса, мышечные волокна белого мяса содержат мало миоглобина и митохондрий.
  Цвет мяса разных животных определяется соотношением мышечных волокон двух основных типов. Волокна красных мышц долго сохраняют работоспособность, а волокна белых быстро утомляются. У активных, быстро плавающих рыб вроде тунца большой процент красных мышц, обеспечивающих рыбам выносливость, а у менее подвижных рыб, например камбалы, мышцы преимущественно белые.
  ТРЕВОР ЛИ
  Оксфорд, Великобритания
  Цвет мяса зависит от концентрации миоглобина в мышечной ткани; при тепловой обработке он приобретает коричневую окраску.
  Принято считать куриное мясо и индюшатину белыми, но мясо тех же птиц, выращенных в условиях свободного выгула, обычно бывает коричневым (особенно на голени). Дело в том, что при свободном выгуле птицы более подвижны и физически крепки, чем выращенные в клетках, и ограниченные в движении. Чем крепче птица, тем лучше мышечная респирация и выше содержание миоглобина в мышечной ткани. Следовательно, тем более темный цвет имеет мясо.
  Вся говядина темного цвета, потому что коровы целый день пасутся на лугу. Свинина более светлая, потому что свиньи ленивы.
  Т.ФИЛТНЕСС
  Винчестер, Гемпшир, Великобритания
  Перемена мест

«Выживут ли белые медведи, если переселить их в Антарктиду? А пингвины - в Арктике?»
  РИЧАРД ДЭВИС
  Суонси, Уэст-Гламорган, Великобритания
  Скорее всего, белые медведи выживут в Антарктиде и на островах океана, окружающего ее, но могут уничтожить местную фауну. В Арктике белые медведи питаются в основном мясом тюленей, особенно детенышей, родившихся на плавучих льдинах или на берегу. Многочисленные различия в повадках арктических и антарктических тюленей, связанные с размножением, можно истолковать как результат адаптации к соседству с хищниками.
  В Антарктиде белые медведи найдут множество птиц и млекопитающих, поедающих рыбу. Вероятно, самыми уязвимыми окажутся пингвины, потому что они не летают и выводятся на открытом пространстве; пингвинам крупных видов требуется несколько месяцев, чтобы вырастить одного птенца. Медведи могут бегать короткими рывками, но легко догонят толстого неповоротливого пингвиненка или отнимут яйцо у пингвина.
  В Арктике белые медведи охотятся в основном у кромки берегового льда, где он достаточно толстый, чтобы выдержать их вес, но вместе с тем тонкий для того, чтобы тюлени проделывали в нем лунки для дыхания. На многочисленных островах у северного побережья Канады, Аляски и северо-запада Европы много мест, пригодных для обитания белых медведей. В Антарктиде холоднее, у побережья мало островов, поэтому медведи, вероятно, переберутся на более низкие широты океана, чем в Арктике.
  Можно только надеяться, что никто не попытается осуществить идею, изложенную в вопросе. Привезенные извне хищники уничтожают местную фауну, не приспособленную к сосуществованию с ними. Так было с горностаями в Новой Зеландии, лисами и кошками в Австралии, крысами на многих изолированных островах.
  Крупные массивные животные будут вытаптывать медленно растущие, не выдерживающие механического воздействия кусты и лишайники Антарктиды. К примеру, норвежские олени уничтожили многие аборигенные виды растений на Южной Георгии, острове в Атлантическом океане, куда этих оленей завезли 80 лет назад.
  С.М. ПОНД
  Кафедра биологических наук, Открытый университет
  Милтон Кейнс, Бэкингемшир, Великобритания
  Насколько мне известно, никому еще не приходила в голову такая глупость, как переселение белых медведей в Антарктиду, но были предприняты по крайней мере две практические попытки поселить пингвинов в Арктике.
  Первоначально пингвинами называли бескрылых гагарок (Pinguinus impennis), которые когда-то во множестве водились на северных берегах Атлантического океана. Эти птицы не имели никакого отношения к пингвинам Южного полушария, но очень походили на них внешне и занимали ту же экологическую нишу, что и пингвины, особенно королевские пингвины субантарктических областей.
  При любой попытке привезти куда-либо новый, неаборигенный вид следует позаботиться о том, чтобы на новом месте для него уже существовала подходящая экологическая ниша, притом свободная. Экологические ниши, занимаемые пингвинами на юге, на севере в основном занимают гагарки. Но истребление больших гагарок в середине XIX века голодными моряками китобойных судов создало не только свободную нишу, в которую могли бы аккуратно вписаться крупные пингвины, но и потенциальную экономическую потребность в жирном мясе и богатых белком яйцах пингвинов.
  Вероятно, именно экономические возможности привели к двум попыткам переселить пингвинов в норвежские воды в конце 30-х годов ХХ века. Первую предпринял Карл Шойен из Норвежского общества охраны природы, который в октябре 1936 года выпустил группы из девяти королевских пингвинов на Ресте, Лофотене, Гисваере и Финнмарке. Через два года Национальная федерация по охране природы в ходе столь же стихийной операции в тех же районах выпустила несколько золотоволосых и очковых пингвинов, несмотря на то что эти небольшие птицы рисковали стать непосредственными конкурентами гагарок и других аборигенных морских птиц.
  Исход эксперимента оказался неудачным и для экспериментаторов, и в особенности для пингвинов. Одного из королевских пингвинов убила местная жительница, приняв его за демона, один золотоволосый в 1944 году погиб, запутавшись в рыболовной леске, но, судя по состоянию тушки, на новом месте ему жилось неплохо.
  Вскоре стало ясно, что все попытки заполнить экологическую нишу, оставленную большими гагарками, провалились по той самой причине, по которой ниша опустела: крупные морские птицы не могли спокойно сосуществовать с такими хищниками, как люди. В настоящее время рост численности населения на юге угрожает пингвинам в их естественной среде обитания.
  АДРИАН ДЖЕФФС
  Норидж, Норфолк, Великобритания
  Чем пахнет?

«Почему у собак черные носы?»
  РЕЙЧЕЛ КОЛИН, 11 ЛЕТ
  Юдло, Квинсленд, Австралия
  У подавляющего большинства собак действительно черные носы, но не у всех. Носы собак таких пород, как выжлец и веймарская гончая, по цвету подходят к шерсти - рыжей и серебристой соответственно, у щенков многих пород носы поначалу бывают розовыми и темнеют с возрастом. У меня была шотландская овчарка, ноздри которой изнутри остались розовыми до конца жизни.
  Черный цвет защищает носы собак от солнечных ожогов. Остальное тело защищено шерстью, а носы, будь они светлыми, целыми днями были бы открыты солнечным лучам. Собакам с розовыми носами, бесшерстным породам и собакам с очень редкой шерстью на ушах требуется защита от солнца, как и людям на открытом воздухе, иначе собаки рискуют получить ожоги или заболеть раком.
  Вдобавок многие собаководы давно решили, что для большинства пород единственный приемлемый цвет носа - черный. Это решение было принято в основном из эстетических соображений, однако оно до сих пор действует в качестве критерия отбора для заводчиков породистых собак. Таким образом человек руководит процессом эволюции, в котором уже давно наметилась естественная тенденция к преобладанию черных носов.
  ДЖУЛИЯ ЭККЛАР
  Траффорд, Пенсильвания, США
  Черная кожа собачьего носа содержит пигмент меланин в его темно-коричневой и черной эумеланиновой формах. Клетки меланоциты, которые вырабатывают пигмент, хранят его в клетках кожи, под воздействием солнца темнеющей еще сильнее. Меланин в клетках кожи защищает клеточную ДНК от мутаций, вызванных ультрафиолетовым излучением солнца.
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Сомерсет Уэст, Южная Африка

4. Еда и напитки
  Банановые доспехи

«В холодильнике кожура бананов темнеет быстрее, чем в обычном помещении, но сами плоды остаются вполне съедобным. Я думал, они темнеют от окисления, но тогда почему в холоде оно происходит быстрее?»
  АЛАН УОЛТЕРС
  Кардифф, Великобритания
  Я не рекомендовал бы хранить бананы в холодильнике. Как у всех живых организмов, плотность клеточных оболочек бананов приспособлена к тому, чтобы соответствовать нормальной для бананов температуре. Это достигается путем варьирования количества ненасыщенных жирных кислот в липидах оболочек: чем холоднее банан, тем выше содержание ненасыщенной жирной кислоты и тем более оболочка подвержена порче при данной температуре. Если переохладить плод, клеточные оболочки просто станут слишком вязкими и утратят способность отделять друг от друга клетки и их компоненты. Следовательно, ферменты и субстраты, которые в обычном состоянии разделены, перемешаются.
  Вне холодильника перезрелый плод темнеет по тем же причинам, но в этом случае распад оболочек происходит в процессе общего старения растительной ткани. Повреждения, вызванные хранением в холоде фруктов, предназначенных на продажу, представляют серьезную проблему для экспортеров тропических плодов, в то время как фрукты умеренного климата, например яблоки и груши, можно спокойно хранить при температуре, близкой к точке замерзания. Интересно, какие бананы вкуснее - те, что хранились в холодильнике или в помещении? Поскольку помидоры - тоже субтропический плод, класть их в холодильник я опять-таки не советую.
  АЛИСТЕР МАКДУГАЛ
  Институт пищевых исследований,
  Норидж, Норфолк, Великобритания
  Многие фрукты в холодильнике хранятся дольше, но большинству тропических и субтропических плодов, особенно бананам, холод вреден. Идеальная температура для бананов 13,3 °C. При температуре ниже 10 °C банан портится быстрее из-за выделения ферментов, кожура может почернеть за одну ночь, мякоть и кожура размягчаются. Вытекание ферментов из клеточных хранилищ вызвано увеличением проницаемости клеточных оболочек. Процесс регулирует этиленовый газ: он управляет созреванием, реакцией на холод и на нападение паразитов.
  Два фермента, вызывающих распад основных полимеров, отвечающих за клеточную структуру растения,  - целлюлаза и пектинэстераза. Под их воздействием распадаются целлюлоза и пектин соответственно. При размягчении мякоти банана происходит также распад крахмалов под воздействием ферментов типа амилазы.
  Почернение кожуры вызывает еще один фермент - полифенилоксидаза (ПФО). Это кислородозависимый фермент, который полимеризует естественные фенолы банановой кожуры, превращая их в полифенолы, сходные по структуре с меланином, образующимся в загоревшей на солнце человеческой коже.
  Кислота ингибирует ПФО, именно поэтому яблокам не дают темнеть, сбрызгивая их лимонным соком. У бананов низкая кислотность, возможно, поэтому они темнеют так быстро. И наконец, потемнение кожуры можно замедлить, если покрыть банан воском, препятствующим проникновению в ткани кислорода.
  М.В. УЭРИНГ
  Брейнтри, Эссекс, Великобритания
  В дополнение к предыдущему ответу: да, потемнение - реакция окисления. Да, она начинается при охлаждении. Но пониженная температура не ускоряет реакцию окисления у бананов.
  Бананы любят жаркий климат, оболочки их клеток повреждаются при хранении в холодильнике. Повреждение оболочек вызывает утечку таких фенольных аминов, как допамин, который обычно присутствует в вакуолях клеток кожуры банана, и реакцию этих аминов с окисляющими ферментами (ПФО). Затем допамин может окислиться под воздействием атмосферного кислорода, образуются бурые полимеры, служащие защитным барьером. Начавшуюся из-за повреждения охлажденных оболочек реакцию потемнения может ускорить тепло.
  В порядке эксперимента положите банановую кожуру в холодильник на несколько часов. Она останется светлой, потому что, несмотря на разрушение клеточных оболочек от мороза, оксидаза при таких низких температурах не действует. Затем дайте кожуре полежать всю ночь при комнатной температуре: поскольку допамин окислится, кожура станет угольно-черной. Контрольную кожуру храните всю ночь при комнатной температуре: она останется светлой, потому что оболочки вакуолей не пострадают.
  СТИВЕН ФРАЙ
  Университет Эдинбурга, Великобритания
  Белый напиток

«Почему напитки, в состав которых входит анис, например перно или самбука, белеют при добавлении воды?»
  АЛЕКСАНДЕР ХЕЛЛЕМАНС
  Амстердам, Нидерланды
  Анисовые напитки обязаны своим вкусом ароматическим соединениям - терпенам. Терпены растворяются в спирте, но не в воде. Алкоголя крепостью 40 % достаточно, чтобы растворить терпены, но если напиток смешивают с водой, терпены вытесняются из раствора и образуют молочную суспензию.
  Напиток абсент на основе полыни, в настоящее время запрещенный в ряде стран из-за токсичности, дает еще более впечатляющую зеленую суспензию. Терпены - основной компонент множества резких растительных запахов и вкусов, в том числе лимонного сорго и тимьяна.
  ТОМАС ЛАМЛИ
  Ньютаун, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Прозрачный камень

«Как заморозить прозрачный лед? В кубиках льда из моей морозилки всегда присутствуют пузырьки. Я фильтрую воду, использую только кипяченую, но лед никогда не выглядит таким, как в рекламе скотча».
  ФИЛИП САСМЕН
  Университет Монаш, Виктория, Австралия
  В домашних морозильниках лед неизбежно получается непрозрачным потому, что в воде из-под крана содержится растворенный воздух (около 0,003 % от общего веса). Когда вода в ванночке для льда замерзает, по краям отсеков образуются кристаллы. Они из чистого льда и почти не содержат воздуха, поскольку растворимость воздуха внутри льда очень низкая, а под ним в воде он все еще содержится в жидком виде.
  Когда концентрация воздуха в воде достигает 0,0038 % от общего веса, а температура падает до -0,0024 °C, жидкость утрачивает способность содержать воздух, начинается новая реакция. По мере замерзания воды воздух вытесняется из нее. Естественное состояние воздуха при данной температуре и давлении - газообразное, поэтому он образует пузырьки во льду.
  Коммерческие аппараты для производства льда делают красивый прозрачный лед, пропуская постоянный поток воды между замораживающими металлическими выступами или над замораживающими металлическими ванночками. При этом часть воды замораживается, а остальную сливают, потому что концентрация воздуха в ней резко возрастает. Когда лед становится достаточно толстым, выступы или ванночки нагревают, чтобы отделить прозрачный, кристально-чистый лед, который вполне достоин съемки в рекламе.
  Увы, без такого аппарата автору вопроса не изготовить прозрачные кубики льда.
  ЭНДРЮ СМИТ
  Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания
  Наибольшую плотность вода имеет при температуре около 4 °C. При более низкой температуре вода становится менее плотной и приближается к точке замерзания.
  Воздушные пузырьки образуются во льду, когда остывание воды происходит слишком быстро, поэтому в разных слоях воды температура различается. Обычно лед образуется сначала на поверхности воды, потому что более теплая и плотная вода уходит вниз и остается под слоем формирующегося льда.
  Вдобавок верхний слой обычно находится в контакте с холодным воздухом. То же самое происходит при замерзании воды в озере. Разная скорость расширения в толще воды неизбежно приведет к появлению пузырьков воздуха, которые не смогут всплыть, потому что на поверхности уже образовалась ледяная корка.
  Чтобы избежать появления пузырьков, необходимо охлаждать воду очень медленно, без больших перепадов температуры, вызывающих разное расширение. При медленном охлаждении воздуху хватает времени, чтобы всплыть на поверхность и испариться прежде, чем воду покроет слой льда.
  ХАНЬ ИН ЛОУК
  Эдинбург, Великобритания
  Если вам не удалось изготовить прозрачный лед даже из кипяченой воды, возможно, все дело в фильтрации и кипячении. Например, газ может быть растворен в воде даже после кипения, жесткую воду понадобится деионизировать, чтобы очистить от газа.
  Кроме того, при остывании воды полезно ограничить доступ воздуха к ней, например закрыть сосуд пищевой пленкой. Постарайтесь дойти до точки замерзания, охлаждая воду медленно, сверху вниз, может быть, в полистироловой емкости, закрытой сверху пленкой. Не пользуйтесь вакуумными емкостями, поскольку стекло - слишком хрупкий материал.
  Хотя количество вымерзающего газа не зависит от метода замораживания, постепенное достижение температуры замерзания позволяет получить хороший толстый кусок прозрачного льда. Со временем начнет появляться мутный лед, тогда процесс можно будет остановить.
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Деннесиг, Южная Африка
  В воде содержатся растворенные газы. Когда вода замерзает, газ вытесняется из нее и образует пузырьки, которые остаются во льду и придают ему непрозрачный вид.
  Чтобы сделать прозрачный лед, необходимо взять не холодную, а теплую воду, поскольку в ней содержится меньше растворенного газа. Кроме того, попробуйте уменьшить мощность морозильной камеры, чтобы газ успевал выходить из воды в процессе замерзания. Я попробовал этот способ и убедился в его эффективности.
  ГАБРИЭЛЬ СОУЗА
  Кембридж, Великобритания
  Боюсь, автора вопроса соблазнила профессиональная фотография из тех, на которых в скотче лежат вырезанные вручную кубики плексигласа, изображающие лед. Плексигласом заменяют лед потому, что в ярко освещенной студии он быстро растает. Присмотревшись, автор вопроса заметит также на менисках других напитков мелкие стеклянные пузырьки из тех, которые не исчезают в нужный момент.
  МАРТИН ХАСУЭЛЛ
  Бристоль, Великобритания
  Через край

«Если налить игристое вино или пиво в сухой бокал, оно вспенится. Если бокал влажный, этого не произойдет. Если налить немного игристого вина в бокал так, чтобы оно вспенилось и пена дошла до краев, затем дать пене осесть, можно быстро долить бокал до краев, зная, что пена не потечет через край. Почему?»
  Х.СИДНЕЙ КЕРТИС
  Хауторн, Квинсленд, Австралия
  Пиво, игристые вина и другие шипучие напитки - жидкости, чрезмерно насыщенные газом. В термодинамике известны газы, образующие пузырьки в растворенном состоянии. Их количество зависит от температуры воды и атмосферного давления.
  Давление этих пузырьков может достигать 30 атмосфер при диаметре всего 0,1 микрометра. Поскольку растворимость газов увеличивается с ростом давления (закон Генри), газ снова переходит в растворенную форму так же быстро, как вышел из нее.
  Пузырьки могут образовываться вокруг частиц пыли, неровностей поверхности и царапин. Эти очаги - гидрофобные, в них возникают воздушные карманы, которые разрастаются сначала без формирования мелких пузырьков. После достижения критического размера воздушный карман лопается и превращается в выгнутый пузырь, радиус кривизны которого достаточно велик, чтобы предотвратить самосхлопывание.
  Д.П. МЕЙТЛЕНД
  Кафедра теоретической и прикладной биологии,
  Университет Лидса, Западный Йоркшир, Великобритания
  Кроме того, здесь наблюдается каскадный эффект. Когда количество пузырьков достигает определенного критического числа на единицу объема, само по себе это создает физический дисбаланс и приводит к появлению новых пузырьков.
  Очагами образования пузырьков могут стать различные шероховатости. Мельчайшие кристаллы солей (например, сульфата кальция) остаются на стенках бокала, если его сушили на воздухе методом испарения, после того, как ополоснули жесткой водой. Если бокал вытерли посудным полотенцем, на стенках остались частицы волокон хлопка. Пыль может осесть в бокал, если он постоит вертикально достаточное время. А мелкие царапины присутствуют на внутренней поверхности всех бокалов, кроме самых новых.
  Когда внутри бокал влажный, все кристаллы солей растворяются, любые частицы волокон уже не служат очагами пенообразования. Но почти вся пыль и царапины остаются на прежнем месте. Однако они уже будут смочены жидкостью, а новая порция жидкости, насыщенной газом, достигнет их очень медленно, в процессе диффузии. Пузырьки все равно будут появляться, но с такой скоростью, что каскадный эффект уже не возникнет. В итоге пена не перельется через край.
  АЛЛАН ДИДС
  Дейвентри, Нортгемптоншир, Великобритания
  Чтобы продемонстрировать описанное выше, возьмите бокал и старательно смажьте его изнутри растительным маслом, которое лучше покрывает поверхность, чем вода. Затем налейте в бокал газированный напиток, например лимонад. Вспенивание будет нулевым или минимальным. Добавьте несколько миллионов очагов вспенивания в виде столовой ложки сахарного песка, и образование пены будет подобно извержению вулкана.
  РОНАЛЬД БЛЕНКИНСОП
  Уэстклифф-он-Си, Эссекс, Великобритания
  Благодаря современным технологиям производства бокалы получаются настолько идеальными, что некоторые производители намеренно делают на стенках шероховатости, особенно на пивных кружках, чтобы в напитке образовывалось достаточно пузырьков и пена доходила до самого края.
  ТОНИ ФЛУРИ
  Ипсвич, Суффолк, Великобритания
  Луковое горе

«Что это за раздражающее вещество, от которого льются слезы, когда режешь лук? Есть ли какой-нибудь способ избежать слез?»
  СТИВЕН МИТЧЕЛЛ
  Редрут, Корнуолл, Великобритания
  В составе лука и чеснока есть производные серосодержащих аминокислот. При нарезке лука одно из этих соединений, S-1-пропенилцистеин-сульфоксид, ферменты преобразуют в летучий пропантиал S-оксид - луковый слезоточивый газ.
  При контакте с водой, в данном случае в глазах, это вещество подвергается гидролизу и разлагается на пропанол, серную кислоту и сероводород. Выделяя слезы, глаза пытаются растворить кислоту. Но аромат лука, возникающий при тепловой обработке,  - заслуга тех же серных соединений.
  Чтобы избежать слез, можно посоветовать один из следующих способов: не употреблять в пищу лук (но при этом вы лишитесь аппетитного аромата), носить очки типа «консервы» (но выглядеть вы будете глуповато), нарезать лук под водой (но при этом смоется вкусный запах) или перед тем, как нарезать лук, вымыть его и не вытирать.
  БЕРНД ЭГГЕН
  Эксетер, Девон, Великобритания
  Если не хотите лить слезы, выждите максимально возможное время, чтобы раздражающее вещество рассеялось. Самый очевидный способ - стоять на расстоянии вытянутых рук от луковицы. Полезно также отклоняться от лука, а не наклоняться над ним.
  Еще один способ уменьшить слезотечение - дышать ртом. Вместо того чтобы создавать движущийся через нос к глазам поток воздуха, насыщенный раздражающим веществом, дышите ртом: воздух будет поступать непосредственно в легкие, а при выдохе - отгонять луковый запах от лица.
  Чтобы случайно не сделать вдох носом, зажмите в зубах металлическую ложку. При этом воздух будет проходить между зубами, а когда у нас открыт рот, мы дышим преимущественно им, а не носом. Я обнаружил, что держать перевернутую ложку особенно удобно и эффективно, но не знаю, как можно объяснить это с научной точки зрения.
  К.БЕРК
  Фарнхем, Суррей, Великобритания
  Я убедилась, что контактные линзы предохраняют глаза от раздражающего вещества при нарезании лука.
  ИЛЕЙН ДАФФИН
  Кигли, Западный Йоркшир, Великобритания
  Нарезая лук, надо положить под верхнюю губу ломтик лимона. Смотрится неприглядно, зато не приходится лить слезы.
  ШЕЙЛА РАССЕЛ
  Стейнс, Миддлсекс, Великобритания
  Могу подсказать старую хитрость: держать между зубами кубик сахара, который впитывает раздражающее вещество. Действует не только сахар, но и серные спички, хотя сейчас ими пользуются редко.
  МИШЕЛЬ ТЮРИО
  Женева, Швейцария
  Нарезая лук, держите между губами кусочек хлеба, например четверть ломтика. Моих родных научил этому в 60-х годах ХХ века в Танзании наш повар Виктор Мапунда из Малави.
  ДЖОН НУРВИК
  Лондон, Великобритания
  Вопрос стиля

«Нам говорили, что красному вину надо дать “продышаться”, чтобы улучшились его аромат и вкус, а потом пить. Рискую прослыть плебеем, но все-таки: не проще ли будет вылить вино в шейкер для коктейлей, поболтать секунд десять и дать пене осесть?»
  КРИС ДЖЕК
  Лондон, Великобритания
  Вину дают «продышаться», чтобы летучие и ароматические вещества начали испаряться: это помогает нам прочувствовать букет. Взбалтывание напитка в шейкере - совсем другое дело. Напиток в шейкере содержит газ, он насыщен кислородом. В окисленном виде вино имеет совсем другой вкус.
  В некоторых случаях вкус может оказаться приятным. Но если вы окислите вино, получится уксус, который вряд ли придется вам по вкусу. Следовательно, истинная причина указаний вроде «смешать, не взбалтывать» зависит от того, что у вас в бокале.
  ПОЛ МАВРОС
  Университет Аристотеля,
  Фессалоники, Греция
  Причины, которыми раньше объясняли необходимость декантации красных вин, в последние несколько лет изменились. Все дело в двух обстоятельствах: развитии технологии виноделия и вкусе вина.
  Изначально вино декантировали для того, чтобы отделить от органического осадка, скоплений виннокаменной кислоты, таниновых соединений, микрочастиц, присутствовавших в отжатом виноградном соке, белковых веществ, образующихся при выдерживании вина.
  Поскольку размеры этих частиц варьируются от очень мелких до микроскопических, а их плотность немногим выше плотности самого вина, согласно закону Стокса, при случайном взбалтывании содержимого бутылки оседание этих частиц на дно будет происходить чрезвычайно медленно.
  Великолепное механическое устройство, декантер, для того и существует, чтобы очень медленно наклонять бутылку, не взбалтывая в ней осадок.
  Совсем иная причина, требующая декантации,  - аэрирование вина, благодаря которому раскрываются вторичные элементы букета. Если традиционные старые вина могут отчасти лишиться аромата из-за интенсивной аэрации и быстро приобрести застоялый запах, декантация с целью аэрации способствует развитию вкуса молодых вин или вин, выдержанных в дубовых бочках; соотношение первичных и вторичных компонентов аромата у этих вин совсем другое.
  В Италии, где много прогрессивных виноделов экспериментируют с новыми купажами и методами выдерживания, под декантацией нередко подразумевают выливание содержимого бутылки в графин-декантер. При этом возникает хаотическое вихревое движение с интенсивным перемешиванием воздуха и вина.
  В руках опытного и самоуверенного сомелье такая процедура может превратиться в эффектное зрелище. Эта причина декантации получила логическое развитие: современные стеклянные декантеры в Италии стали делать плоскими, что обеспечивает максимальное взаимодействие вина и воздуха и усиливает аэрирование.
  ОЛИВЕР СТРОБ
  Базель, Швейцария
  Принято считать, что красное вино должно иметь естественную температуру при употреблении, а поскольку его зачастую хранят в относительно прохладных помещениях (близко к полу), вину дают «продышаться» в первую очередь для того, чтобы повысить его температуру.
  Но естественная температура воздуха в Великобритании обычно низковата, а красное вино особенно приятно пить при температуре 30 °C. Поместите бутылку красного вина в микроволновку на 50 -60 секунд (в зависимости от времени года) на большой мощности: это поможет добиться желаемого эффекта без необходимости ждать, когда вино «продышится». Не забудьте только снять колпачок из фольги и выдернуть пробку. Альтернативный способ - взбалтывание вина в шейкере для коктейлей - приведет к образованию различных продуктов окисления, в том числе уксуса, что отрицательно скажется на вкусе.
  М.В. УЭРИНГ
  Брейнтри, Эссекс, Великобритания
  Только химики употребляют красное вино при температуре 30 °C. Наши эксперты по винам рекомендуют примерно 17 °С.  - Ред.
  Один или два?

«Специалисты советуют заново кипятить воду каждый раз при заваривании чая или приготовлении кофе. Почему? Чем плоха вода, которую вскипятили дважды? Неужели кто-нибудь замечает разницу?»
  АЙВОР УИЛЬЯМС
  Оукхемптон, Девон, Великобритания
  Заново вскипяченная вода для заваривания чая подходит лучше, чем та, которую вскипятили дважды, потому что в свежей воде больше кислорода. Чай получается вкуснее, из заварки выделяется больше вкусовых компонентов.
  Это легко продемонстрировать, если положить тщательно отмеренное количество заварки в два толстостенных стакана и залить один из них водой, которую вскипятили один раз, а другой - водой, вскипяченной дважды. Через три минуты внимательно рассмотрите содержимое обоих стаканов: в единожды вскипяченной воде чай настоится гораздо лучше.
  ДЖ. Р. СТАФФОРД
  Marks & Spencer,
  Лондон, Великобритания
  В детстве мне объясняли, что от свежей воды чай вкуснее потому, что в ней больше растворенного кислорода. В застоявшейся или перекипяченной воде меньше растворенного кислорода. В Стандарте Великобритании 6008, в котором подробно описан процесс заваривания чая, сказано, что вода должна быть только что вскипевшей, но сколько раз - не указывается. Там же написано, что в первую очередь надо наливать в чашку молоко, чтобы не пострадала глазурь.
  Поскольку этот Стандарт Великобритании идентичен международному (ISO 3103), остается лишь удивляться тому, что за границей невозможно найти чашку прилично заваренного чая.
  Н.С. ФРИСУЭЛЛ
  Хоршем, Западный Суссекс, Великобритания
  Необходимость заливать листья чая заново вскипяченной водой обычно объясняют тем, что при продолжительном кипячении теряется растворенный кислород и вкус чая получается невыразительным. Мои эксперименты с водой, которая кипела в течение часа, и только что вскипяченной водой показали, что разница между ними практически незаметна. В обоих случаях заваривался и настаивался в течение пяти минут высококачественный чай.
  Я удивился, если бы повторное кипячение воды имело хоть какое-нибудь практическое значение для заваривания чая в пакетике.
  ДЭВИД ЭДЖ
  Хаттон, Дербишир, Великобритания
  Вижу, по меньшей мере одного читателя так и не удалось убедить в необходимости заново кипятить воду для чая.
  Однажды, в экстренном порядке отправившись за границу, мы получили указание кипятить в течение нескольких минут всю воду, предназначенную для питья. На вкус чая это не повлияло. Но мы решили воспользоваться домашней скороваркой, чтобы поднять температуру воды выше уровня кипения и тем самым тщательно простерилизовать ее. Такая вода годилась для питья и приготовления пищи, но чай из нее оказался отвратительным.
  С другой стороны, мне доводилось пить чай на высоте 2100 метров над уровнем моря, где, разумеется, температура кипения ниже 100 °C, и я не заметил разницы во вкусе. И мой хозяин, владелец чайной плантации, никак это не прокомментировал.
  Если не принимать во внимание эксперимент со скороваркой, я считаю гораздо более важным фактором продолжительность заваривания чая.
  А.С. РОТНИ
  Ист-Гринстед, Суррей, Великобритания
  А. С. Ротни будет удивлен, но его (или ее) блестящая скороварка стала причиной отвратительного вкуса чая. Причина изменения вкуса - растворенный в воде алюминий, а не высокая температура, воздействию которой подверглась вода. Когда чайники делали из алюминия, к ним прилагали инструкцию, в которой рекомендовали несколько раз прокипятить в чайнике свежую воду, каждый раз выливая ее. Только после этого следовало вскипятить воду для чая. Во время повторного кипячения тусклая патина оксидов образуется внутри чайника и мешает воде растворять чистый алюминий.
  ЛОРНА ИНГЛИШ
  Лондон, Великобритания
  Заваривание чая свежей водой не имеет никакого отношения к кислороду: оно связано с растворением солей металлов (преимущественно двууглекислого магния и кальция, сульфатов и хлоридов), которые содержатся в воде из-под крана и влияют на цвет и вкус чая.
  Зависимость цвета чая от солей металлов можно продемонстрировать, сравнив чай на заново вскипяченной воде (деионизированной или талой из морозилки) с чаем на воде из-под крана. Соли в воде из-под крана придают чаю более темный оттенок, напиток выглядит мутным из-за осадков нерастворимых солей, таких как таннаты.
  При кипячении воды из-под крана дестабилизируется состояние бикарбонатов (так называемая временная, или карбонатная жесткость), которые выпадают в осадок как нерастворимые карбонаты при охлаждении (поэтому со временем чайник покрывается изнутри накипью). В районах, где вода жесткая и в ней присутствует больше растворенных солей, повторное кипячение и охлаждение позволяют удалить из воды достаточное количество солей магния и кальция, хотя длительное кипячение без охлаждения почти не дает эффекта.
  Из неоднократно вскипяченной и охлажденной воды чай получается менее вкусным по трем причинам. Во-первых, часть выпавших в осадок карбонатов остается в нем даже после повторного кипячения в виде суспензии, которая выглядит как белая пена (она наиболее заметна в новых пластиковых чайниках), и этот вкус более заметен, чем вкус бикарбонатов, растворенных в воде, особенно когда пена взаимодействует с чаем.
  Во-вторых, соли в воде, которые не дестабилизируются при кипячении (так называемая некарбонатная, или постоянная жесткость), постепенно концентрируются в процессе испарения и придают напитку неприятный вкус.
  И наконец, незначительные, следовые количества металлов (железа или меди) могут накапливаться в воде при неоднократном кипячении, взаимодействовать с кислородом и восстановительными веществами в чае (фенолами) в ходе сложных окислительно-восстановительных реакций, чем еще больше портят вкус.
  М.В. УЭРИНГ
  Брейнтри, Эссекс, Великобритания
  У меня зависимость от кофеина, без чая я могу обойтись всего один день, потом начинаются сильные головные боли. Чтобы сберечь топливо в пеших походах, продолжающихся несколько дней, я пытался на несколько часов оставлять чайный пакетик в бутылке с холодной водой. Способ сработал: я не просто получил дозу кофеина - напиток имел вкус чая, хотя и холодного. Правда, я еще не пробовал сделать холодный настой, а затем подогреть его в микроволновке, но, думаю, чай получится приемлемый.
  СИД КЕРТИС
  Хауторн, Квинсленд, Австралия
  На самом деле А.С. Ротни заблуждается.
  Мой отец был дегустатором чая, он всегда сразу замечал, если мы кипятили воду для чая слишком долго. Как это ему удавалось?
  Жесткая вода - а в большинстве случаев в воде присутствуют соли минералов в растворенном виде, повышающие жесткость,  - закипает медленнее, чем мягкая или щелочная вода. Если кипятить жесткую воду значительно дольше стандартных полутора минут, внутри на чайнике осядет больше растворенных солей. В результате вода получится более мягкой, чем ожидалось, и лишенной того баланса свойств, на который рассчитывает дегустатор чая. Такой чай заварится быстрее и будет темнее по цвету, чем обычный.
  Производители чая постоянно совершенствуют свою продукцию, делают купажи более гармоничными, подходящими для продажи в районах с разной жесткостью воды, даже если этикетка чая остается прежней. Жесткую воду можно искусственно смягчить с помощью бикарбоната натрия, но резкое изменение цвета и вкуса воды неприемлемо для большинства людей, в том числе дегустаторов чая.
  БЕРНАРД ХАУЛЕТТ
  Лафтон, Эссекс, Великобритания
  Молочная спираль

«Здесь, в Зимбабве, молоко продается в пластиковых пакетах. Большинство покупателей срезает уголок пакета, чтобы вылить молоко. Я заметил, что под давлением молоко вытекает из пакета спиралевидной струйкой. Так же ведут себя и другие жидкости. Какая сила заставляет изгибаться спиралью свободно падающую струйку? Я обратил внимание: чем меньше отверстие в пакете, тем больше витков у молочной спирали».
  ДЭВИД УАЙТ
  Чинои, Зимбабве
  Спиральный эффект, который вы наблюдали,  - лишь часть водоворота, возникающего в пакете при вытекании молока. Сила, которая заставляет молоко виться спиралью, называется кориолисовой. Она создает все вихревое вращение, какое можно увидеть. Такой же эффект возникает в картонных молочных пакетах и бутылках, но он менее заметен из-за формы поперечного сечения отверстий.
  Когда молоко под давлением вытекает из пакета, а мы сжимаем пакет, тем самым мы увеличиваем скорость течения жидкости. При этом растет кориолисова сила, которая пропорциональна скорости объекта во вращающейся инерциальной системе координат, а также пропорциональна угловой скорости системы и расстоянию от объекта до оси вращения. Так возникает тугая спираль. По сути дела, молоко завинчивается под давлением.
  ДЖОН ЛЕНТОН
  Кордоба, Аргентина
  Скручивание струйки молока, вытекающего из пакета, зависит в первую очередь от формы отверстия (обычно длинного и узкого), разницы давления на молоко с обеих сторон отверстия, силы поверхностного натяжения между молоком и стенкой пакета. Но кориолисова сила, на которую ссылался автор предыдущего ответа, тут ни при чем.
  Кориолисова сила действительно существует. Поскольку Земля вращается, в жидкости, текущей по поверхности Земли, возникает кориолисово ускорение, перпендикулярное направлению скорости. В Северном полушарии кориолисово ускорение заставляет зоны низкого давления, ураганы, вращаться против часовой стрелки. Но в Южном полушарии тайфуны закручены по часовой стрелке из-за смены направления кориолисова ускорения.
  Этот масштабный метеорологический эффект позволяет сделать вывод, что крошечный водоворот, возникающий в ванной, из которой выдернули пробку, к северу от экватора вращается в одну сторону, а к югу от экватора - в другую. Но это неверно. Кориолисова сила слишком мала, чтобы определять направление вращения водоворота в ванной и скручивания струйки молока, вытекающей из пакета.
  Проявления этой силы можно заметить в воде только в условиях регулируемого эксперимента - например, в симметричной емкости с низким трением в случае жесткого контроля термических потоков, после того как вода день или более постояла в емкости и затихли все остаточные колебания, вызванные наполнением.
  РЕЙМОНД ХОЛЛ
  По электронной почте, без обратного адреса
  Ответ на вопрос не совсем корректен. Действительно, спираль вытекающего молока - частица водоворота, образующегося внутри пакета, но автор ответа ошибся, полагая, что сам водоворот возникает из-за эффекта Кориолиса.
  На самом деле причина - «эффект фигуриста». Любое воздействие на пакет с молоком приводит содержащуюся в нем жидкость в движение в том или ином направлении. Когда жидкость вытекает через отверстие, в ней сохраняется угловой момент. Это значит, что струйка небольшого диаметра вращается быстрее - так фигуристы ускоряют вращение, прижимая руки к телу. Вот почему молочная спираль, вытекающая из маленьких отверстий, скручена сильнее.
  СОНЯ ЛЕГГ
  Калифорния, США
  Целься! Лей!

«Когда я открываю картонный пакет молока, мне приходится быстро наклонять его, чтобы наполнить стакан. Если наклонять пакет слишком медленно, молоко вытечет из пакета, получится лужа. Так же обстоит дело с апельсиновым соком и другими жидкостями. Почему при медленном наливании струйка течет по пакету?»
  ТОМ ХАН
  Брэдфорд, Западный Йоркшир, Великобритания
  Когда мы наклоняем пакет с жидкостью, чтобы налить ее в стакан, свободная поверхность жидкости в пакете поднимается в сторону отверстия. При этом возникает перепад давлений между свободной поверхностью и отверстием, благодаря чему жидкость вытекает из пакета. Вдобавок к давлению есть также силы поверхностного натяжения, действующие на жидкость и подтягивающие ее к поверхности пакета. При высокой скорости вытекания давление гораздо больше силы поверхностного натяжения, и жидкость вытекает из пакета, как положено, образуя предсказуемую изогнутую (параболическую) струю, падающую в подставленный стакан.
  Но при низкой скорости истечения наступает момент, когда сил поверхностного натяжения оказывается достаточно, чтобы изменить траекторию движения жидкости: она уже не падает из отверстия, а «прилипает» к поверхности пакета снаружи (при условии, что это картонная коробка с плоским верхом). Притянутая к поверхности струя жидкости останется таковой из-за сил поверхностного натяжения и явления, которое называется эффектом Коандэ. Он наблюдается, когда жидкость течет по выпуклой поверхности (например, вода из-под крана огибает поверхность ложки) и создает внутреннее давление, вызывающее «прилипание» струи к поверхности.
  Совместного действия сил поверхностного натяжения и эффекта Коандэ обычно достаточно, чтобы заставить струю жидкости огибать верхнюю поверхность коробки и стекать по ее боку, таким образом обеспечивая максимальное попадание жидкости из пакета вам на ноги.
  Эксперименты показали: когда пакет полный, «подсасывание», наблюдаемое при втягивании воздуха взамен вытекшей жидкости, усиливает колебания струи и приводит к периодическому «прилипанию» струи (и увлажнению ног), даже при сравнительно большой скорости истечения.
  БИЛЛ КРОУТЕР
  Аэрокосмическое отделение,
  Университет Манчестера, Великобритания
  Эффект Коандэ, или «прилипания», назван в честь румынского изобретателя Анри Коандэ (1886 -1972), создавшего реактивный самолет с двумя камерами сгорания, по одной с каждой стороны фюзеляжа, направленными вниз и расположенными ближе к передней части самолета. К его ужасу, при взлете струи пламени, вместо того чтобы оставаться прямыми, «прилипли» к фюзеляжу до самого хвоста. Правда, благодаря этому эффекту имя изобретателя было увековечено.
  Примерно 30 лет назад явление «прилипания» к стенкам было использовано при разработке автоматических систем управления (струйная техника), в которых маленькая струйка жидкости заставляла главный поток отклоняться от стенки и изменять направление движения. После этого поток «прилипал» к другой стенке.
  ДЖОН УОРТИНГТОН
  Стоурбридж, Западный Мидлендс, Великобритания
  Подробнее о Коандэ и первом настоящем реактивном самолете, созданном в 1910 году, можно узнать на сайте www.allstar.fiu.edu/aero/coanda.htmwww.allstar.fiu.edu/aero/coanda.htm(В следующем ответе описывается простая демонстрация этого эффекта.  - Ред.
  Этот эффект возникает вследствие общего свойства текущих жидкостей обтекать поверхности и «прилипать» к ним. Можно провести любопытный эксперимент: возьмите вертикальный цилиндр (вымытую бутылку, например, из-под вина) и поместите за ним зажженную свечу. Если стукнуть по бутылке, свеча погаснет из-за потока воздуха, образовавшегося вокруг нее.
  РИЧАРД ХАНН
  Ипсвич, Суффолк, Великобритания
  Два в одном

«Недавно я купил упаковку яиц, производители которых гарантировали, что в каждом яйце по два желтка. Они не обманули. Как сделать так, чтобы в яйце было два желтка?»
  ДЖОН КРОКЕР
  Солихалл, Западный Мидлендс, Великобритания
  Эти яйца - природный феномен, которым мы не управляем. Двухжелтковые яйца крупнее тех, которые откладывает большинство птиц, их проверяют отдельно от остальных. Спрос на двухжелтковые яйца превышает предложение, нам приходится подвергать яйца тщательной проверке, чтобы убедиться, что в каждом имеется по два желтка. Каждое яйцо рассматривают на свету. При этом процессе (его до сих пор называют просвечиванием - еще с тех времен, когда источником света служили свечи) желтки отчетливо видны в виде теней.
  ГРЭМ МУИР
  Компания Stonegate Farmers Limited,
  Хейлшем, Суссекс, Великобритания
  Попробуйте повторить этот опыт в домашних условиях, и вы увидите все, что находится внутри яйца.  - Ред.
  Жареные факты

«Когда я рассматриваю поверхность масла в сковороде в отраженном свете, на поверхности масла, которое греется на газу, появляется узор, похожий на соты. Размер этих сот меньше всего там, где слой масла самый тонкий. Почему?»
  РЕКС УОТСОН
  Бродстоун, Дорсет, Великобритания
  Похожие на соты ячейки, появляющиеся в нагретом масле, известны под названием конвективных ячеек Рэлея -Бенара. При небольшой разнице температур между нижним и верхним слоями масла тепло распространяется путем обычной теплопередачи (столкновение отдельных молекул) и никакого макроскопического движения не наблюдается. Если разница температур возрастает, конвекция (общее явление с участием множества молекул) становится более эффективным средством для переноса тепловой энергии. Нагретое масло на дне не такое плотное, оно стремится всплыть. Верхний слой масла охлаждается при контакте с воздухом и снова погружается. Это движение становится кругообразным, при нем возникают вальцы жидкости, которые сами упорядочиваются и образуют заметный узор, напоминающий соты.
  Это явление было тщательно исследовано, тем более что повторить его можно в домашних условиях, поэтому теперь мы знаем, почему конвективные ячейки напоминают соты. Форма конвективных вальцов зависит от формы сосуда, в котором нагревается жидкость. В круглых сковородах легко образуются шестиугольные фигуры. В емкостях другой формы могут возникнуть удлиненные и прямоугольные вальцы с квадратным поперечным сечением.
  При кругообразном движении жидкости (вверх, по поверхности, вниз, по дну) размер ячеек общего рисунка связан линейной зависимостью с толщиной слоя жидкости. Интересно, что если многие параметры можно определить, например размер конвективной ячейки, то направление кругообразного движения при возникновении конвекции остается неопределенным. После того как вращение установится (по часовой или против часовой стрелки), оно остается стабильным.
  БЕРНД ЭГГЕН
  Университет Эксетера,
  Девон, Великобритания
  Примерно через 20 минут после начала нагревания начинается по-настоящему интересная фаза конвекции. Перепады температур в слое масла достигают определенной критической величины, выясняется, что каждый из многочисленных рассеянных конвективных потоков в масле лучше сохраняет энергию, если делит зону нисходящего тока с непосредственными соседями. Сложности с противотоком исчезают. Такое совместное перераспределение очагов конвекции приводит к образованию рисунка плотных конвективных ячеек. Они имеют вид медовых сот для того, чтобы площадь соприкосновения со стенками соседних ячеек была максимальной.
  Ввиду таких совместных действий ячеек конвекция значительно усиливается, восходящий поток горячего масла образует маленький фонтанчик в центре каждой ячейки. Сила, благодаря которой сохраняется рисунок ячеек, несмотря на механические и термические препятствия,  - поток тепловой энергии, проходящий вверх через слой масла. Точно так же биологической системе необходимо распределение энергии (в данном случае пищевой) для сохранения целостности.
  Существенный рост перепада температур приводит к распаду узора ячеек, этот процесс делится на несколько усложняющихся стадий и наконец становится хаотическим.
  РОДЖЕР КЕРСИ
  Натли, Восточный Суссекс, Великобритания
  Можно теоретически доказать, что наиболее эффективный рисунок тока в жидкости с большой площадью поверхности, в слое которой происходит перенос тепла со дна вверх,  - шестиугольники, ширина которых равна толщине слоя жидкости. Горячая жидкость поднимается в центре ячеек, остывает на поверхности и затем погружается на дно по периметру шестиугольника. Подобный узор ячеек можно увидеть в любом масштабе: от миллиметровых экспериментальных сосудов до поверхности Солнца.
  ГЭРИ ОДДИ
  Крэнфилд, Бедфордшир, Великобритания
  Выше читатели уже дали ответы на вопрос, но, как указывает автор ответа, приведенного ниже, объяснения рэлеевской модели конвекции были не вполне корректными, поскольку эта модель применима лишь для нагревающейся жидкости достаточной глубины.  - Ред.
  Поведение горячего масла на сковороде - классический пример конвекции Бенара, нестабильного движения жидкости на нагреваемой ровной поверхности, которое приводит к образованию в циркулирующей жидкости правильных шестиугольных ячеек. Известно, что лорд Рэлей разработал теорию, объясняющую эту нестабильность. Но мало кто знает, что его теория была неверной.
  Рэлей рассматривал горизонтальный слой жидкости на нагреваемой плоской поверхности и подразумевал, что нестабильность принимает форму параллельных, вращающихся в противоположные стороны вальцов, движимых силами плавучести ввиду разной плотности жидкости. Затем в ходе рассуждений он пришел к выводу, что размер шестиугольных ячеек близок - по счастливой случайности - к размеру ячеек, наблюдаемых Бенаром. Кроме того, Рэлей предсказал минимальный перепад температур в слое при возникновении этого движения, но он оказался примерно в 100 раз больше, чем перепад, который требовался для возникновения ячеечного потока в экспериментах Бенара.
  Другие исследователи по-своему дополнили анализ Рэлея. Если не принимать верхнюю поверхность жидкости плоской, ясно, что она приподнята между соседними восходящими вальцами и понижена над нисходящими потоками жидкости. Это явление прямо противоположно тому, которое наблюдал Бенар. Когда эксперимент Бенара повторили, оказалось, что ячейки также могут возникать при охлаждении нагреваемой поверхности, в то время как, согласно Рэлею, при этом жидкость должна находиться в покое. Нестабильность также наблюдалась в слое жидкости под поверхностью, нагреваемой сверху, и в пространстве, где величина силы притяжения, а следовательно, и сила плавучести равнялась нулю.
  В конце 50-х годов ХХ века была разработана новая модель конвекции Бенара, в которой жидкость приводило в движение изменение поверхностного натяжения, вызванное перепадами температуры на поверхности жидкости. Эта модель также позволяла предсказать понижение поверхности жидкости над восходящими потоками. В реальных условиях должны присутствовать оба эффекта - Бенара и Рэлея. Преобладание одного из них зависит от конкретных условий. Силы плавучести регулируют движение в жидкости, когда у нее нет свободной поверхности или когда слой жидкости толще 10 мм; в противном случае поток регулируют силы поверхностного натяжения.
  Какие бы движущие силы ни преобладали, они должны быть достаточными, чтобы преодолеть сопротивление вязкости, препятствующее движению, и диффузию тепла внутри жидкости (которая сглаживает перепады температур) прежде, чем возникнет нестабильный поток. Для потоков, регулируемых силами плавучести, появление нестабильности определяется числом Рэлея: отношение сил плавучести к зависимости сопротивления вязкости от теплопереноса, в то время как для потоков, управляемых силами поверхностного натяжения, соответствующей переменной будет число Марангони, при котором силы поверхностного натяжения заменяют силы плавучести.
  В тонких слоях жидкости нестабильный поток принимает форму правильных рядов шестиугольных ячеек независимо от формы сосуда. Для более толстого слоя жидкости основной нестабильный поток представляет собой ряд вальцов, параллельных сторонам сосуда, с направлением потока вдоль края и зависимостью от относительной температуры основания. Вальцы распадаются на многоугольные (не обязательно шестиугольные) ячейки при росте перепада температур.
  РИЧАРД ХОЛРОЙД
  Кембридж, Великобритания
  О черствости

«Почему печенье, оставленное на ночь без упаковки, к утру становится мягким, а французский багет, пролежавший без упаковки такое же время, твердеет так, что им можно убить?»
  ЛОРНА ХОЛЛ
  Бульон, Франция
  В печенье содержится гораздо больше сахара и соли, чем в батоне. Измельченные сахар и соль гигроскопичны, они впитывают влагу из атмосферы, осмотическое давление в сладком печенье гораздо выше. Плотная текстура печенья создает капиллярный эффект и помогает удерживать влагу.
  В батоне мало соли и сахара, а структура мякиша открытая. Мука не реагирует на влажность в окружающей среде. Поскольку эти продукты делают по-разному, один притягивает воду, другой - нет. Попробуйте поставить опыт с разным печеньем - очень сладким, плотным или воздушным, рыхлым и губчатым. «Показатель ночного пропитывания» увеличивается по мере роста плотности и содержания сахара и соли. Я установил, что если положить в закрытую емкость итальянские бискотти (не очень сладкие и довольно воздушные) и плотное сладкое имбирное печенье, бискотти станут каменно твердыми, а имбирное печенье останется мягким.
  КРИС ВЕРНОН
  Квинана, Австралия
  Батон черствеет, а сладкое печенье остается мягким благодаря гигроскопичности содержащегося в нем белого сахара. Я исследовал это явление в прошлом году, когда в 13 лет участвовал в конкурсе. От участников требовалось доказать, что кулинария - тоже наука.
  Сахар притягивает водяной пар, содержащийся в воздухе, поэтому печенье становится мягче. В батоне сахара нет, следовательно, водяной пар притягивать нечему. Влага из самого батона быстро испаряется, и он твердеет.
  Для эксперимента мы взяли три сорта печенья: одно с сахарной пудрой, другое с медом и последнее, контрольное, без подсластителей. Контрольное печенье за ночь потеряло 2,17 грамма воды, медовое - 2,03 грамма, а печенье с сахарной пудрой - 1,23 грамма. Медовое печенье теряло влагу потому, что концентрация воды в атмосфере превышала ее содержание в печенье.
  ТОМ УИНЧ
  Эли, Кембриджшир, Великобритания
  Крахмал состоит примерно из 20 % амилозы и 80 % амилопектина. Причина засыхания хлеба - ретроградация амилозы. Разумеется, при этом теряется влага, иначе хлеб не высыхал бы. Но можно позаботиться о том, чтобы из хлеба не испарялась влага, а он все равно станет черствым. Линейные молекулы амилопектина в частицах крахмала, которые в свежем хлебе разделяет влага, сближаются и приобретают более упорядоченную структуру со временем, поэтому хлеб становится жестким.
  Этот процесс зависит от температуры, быстрее всего он происходит при температуре чуть выше точки замерзания, а ниже этой точки замедляется. Исследования показали, что хлеб, который хранили при температуре 7 °C (средняя температура в холодильнике), зачерствел так же быстро, как хлеб, который хранили при температуре 30 °C. Так что хранение хлеба в холодильнике не прибавляет ему свежести.
  ЭЛЛИ ТЕЙЛОР
  Лондон, Великобритания
  Явление, описанное в вопросе, отражено в законодательстве: именно из-за него выпечка иначе облагается налогом на добавленную стоимость. Со сладкой выпечки НДС берется, с хлеба - нет. Теперь у нас есть новое определение: печенье - изделие, которое не черствеет, в то время как несладкая выпечка становится черствой. Какие последствия это может иметь для налогообложения батонов, даже не представляю.
  РИЧАРД БАТЛИН
  Лондон, Великобритания
  Сырная тянучка

«Почему жареный сыр становится тягучим?»
  ДЖОН МИТЧЕЛЛ
  Уишоу, Стратклайд, Великобритания
  В сыре, который не подвергался тепловой обработке, содержатся длинноцепочечные молекулы белка, по-разному скрученные и представляющие собой влажную жирную массу. Когда мы нагреваем сыр, жиры и белки расплавляются, а когда жидкости становится слишком много, цепочки можно растянуть в длинные нити. Возьмите немного расплавленного сыра и потяните, и вы увидите множество тонких ниточек - точно таким же образом можно растягивать и скручивать в пряжу волокна хлопка.
  Тот же опыт можно проделать с полиэтиленовым пакетом: достаточно нагреть его или растянуть так, чтобы скрутить или вытянуть длинноцепочечные молекулы. Когда молекулы скручиваются, пластик становится мягким и податливым. Если растянуть его, в направлении растягивания полиэтилен станет эластичным и прочным, но будет легко разделяться вдоль, между волокнами и цепочками.
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Деннесиг, Южная Африка
  Когда сыр плавится, длинноцепочечные молекулы белка соединяются вместе и образуют волокна в жидкой массе расплавленного сыра. Я полагаю, что этим показателем вполне можно пользоваться для непосредственного определения содержания количества белка в сыре. От образца (большого куска расплавленного сыра) отделяется нитка сыра, растягивается и измеряется расстояние, на которое эта нитка вытянется от точки ее прикрепления к большому куску сыра. Этот показатель можно сравнить с каким-нибудь эталоном, сыром с известным содержанием белков.
  МАЙК ПЕРКИН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Микроволнения

«У моего коллеги есть привычка подогревать бутилированную воду для чая в кружке в микроволновой печке. Когда вода нагревается до нужной температуры, он вынимает кружку.
  Несколько раз вода начинала активно булькать и пузыриться после того, как он клал в нее чайный пакетик. Однажды она вскипела, пока кружку доставали из микроволновки. Бурление было таким сильным, что из кружки выплеснулось почти 90 % воды,  - опасное явление. Что это было?»
  МЮРРЕЙ ЧЕПМЕН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Часть воды в кружке перегревается: температура жидкости чуть выше температуры кипения, при которой обычно образуется газ. В данном случае закипанию препятствует отсутствие очагов, необходимых для образования пузырьков.
  Например, при кипячении воды в чайнике такого не бывает, поскольку есть и шероховатая поверхность нагревательного элемента, и конвективное перемешивание с восходящими потоками горячей воды - этого достаточно для надлежащего кипения. Известно, что турбулентность в жидкости способствует бурлению и в других случаях - например, при разливании напитков типа колы.
  В случае с вашим коллегой чайного пакетика, а в других случаях легкого движения хватило, чтобы вызвать образование пузырьков. Даже при перегревании большого количества воды лишь небольшая часть обращается в пар, поскольку на этой стадии перехода запас скрытой теплоты очень велик. Полагаю, если долго продержать кружку в микроволновке, в конце концов все ее содержимое выплеснется и забрызгает печку изнутри - для этого понадобятся только очаги бурления. Порой стремительное парообразование делает опасной эксплуатацию микроволновки.
  РИЧАРД БАРТОН
  Гилдфорд, Суррей, Великобритания
  Перегретая жидкость может резко вскипеть при добавлении чего-либо в тот же сосуд - как в примерах, которые привел автор предыдущего ответа, или при движении сосуда. Я сам видел эффектный взрыв бутылки с жидкостью, которую только что вынули из лабораторной микроволновки: стеклянный сосуд с горячей жидкостью швырнуло через всю комнату. Этого можно избежать, если дать жидкости, подогретой в микроволновке, постоять хотя бы минуту, прежде чем прикасаться к ней или открывать дверцу. При этом жидкость слегка остывает, тепло распространяется в ней равномерно. Такой способ я рекомендую при нагревании жидкостей в микроволновке, даже если речь идет о чашке чая.
  ДИАНА УОРН
  Кембридж, Великобритания
  Ветчинная радуга

«Чем вызваны зеленоватые радужные переливы, которые я часто замечаю на поверхности грудинки или ветчины? Вредны ли они? Почему они исчезают, если нагреть ветчину? Возникает ли такая радуга на других продуктах питания?»
  ДЖОРДЖИНА ГОДБИ
  Кембридж, Великобритания
  Такие переливы можно увидеть на продуктах, оставляющих жирные пятна на поверхности при помещении в воду. При охлаждении эта смесь образует микроскопическую пленку, как бензин на мокром шоссе.
  На некоторых видах холодного мяса, например на нарезке говяжьего окорока или некоторых видах ветчины, можно увидеть красивые молочные переливы. Они объясняются рефракцией и дифракцией света рядами микроскопических частиц стеклянистого вещества в материале с другим показателем преломления. В мясе этот эффект вызывают микроскопические шарики жира, рассеянные в водянистой мышечной ткани. Нагревая мясо, мы уничтожаем эти капельки и меняем оптические параметры матрицы, поэтому эффект пропадает.
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Деннисиг, Южная Африка
  Зеленый оттенок, который иногда можно заметить на грудинке и ветчине,  - результат действия непатогенных бактерий, которые разлагают кислородопроводящий белок миоглобин и дают производные порфирина. Эти производные - крупные гетероциклические соединения, которые могут иметь зеленоватый оттенок.
  СТЕФАНИ БАРТОН
  Кафедра биохимии и микробиологии,
  Университет Родса,
  Грэмстаун, Южная Африка
  Мой отец, который в одиночку работал в австралийском буше в 20 -30-х годах ХХ века, ел либо свежее мясо только что убитых животных, либо мясо, которое провисело на дереве настолько долго, что стало ярко-зеленым. Чтобы защитить мясо от мух, отец клал его в сумку.
  Он утверждал, что зеленый цвет - признак того, что мясо уже можно употреблять в пищу без опасений. Но я сомневаюсь, что вместе с изменением цвета менялся и вкус.
  ДЖЕН МОРТОН
  Уэст-Лонсестон, Тасмания, Австралия
  Радужные переливы вызывает попадание света на поверхность и его рассеивание. При интерференции рассеянный свет раскладывается на цвета спектра, положение которых меняется в зависимости от угла зрения наблюдателя. Но если вы видите не просто радужные переливы, а ярко-зеленый цвет, возможно, мясо предназначено только для луженых желудков тех, кто прошел суровую школу австралийского буша.  - Ред.
  Съедобные поплавки

«Какая сила заставляет отдельные плавучие частицы пшеничных или рисовых сухих завтраков плыть по поверхности молока к краю миски и слипаться с другими частицами?»
  ДЖОН ЧЕПМЕН
  Перт, Западная Австралия
  Эту силу создает дисбаланс поверхностного натяжения жидкости вокруг плавучей частицы сухих завтраков. Простой эксперимент помогает понять, что происходит.
  Вам понадобится вода из-под крана, два полистироловых стакана и два кружочка, вырезанных из третьего стакана (вполне достаточно двух кружочков диаметром 1 сантиметр). Наполните первый стакан водой, не доходящей 1 сантиметра до края, во второй стакан налейте воды доверху и продолжайте осторожно подливать так, чтобы вода не вылилась, но ее поверхность получилась выпуклой, выступающей под действием сил поверхностного натяжения над краем стакана.
  Теперь положите полистироловые кусочки на воду в центре каждого стакана. В неполном стакане кружок сместится к стенке и остановится. В отличие от него, кружок в стакане с выпуклой поверхностью воды будет держаться ближе к центру. Более того, если попробовать кончиком карандаша подвести кружочек к краю стакана, он заметным рывком вернется в центр.
  Все эти явления вызваны поверхностным натяжением воды. В частично наполненном стакане поверхность воды изогнутая ближе к стенкам. Дело в том, что молекулы воды притягиваются к полистиролу сильнее, чем друг к другу. Поверхность воды во втором стакане выпуклая потому, что силы поверхностного натяжения стремятся максимально сократить площадь поверхности; по той же причине капли жидкости круглые.
  Вода также изгибается возле краев полистиролового кружка. В местах соприкосновения воды и кружочка силы поверхностного натяжения определяют положение каждой контактной точки в зависимости от угла соприкосновения. Когда кружочек находится посередине стакана, тянущая сила со всех сторон одинакова, потому что вода изгибается навстречу кружочку везде в равной степени.
  Но если кружочек сдвинулся к стенке частично наполненного стакана, изгиб поверхности воды возле стенки стакана сокращает изгиб поверхности, соприкасающейся с кружочком. При этом возрастает наружная сила, действующая на сторону кружочка вблизи стенки стакана, в итоге равнодействующая сила направлена к стенке.
  Этим же эффектом объясняется слипание частиц на поверхности молока в миске с завтраком, а также поведение листьев и веточек на поверхности пруда или озера.
  РЕЙ ХОЛЛ
  Уорренвилл, Иллинойс, США
  Возможно, это оборонительная стратегия: они собираются вместе, как бизоны, чтобы защититься от хищника, т. е. от вас. А может, все дело просто в поверхностном натяжении жидкости.
  ПЕР ТУЛИН
  По электронной почте, без обратного адреса
  То, что частицы риса, пшеницы и любых других зерен притягиваются друг к другу, можно объяснить их стремлением к общему центру масс (инерцией). Эта способность известна под названием «зерно здравого смысла».
  Исследования показали: если бросить в большую миску с молоком людей, стремление собраться в одном месте у них вряд ли появится - следовательно, у них нет ни толики здравого смысла.
  МАРТИН МИЛЛЕН
  Кидлингтон, Оксфордшир, Великобритания
  Вулканизация яиц

«Большинство веществ при нагревании тает, так почему же яичница при жарке превращается из жидкости в твердое тело?»
  ДЭВИД ФИЛЛИПС
  Уорик, Великобритания
  Не всегда переход из твердого состояния в жидкое и обратно связан с таянием и охлаждением: в качестве примера можно привести свертывание яиц и полимеризацию пластмасс.
  Желток и альбумин, т. е. яичный белок, обязаны своей фактурой глобулярному белку, растворенному в них. Глобулярные частицы образуются потому, что цепочки молекул белков скручиваются в шарики. Электрический заряд в определенных местах цепочек придает белкам форму, подходящую для их функций. Заряд на поверхности глобулярных частиц притягивает молекулы воды и одновременно отталкивает другие белки и не дает их молекулам слипаться вместе.
  Эти шарики - непостоянные структуры, электрическое сцепление белков не очень прочное. При интенсивном перемешивании, например во время нагревания, они начинают расцепляться, демонстрируя внутренние заряды. Этот процесс называется денатурацией, поскольку изменившиеся белки непригодны для выполнения их биологических функций. Противоположные заряды соседних молекул притягиваются, белки сцепляются вместе, сгущаются, образуются огромные скопления. Но поскольку наши пищеварительные ферменты переваривают эти скопления гораздо легче, чем белки в естественном виде,  - приятного аппетита!
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Сомерсет Уэст, Южная Африка
  При нагревании твердого вещества, например льда, мы передаем энергию молекулам, давая им возможность разрывать химические связи, которые удерживают их в твердом состоянии. В жидком состоянии им хватает энергии для перемещения, но не для того, чтобы полностью отделиться от других молекул и перейти в газообразное состояние.
  Когда мы подогреваем сырое яйцо, происходит совсем другой процесс. Яйца состоят из отдельных белков, плавающих в воде, белки - из витых длинноцепочечных молекул, которым химические связи придают почти сферическую форму. Пока яйцо нагревается, эти связи рвутся, молекулы распадаются, образуют связи с другими молекулами, создают сеть, которая удерживает воду и способствует твердению яичницы. При дальнейшем нагревании образуется еще больше связей, яичница становится менее водянистой и более резинистой.
  НИКОЛАС СМИТ
  Холлибуш, Кумбран, Великобритания
  Яйца состоят преимущественно из белков, растворенных в воде; наибольшая часть приходится на долю альбумина, формирующего почти весь яичный белок. В состав белков входят 20 разных аминокислот, образующих полимерные цепочки, плотно соединенные и создающие уникальную и относительно стабильную трехмерную конструкцию.
  При нагревании яйцо обезвоживается, происходит разрыв и денатурализация белковых цепочек. От тепла сероводородные группы аминокислоты цистеина окисляются и образуют ковалентные связи с соседними молекулами. Эти прочные и стабильные связи называются дисульфидными мостиками, образование поперечных связей создает решетку из цепочек, и яичница твердеет. Дисульфидные мостики также вносят свой вклад в высокий предел прочности ногтей и форму волос. Когда волосы подвергают химической завивке, дисульфидные мостики разрушает реагент-восстановитель. Затем волосам придают желаемую форму, а окисляющее вещество применяют для восстановления ковалентных связей и закрепления новой формы.
  ИГНЕЙШУС ПАНГ
  Энфилд, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Дело вкуса

«Как температура влияет на вкус еды и напитков? Например, белое вино, вода из-под крана, куантро, лагер и даже шоколад гораздо вкуснее, когда они холодные. В то же время чай, кофе и бренди, а также большинство приготовленных блюд лучше употреблять теплыми или горячими. Английское пиво и красное вино особенно вкусны, когда их температура равна температуре в комнате или в погребе. Почему?»
  ЭНДРЮ НЬЮЭЛЛ
  Кейптаун, Южная Африка
  То, что мы подразумеваем под вкусом, образовано собственно вкусом, раздражением и ароматом. Сам по себе вкус - пять ощущений, которые можно распознать с помощью языка: кислое, сладкое, соленое, горькое и еще одно, которое по-японски называется «умами» и означает дословно «пресное, безвкусное». На эти ощущения не влияют ни температура, ни раздражение, допустим, вызванное перцем чили. Но аромат, который мы улавливаем органами обоняния, напрямую зависит от температуры пищи, по-скольку он связан с выделением эфирных масел. Чем выше температура, тем больше эфирных масел выделяет еда, тем сильнее аромат и вкусовые ощущения в целом.
  Вкус почти не пахнущей еды улучшается при нагревании, а вкус пищи, обладающей сильным ароматом, при высокой температуре может стать слишком резким. К примеру, красные вина обычно пьют, нагревая их до комнатной температуры; их подают к еде с резким запахом, чтобы еда и вино гармонично сочетались, а не затмевали друг друга. Белые вина нередко пьют холодными и подают к рыбе или блюдам, обладающим слабым ароматом. Но если пить само по себе белое вино, согретое до комнатной температуры, невозможно не заметить его приятный вкус. Следовательно, легко заподозрить, что охлажденным белое вино подают исключительно по традиции.
  Еще одна важная зависимость от температуры заключается в вязкости крахмальных соусов: при высокой температуре они становятся текучими, потому что крахмал реагирует на нагревание. Для людей очень важна фактура еды. Блюдо, залитое холодным, загустевшим от крахмала соусом, выглядит совершенно неаппетитно, однако некрахмальный соус, например майонез, на тех же ингредиентах, разложенных на сэндвиче, будет восприниматься совсем иначе.
  Кроме того, следует принимать во внимание удобство и культурные предпочтения. Мы привыкли есть гаспаччо холодным, а минестроне - обжигающе горячим. В Великобритании говядина подается охлажденной до комнатной температуры, но почти везде ее охлаждают еще сильнее. Одни люди пьют виски со льдом, а другие, особенно в Шотландии, воротят нос от льда. Горячий и ледяной кофе одинаково приемлемы для большинства людей, выбор зависит в основном от температуры воздуха. Все дело в обстоятельствах, сопутствующих вкусах и в том, в каком виде мы привыкли употреблять пищу и напитки.
  ДЖОН Ф. ПРИНЦ
  Вагенинген, Нидерланды
  Лагерные сомнения

«Два рекламных ролика лагера, которые показали по британскому телевидению, выглядят как парадокс. В ролике американской марки Budweiser подразумевается, что хорошим может быть только лагер, как можно быстрее разлитый по бутылкам и отправленный потребителю. В рекламе говорится, что у свежего лагера вкус лучше. В ролике голландского пива Grolsch высказывается прямо противоположное мнение: в нем подчеркивается, как важно подолгу хранить лагер, чтобы развился его вкус, и лишь потом разливать по бутылкам. У какой компании пиво лучше и почему?»
  МИК МАККАРТИ
  Нортвуд, Миддлсекс, Великобритания
  Как доморощенный пивовар, я счел своим долгом ответить на вопрос о выдерживании лагеров.
  Все настоящие лагеры выдерживают перед употреблением. Само слово «лагер» происходит от немецкого, означающего «хранить». После ферментации пиво отправляют на хранение в специальный лагерный подвал, где при низких температурах пиво выдерживается и приобретает характерный чистый вкус, которым славятся лагеры. Хранение может продолжаться от недели до полугода, в зависимости от разновидности пива. Подозреваю, что пиво выдерживают и Budweiser, и Grolsch.
  В целом европейские лагеры имеют более сложный вкус, чем американские, которые обычно легче и проще по вкусу. Поскольку пиву с развитым вкусом требуется более продолжительное выдерживание, европейские лагеры хранят дольше американских.
  После выдерживания пиво разливают по бутылкам. Бутилированное пиво легко испортить, подвергнув воздействию света, кислорода и высоких температур. Быстрая доставка и продажа сводят до минимума шансы на порчу лагера. Так что в принципе обе рекламы верны. Лагер необходимо выдержать, чтобы он приобрел гармоничный вкус, а после выдерживания с максимальной быстротой доставить потребителям.
  Каждый потребитель решает сам для себя, пиво какой марки вкуснее.
  ДЕЙВ МАРТИН
  Хорнсби-Хайтс, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Оба рекламных ролика верны и по смыслу не противоречат друг другу.
  После ферментации пиво следует сначала выдерживать при довольно низкой температуре, обычно 4 -7 °C. В этот период в пиве продолжается метаболизация остаточных дрожжей, а поскольку в процессе изготовления количество питательных веществ в нем уменьшается, то идет повторное поглощение ранее выделенных веществ. Самое важное из них - диацетил, который придает пиву привкус ирисок. Содержание дрожжей в пиве неуклонно снижается, дрожжи выпадают в осадок.
  Затем пиво охлаждают до -1 °C или еще сильнее. Это способствует коагуляции и осаждению белка, что продлевает срок хранения пива, или время, которое требуется пиву, чтобы помутнеть. В конце концов пиво фильтруют и бутилируют.
  Далее события развиваются очень быстро. Бутилирование - болезненный для пива процесс. Его фильтруют, перекачивают, упаковывают и пастеризуют. Попадание кислорода в пиво неизбежно, и он немедленно вступает в реакцию с веществами, содержащимися в пиве, отчего начинается процесс распада.
  Короче говоря, пиво следует выдерживать медленно и долго, чтобы оно приобрело хороший вкус, а затем доставить потребителю как можно быстрее, пока этот вкус не ухудшился. Опытный дегустатор способен отличить пиво, бутилированное неделю назад, и пиво из той же партии, разлитое по бутылкам месяц назад.
  ДЭВИД СЕФАИ
  Сан-Гванн, Мальта
  Сразу после ферментации пиво еще «сырое» и «сахарное»: например, бельгийский подсластитель, который добавляют в некоторые сорта пива, слишком режет нос, а хмель ощущается как привкус свежескошенной травы. В период хранения продолжается очень медленный процесс ферментации, благодаря которому резкие вкусы смягчаются, а более тонкие постепенно развиваются.
  В определенное время пиво приобретает наиболее гармоничный вкус и начинает портиться. Например, у светлого пива вкус бывает наиболее выраженным через один - три месяца после ферментации, а у крепкого портера может развиваться еще несколько лет. С одной стороны, многие специалисты по пиву сходятся во мнении, что у американского пива Budweiser слишком легкий вкус с самого начала. Поскольку на тамошних заводах качество строго контролируется на каждом этапе процесса, необходимость в длительном выдерживании и осветлении отпадает - однако без ущерба для вкуса. С другой стороны, европейские лагеры хранят дольше потому, что их вкус гораздо сложнее.
  После пастеризации пиво не защищено от процессов, в результате которых портится вкус. Его могут погубить любые перепады температуры в промежутке между вывозом с пивоваренного завода и доставкой потребителю. Хуже того, такие соединения, как альфа-кислоты из хмеля, чувствительны к свету: фотоны разрушают изогумулоны в жидкости и приводят к образованию 3-метил-2-бутен-1-тиола, который придает пиву неприятный запах и привкус. Да, именно это вещество содержится в жидкости, которую выделяют скунсы. В коричневых бутылках процесс воздействия света замедляется, но в прозрачных и зеленых пиво остается совсем без защиты. Некоторые пивовары химически модифицируют соединения хмеля, придавая им устойчивость к распаду, но даже после этого пиво следует хранить в непрозрачном сосуде, лучше всего - в металлическом.
  Итак, обе рекламы корректны. Период выдерживания необходим, чтобы вкус пива развился, даже если ждать придется долго. Но сразу после достижения вкусового пика необходимо немедленно доставить пиво покупателям, особенно если оно пастеризовано.
  РОН ДИППОЛД, ПИВОВАР
  Сан-Диего, Калифорния, США
  Производство пива и доставка его потребителям - два совершенно разных аспекта процесса изготовления, упаковки и продажи пива, требующих различных затрат времени. Поэтому рекламные лозунги не противоречат друг другу. Они представляют собой акцентированные утверждения об условиях получения качественного пива.
  Компания Anheuser-Busch варит пиво Budweiser столько времени, сколько требуется, чтобы придать ему уникально чистый и свежий вкус. Все производители качественного пива понимают, сколько времени нужно на изготовление и выдерживание пива. Мы предпринимаем дополнительные усилия, чтобы доставить пиво потребителю свежим. Пиво должно быть употреблено, пока его вкус наиболее свеж, т. е. в первые 110 дней после изготовления. Указывая на упаковке дату изготовления, мы предоставляем дополнительную информацию и рекомендации.
  Нам известно, что любители предпочитают пиво с наиболее гармоничным вкусом, а поскольку свежее пиво гораздо вкуснее, мы придерживаемся правила как можно быстрее его доставлять.
  АЛАН ХЕНДЕРСОН
  Начальник производства пивоваренного завода,
  Компания Anheuser-Busch, Великобритания

5. Бытовые премудрости
  Плесени - бой

«Как называется ужасная черная плесень, которая появляется в сырых ванных комнатах? Средства для удаления плесени и отбеливатели, моющие и чистящие средства на нее не действуют. Есть ли какое-нибудь средство от нее, кроме абразивов?»
  Г.У. ГРИН
  Молверн, Вустершир, Великобритания
  Пресловутая черная плесень - плесневый грибок Aspergillus niger. Избавиться от него так трудно потому, что черные пятна - всего лишь видимые части грибка, главным образом плодоносящие тела. Помимо этой видимой части у грибка еще есть невидимые гифы мицелия. Они находятся внутри обоев или штукатурки и питаются минеральными веществами, которые в них содержатся.
  Для удаления грибка требуется не только неоднократное физическое уничтожение его видимой части, но и одновременное применение проникающего фунгицида, который убивает невидимую корневую систему плесени. В противном случае процесс борьбы с грибком - все равно что попытки срезать верхушку сныти или осота с грядки, не трогая корни.
  ЭНДРЮ ФИЛПОТТС
  Хексем, Нортумберленд, Великобритания
  Грибок Aspergillus - постоянный источник раздражения целой страны. Он разрастается в прохладных местах с застоялым воздухом и конденсацией влаги - рядом с оконными рамами, на бетонных потолках, возле баков для воды и т. д.
  Современные медики считают этот грибок главной причиной аллергических заболеваний и источником канцерогенных аэрозолей, поэтому избавляться от него важно для здоровья.
  Я столкнулся с проблемами, когда попытался вывести грибок. Столовая соль и отбеливатель дали лишь временные результаты, а в качестве последнего средства пришлось несколько раз мыть пораженные участки стен системным фунгицидом, который продается в любом магазине для садоводов. Но это решение не назовешь безопасным: фунгицид так же токсичен, как и грибок.
  ГЛИН ДЭВИС
  Кингстон, Суррей, Великобритания
  Автор предыдущего ответа впал в заблуждение, считая, что любая черная плесень - грибок Aspergillus niger. При осмотрах домов в Шотландии, предпринятых моими коллегами, выяснилось, что этот вид плесени встречается довольно редко.
  Самая распространенная плесень, которую можно увидеть на стенах ванных и в других сырых местах,  - Cladosporium, наряду с которой встречаются Aureobasidium, Phoma и Ulocladium. Даже зеленые разновидности Aspergillus и Penicillum кажутся черными, если они мокрые.
  Подобная ситуация наблюдается и на материковой части Европы, значит, дело обстоит таким же образом и в Нортумберленде или Суррее, конечно, если тамошние ванные не отличаются от прочих британских близостью к зонам тропического и субтропического климата, благоприятного для Aspergillus niger.
  Черный грибок, который встречается в 15 % домов Шотландии,  - Stachybotrys aira. Обои, джутовая подкладка ковров, картон на гипсовых панелях - идеальный целлюлозный субстрат, в котором во влажных условиях разрастается этот грибок. Такой грибок представляет наибольшую опасность для здоровья жителей дома. Его переносимые по воздуху споры аллергенны и чрезвычайно токсикогенны. Токсины этого грибка препятствуют синтезу белка, оказывают иммуносупрессивное, раздражающее и геморрагическое воздействие.
  Известно, что от фуража, зараженного грибком Stachybotrys, гибнут лошади; кроме того, он вреден для работников конюшен. В настоящее время эта плесень вызывает серьезное беспокойство в Северной Америке, где ее считают причиной вспышек различных болезней, связанных с условиями жизни,  - от синдрома хронической усталости у взрослых до смертельно опасного легочного гемосидероза у младенцев. Этот грибок стал предметом судебных исков (в том числе одного - на сумму 40 миллионов долларов), предъявленных строительным и эксплуатационным организациям.
  БРАЙАН ФЛАННИГАН
  Кафедра биологических наук,
  Университет Хериот-Уотт, Эдинбург, Великобритания
  На наружной стене моей ванной в Пимлико разросся великолепный экземпляр плесени, который уничтожил обои и заразил штукатурку. Чтобы избавиться от этого Aspergillus, я один раз промыл стену темно-розовым раствором марганцовки. Повторно прибегать к тому же средству не понадобилось.
  БИЛЛ КРИСТИ
  Фэрлайт-Коув, Восточный Эссекс, Великобритания
  Читателям на заметку: марганцовка, или перманганат калия, при попадании внутрь организма ядовита.  - Ред.
  Бытовой отбеливатель не устраняет следы Aspergillus niger. Но если сбрызнуть или полить его водным 10-процентным раствором сульфата цинка, грибок больше не появится, так как молекулы сульфата цинка не смываются.
  ФАРРОХ ХАССИБ
  Лондон, Великобритания
  Горячая тема

«Правда ли, что горячая вода в морозильнике замерзает быстрее, чем холодная? И если правда, то почему?»
  ИЭН ПОПАЙ
  Гамильтон, Новая Зеландия
  Этот вопрос уже поднимался в журнале New Scientist много лет назад, но удовлетворительный ответ тогда так и не был получен. На этот раз мы подошли ближе к разрешению этого вопроса, приводя мнения нескольких авторов, которые провели эксперименты. Несмотря на то что это противоречит нашим представлениям, горячая вода замерзает в холодильнике быстрее холодной. Наиболее убедительно выглядят такие объяснения: термический контакт улучшается, если сосуд с водой поставить в морозилку, обросшую льдом сверху; конвективные потоки распределяются таким образом, что горячая вода замерзает быстрее. Какой из эффектов преобладает, зависит от условий в морозильнике, от сосуда и места его расположения.  - Ред.
  Действительно, гораздо быстрее можно приготовить кубики льда, взяв горячую воду вместо холодной. Этого эффекта можно достичь, если поставить сосуд с водой на обледеневшую или замерзшую поверхность. От высокой температуры лед, на котором стоит сосуд, тает, и термический контакт между сосудом и холодной поверхностью улучшается. Ускорение теплопереноса между сосудом и его содержимым компенсирует большее количество тепла, которое предстоит удалить. Такого эффекта нельзя добиться, если подвесить сосуд или поставить его на сухую поверхность.
  Это явление впервые заметил сэр Фрэнсис Бэкон, когда пользовался деревянными ведрами на льду. Мои эксперименты показали, что кубики льда можно получить не за 20 минут, а за 15, если температура в холодильнике достаточно низкая. В Австралии возможность быстрее заморозить воду ценится выше, чем в странах с более прохладным климатом.
  МАЙКЛ ДЭВИС
  Университет Тасмании, Австралия
  Первым этот эффект заметил не сэр Фрэнсис Бэкон. Аристотель в «Метеорологии» приводит подобное объяснение: «Многие люди, желая быстро остудить воду, для начала выставляют ее на солнце. Устраивая стоянку на льду, чтобы порыбачить (сначала во льду делают отверстие, затем ловят рыбу), сначала вокруг шестов льют теплую воду, чтобы она замерзала быстрее; льдом крепят эти шесты».
  ДЭВИД ЭДЖ
  Хаттон, Дербишир, Великобритания
  По-видимому, предположение, что «такого эффекта нельзя добиться, если подвесить сосуд или поставить его на сухую поверхность», оказалось неверным…
  Впервые этот вопрос прислал в журнал New Scientist в 1969 году студент из Танзании Эрасто Мпемба. Он обнаружил, что смесь для мороженого быстрее замерзает, если поставить ее в холодильник горячей, а не охлаждать до комнатной температуры. Когда я готовил школьную работу по этому же вопросу, мои учителя скептически отнеслись к выводам Мпембы.
  Во-первых, оказалось, что дистиллированная или взятая из-под крана вода ведет себя так же, как смесь для мороженого; химический состав не играет роли. Во-вторых, выяснилось, что уменьшение объема вследствие испарения с поверхности горячей воды ни при чем. Термопары, помещенные в воду, показали, что при 10 °C вода достигает точки замерзания быстрее, чем вода при 30 °C, согласно закону Ньютона, но после этого вода, которая сначала была теплее, замерзает гораздо быстрее холодной.
  Максимальное время потребовалось, чтобы вода замерзла в морозильнике, при изначальной температуре около 5 °C, минимальное - при 35 °C. Этот парадокс можно объяснить перепадом температур в воде по вертикали. Темпы потери тепла с верхней поверхности пропорциональны температуре. Если удастся поддерживать на поверхности жидкости температуру выше, чем в глубине, тогда скорость потери тепла будет больше, чем в случае равномерного распределения тепла в воде. Если вода налита в высокую металлическую банку, а не в плоскую посудину, парадоксальный эффект исчезает. Можно предположить, что перепад температур в высокой банке будет незначительным из-за теплопроводности металлических стенок.
  После этих экспериментов у меня пропало всякое желание принимать общепринятое мнение на веру, особенно когда речь идет о наблюдениях, результаты которых не соответствуют укоренившимся представлениям.
  ДЖ. НИЛ КЕЙП
  Пеникуик, Мидлотиан, Великобритания
  В классическом эксперименте два металлических ведра выставляют на улицу в холодную и предпочтительно ветреную ночь. Стоячая вода плохо проводит тепло, лед образуется на поверхности и возле стенок. Если изначальная температура воды около 10 °C, в глубине вода охлаждается очень медленно, особенно после того, как поверхность затягивает лед, препятствуя нормальной конвекции. Более теплая вода не может вступить в контакт с остывшим ведром, и теплообмена не происходит.
  Если начальная температура воды близка к 40 °C, сильная конвекция устанавливается до замерзания воды, вся ее масса остывает быстро и единообразно. Несмотря на то что лед начинает формироваться позже, чем на прохладной воде, полное замерзание горячей воды происходит быстрее, чем замерзание холодной.
  В данном случае важны дополнительные условия. Очевидно, если начальная температура холодного ведра 0,1 °C, а горячего - 99,9 °C, результаты эксперимента вряд ли окажутся неожиданностью. Сосуды должны быть достаточно большими, чтобы конвекция наблюдалась при малых перепадах температур, но при этом настолько маленькими, чтобы тепло быстро улетучивалось с поверхности. Помогает принудительное воздушное охлаждение в ветреную ночь.
  В домашнем морозильнике трудно создать подобные условия, но опыт можно воспроизвести в промышленном морозильнике или в лабораторной камере с искусственным климатом.
  АЛАН КАЛВЕРД
  Бишопс-Стортфорд, Хартфордшир, Великобритания
  Это правда, я лично проводил подобный опыт. Единственное условие заключается в том, что сосуд с водой должен быть относительно маленьким, чтобы способность морозильника отводить тепло не стала ограничивающим фактором.
  На холодной воде раньше образуется плавучий лед, который препятствует в дальнейшем конвективному теплопереносу с поверхности воды. На горячей воде лед в первую очередь образуется у стенок и дна сосуда, а на поверхности вода остается чистой и сравнительно горячей, что обеспечивает теплопередачу в ускоренном темпе. Большой перепад температур приводит к интенсивной конвективной циркуляции, которая выносит тепло на поверхность даже после того, как большая часть воды замерзнет.
  ТОМ ХЕРИНГ
  Кегуорт, Лестершир, Великобритания
  Это культурный миф. Горячая вода не будет замерзать в морозильнике быстрее, чем холодная. Но если горячую воду охладить до комнатной температуры, она замерзнет быстрее, чем вода, которую вообще не нагревали. Дело в том, что при нагревании из воды улетучиваются растворенные газы (в основном азот и кислород), которые замедляют процесс кристаллизации льда.
  ТОМ ТРАЛЛ
  Университет Тасмании, Австралия
  Скептически настроенному Тому Траллу из Университета Тасмании было бы полезно заглянуть в холодильник автора первого письма, Майкла Дэвиса, также из Университета Тасмании. Эксперименты подтверждают, что эффект действительно существует, а отсутствие растворенных газов может быть еще одним фактором, ускоряющим льдообразование.
  Возможно, существует еще один фактор, о котором не упомянул ни один из корреспондентов,  - переохлаждение. Недавние исследования показывают, что, поскольку вода может замерзать при перепаде температур, горячая вода начинает замерзать прежде, чем остынет. Но замерзнет ли она полностью первой - это уже другой вопрос.  - Ред.
  В научных экспериментах этот эффект выглядит убедительно. Мы исходим из предположения, что температура в морозильнике остается постоянной на протяжении всего процесса замораживания, а также не меняются другие показатели: размер сосуда, теплопроводные и конвективные свойства внутри и снаружи его.
  Но я полагаю, что в процессе задействована еще одна переменная, а именно - перепады температур в морозильнике. Колебания температур внутри морозильника зависят от чувствительности термоэлемента и таймера регулирующей системы. Можно предположить, что при стандартной температуре морозильника энергия, направленная на охлаждение, действует с известной скоростью. Если поставить в морозильник ведро с холодной водой, оно почти не окажет воздействия на расход энергии, потому что температурный датчик не среагирует на него. Но ведро с горячей водой легко может привести в действие датчик и вызвать непродолжительное, но мощное охлаждение внутри морозильника и чрезмерно понизить температуру в зависимости от показаний таймера.
  В домашних условиях наблюдатель может упустить из виду это обстоятельство. Подобный эффект я наблюдал в электрической сауне. Обманув температурный датчик брызгами воды, я увеличил потребление энергии.
  МАТТИ ЯРВИЛЕХТО
  Университет Оулу, Финляндия
  Недавние, но пока не получившие подтверждения исследования, проведенные в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, США, выявили еще одну возможность. В нагретой воде в осадок выпадают такие растворимые вещества, как двууглекислый кальций и магний. Их можно увидеть внутри любого чайника, в котором кипятят жесткую воду. Но вода, которую не нагревали, тоже содержит эти соли, а при ее замерзании кристаллы льда вытесняют соли из растворов в воду. По мере того как их концентрация увеличивается, а вода замерзает, соли понижают температуру ее замерзания, как соль, которой зимой посыпают дороги. Следовательно, вода должна остыть прежде, чем она замерзнет. Поскольку понижение температуры замерзания создает перепады температур между жидкостью и окружающей средой, вода не так быстро теряет тепло.  - Ред.
  Прилипчивость

«Почему суперклей не прилипает изнутри к тюбику, в котором хранится?»
  АЖИТ ВЕСУДЕВАН
  Оксфорд, Великобритания
  Суперклей не прилипает к тюбику изнутри потому, что в тюбике содержится кислород в виде воздуха, но нет воды. Кислород препятствует процессам, катализатором которых является вода.
  ИВОНН АДАМ
  Bostik Limited
  Лестер, Великобритания
  Суперклей не липнет к тюбику изнутри потому, что его основа - цианоакриловый мономер, которому для полимеризации требуется влага в виде воды или другое активное водородсодержащее соединение.
  Этим же объясняется, почему для лучшего склеивания двух поверхностей достаточно тонкого слоя клея. Избыток клея понадобится счищать, стык будет неаккуратным. Чувствительностью к влаге также объясняются два обстоятельства: почему клей продают в упаковках, которые невозможно вскрыть, не облившись клеем, и почему пролитый клей так прочно прилипает к коже. Теплая и влажная кожа - идеальная среда для клея.
  БРАЙАН ГУДЛИФФ
  Уэзерби, Западный Йоркшир, Великобритания
  Специалисты компании Loctite обнаружили, что кислород препятствует быстрой полимеризации цианоакрилата. Поэтому в тюбике с клеем всегда оставляют место для воздуха. Жидкий мономер превращается в твердый полимер, когда между плотно прижатыми друг к другу поверхностями нет кислорода.
  Э.БАРРАКЛАФ
  Оттерхем, Корнуолл, Великобритания
  Все та же вонь

«Почему мусорные баки всегда пахнут одинаково, что бы в них ни лежало?»
  РОДРИ ПРОТЕРОУ
  Колчестер, Эссекс, Великобритания
  Источник запаха, вероятно, создают бактерии и грибки, питающиеся органическими веществами в мусоре. Запах особенно силен, если в баке тепло и влажно.
  Запах не всегда будет одинаковым, но он зависит скорее от вида микроорганизмов, чем от пищи, которую они потребляют. Запах пенициллиновой плесени, выросшей на апельсине, будет таким же, как запах такой же плесени, выращенной на лабораторной культуре,  - резким, характерным и очень знакомым.
  Анализ бытового мусора выявил наличие в нем остропатогенных бактерий, в том числе Pasteurella pestis, вызывающих заболевание бубонной чумой. Так что постарайтесь не слишком тщательно принюхиваться.
  КЭРИ О’ДОННЕЛЛ
  Уэлвин, Хартфордшир, Великобритания
  Я задумался над этим вопросом, когда выносил мусор, и пришел к выводу, что из баков не всегда пахнет одинаково. Пакет с пищевыми отходами наверняка разорвут бродячие кошки, если бак будет открыт, а пакет с несъедобным мусором останется целым. Очевидно, кошки различают запахи пакетов, хотя для людей все они пахнут одинаково.
  Что касается знакомого запаха, возможно, дело в том, что мусор неизбежно оказывается во всех пакетах одинаковым. Но садовые отбросы пахнут не так, как кухонные, а те, в свою очередь, ничем не напоминают по запаху отбросы из ведра, стоящего в ванной.
  СТЮАРТ РЕЙВЕНХОЛЛ
  Ньюпорт-Пагнелл, Бэкингемшир, Великобритания
  Липучая загадка

«Почему липкая лента становится почти прозрачной, если отматывать ее от рулона быстро (примерно 10 миллиметров в секунду), но если сбавить темп (до 1 миллиметра в секунду), она остается непрозрачной? Если сначала отрывать ленту быстро, а затем сделать паузу на несколько секунд, на прозрачной ленте появится отчетливая линия. Можно ли объяснить это явление?»
  ДЭВИД ХОЛЛЕНД
  Бродстоун, Дорсет, Великобритания
  Причина изменения внешнего вида липкой ленты заключается в реакции липкого слоя на ней на скорость, с которой на ленту оказывается воздействие. Если отрывать ленту медленно, липкий слой образует длинные нити между двумя частями ленты, которые отрываются и снова прилипают к рулону,  - в итоге поверхность получается непрозрачной и неровной. Эти нити видны в лупу и невооруженным глазом.
  При быстром отрывании ленты нити не успевают формироваться, рвутся раньше и не нарушают целостности липкого слоя.
  Эта разница связана с вязкопластичной природой полимера, образующего липкий слой на ленте. Вязкий компонент этого материала придает ему физические свойства патоки или другой густой массы. Благодаря эластичному компоненту липкий слой ведет себя как твердое вещество - например, металл в виде проволоки. При растягивании патока образует длинные, почти никогда не рвущиеся нити, а металлическую проволоку почти невозможно вытянуть, не разорвав. При низкой скорости отрывания липкий слой ведет себя скорее как патока, а при высокой - как металлическая проволока.
  В конечном итоге реакция липкого слоя зависит от времени процесса релаксации на молекулярном уровне. Поскольку время в некотором смысле служит эквивалентом температуры, когда речь идет о движении молекул, попробуйте охладить ленту в морозильнике. После этого при отрывании ленты с небольшой скоростью на ней появится больше прозрачных участков. Поскольку длинноцепочечным молекулам не хватает времени вытягиваться длинными нитями, целостность липкого слоя нарушается так же, как у ломкого материала.
  СТИВЕН ХЭНКОК
  Стокпорт, Чешир, Великобритания
  Песни чайника

«Почему чайник “поет”? Почему звук, который он издает, сначала повышается, затем ненадолго утихает, а когда слышится снова, то его высота начинает снижаться?»
  ДОН МАНРО
  Университет Ньюкасла,
  Новый Южный Уэльс, Австралия
  Если включить электрический чайник, не закрывая его крышкой, вы увидите, что произойдет. Нагревательный элемент быстро покроется мелкими серебристыми пузырьками диаметром около 1 миллиметра. Это пузырьки воздуха, вытесненного из раствора под действием тепла от элемента. Шероховатости на металле служат очагами роста пузырьков, которые в конце концов отделяются от горячего элемента и всплывают на поверхность. Эти пузырьки формируются и лопаются бесшумно и не являются причиной «пения» чайника.
  Спустя примерно минуту пузырьки воздуха вытесняют бесчисленные мелкие пузырьки перегретого пара, которые липнут к очагам образования пузырьков на нагревательном элементе.
  Через несколько секунд эти первые пузырьки пара становятся нестабильными. При образовании каждого пузырька силы плавучести оттягивают его от горячей поверхности. Окруженные водой, еще не достигшей точки кипения, первичные пузырьки пара вдруг конденсируются и одновременно лопаются. Любопытно, что пузырьки не исчезают бесследно: вместо них появляются мелкие вторичные пузырьки, предположительно из водяного пара, которые не конденсируются, а вращаются в конвективных потоках. Когда в воде появляется облако этих вторичных пузырьков, вода на полминуты становится непрозрачной.
  Ударные волны, распространяющиеся в воде при разрывах первичных пузырьков, создают шипящие звуки. Можно повысить тембр этого шипения, если временно прикрыть чайник крышкой. Крышка ограничивает объем воздуха над поверхностью воды, а в нем происходит резонанс некоторых частот в звуках ударных волн.
  Вскоре облако вторичных пузырьков рассеивается, первичные пузырьки пара, которые до сих пор образуются на элементе, начинают увеличиваться в размерах. Но они уже не лопаются сразу, поскольку вода вокруг них нагрета практически до точки кипения, поэтому и звуки утихают. Увеличиваясь, плавучие первичные пузырьки пара отделяются от поверхности нагревательного элемента и скапливаются в более прохладной воде на высоте примерно сантиметра над ним.
  Через несколько секунд вода становится настолько горячей, что крупные отделившиеся первичные пузырьки всплывают на поверхность. В этот момент можно услышать только низкое бульканье - звук лопающихся воздушных пузырьков на поверхности воды.
  РОДЖЕР КЕРСИ
  Натли, Восточный Суссекс, Великобритания
  Полный порядок

«Почему ряды кнопок на калькуляторе или цифровой клавиатуре расположены так, что нумерация начинается снизу, хотя мы привыкли читать сверху вниз? Почему кнопки телефонов устроены иначе и самые маленькие цифры находятся в верхних рядах?»
  М.Д. БЕРКСОН
  Бишопс-Стортфорд, Хартфордшир, Великобритания
  В механических арифмометрах, основной элемент конструкции которых - вращающиеся колеса, кнопка 0 всегда соседствует с кнопкой 1. Из удобства в самых старых счетных устройствах цифры расположены в порядке возрастания снизу вверх - вероятно, в память о тех временах, когда у этих устройств были не клавиши, а рычаги на колесах. Когда цифры стали размещать на клавишах, расположенных по три в ряд с одной лишней слева, порядок цифр сохранили прежним.
  На вращающемся телефонном диске 0 находится рядом с 9, потому что 0 в телефонном номере передается по телефонной линии десятью сигналами. Когда появились телефоны с кнопками, расположение цифр на них перенесли со старых дисковых телефонов.
  НИККО ВАН СОМЕРЕН
  Кембридж, Великобритания
  Отражение в зеркале

«Почему в зеркале меняются местами правая и левая, а не верхняя и нижняя части изображения?»
  КИСХОР БХАГВАТИ
  Лозанна, Швейцария
  Зеркало не переворачивает изображение слева направо: оно меняет местами перед и зад относительно плоскости зеркала. Встаньте перед зеркалом. Протяните руку, например влево. И вы, и ваше отражение указывают в одном и том же направлении. Направьте руку вперед. Теперь рука вашего отражения протянута в противоположном направлении от вашей руки. Направьте руку вверх. Вы и ваше отражение опять указывают в одну сторону. Теперь встаньте к зеркалу боком и повторите то же самое. Направляя руку в сторону, вы с отражением будете указывать в противоположном направлении. Положите зеркало на пол и встаньте на него. На этот раз вы будете указывать в противоположные стороны, когда поднимете руку вверх, а ваше перевернутое отражение опустит ее вниз. Во всех случаях направление меняется, только когда ваша рука направлена на зеркало или от него.
  ХИЛАРИ ДЖОНСОН
  Молверн, Вустершир, Великобритания
  Суть ответа заключается в том, что отражение и поворот - разные вещи. Правая и левая стороны нашего тела симметричны, и потому мы стремимся воспринимать отражение как поворот вокруг центральной вертикальной оси. Нам представляется, что мир перед зеркалом повернут на 180° относительно вертикальной оси зеркала, и появляется за ним там, где мы видим его отражение. При таком повороте голова и ноги остаются там, где им положено быть, а левая и правая стороны тела меняются местами, как и видно на отражении.
  Но если представить, что мир повернулся вокруг горизонтальной оси, проходящей поперек зеркала, мы встанем с ног на голову, а левая и правая половины тела останутся такими, как полагается. У отражения поменяются местами верх и низ, а не правая и левая стороны.
  Итак, то, каким мы увидим отражение - с поменявшимися местами левой и правой стороной, или верхом и низом, или повернутым вокруг любой другой оси,  - зависит от того, вокруг какой оси мы подсознательно (и ошибочно) представляем себе вращение мира.
  Если лечь на пол перед зеркалом, можно наблюдать оба эффекта сразу. Комната сделает поворот вокруг вертикальной оси, так что поменяются местами левая и правая стороны, а у вашего тела стороны поменяются местами из-за поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей из головы в ноги.
  ПИТЕР РАССЕЛЛ
  Лондон, Великобритания
  На самом деле изображение не перевернутое. Присмотритесь к своему лицу в зеркале: левая сторона находится слева, а правая - справа.
  А теперь посмотрите на лицо другого человека без зеркала. Оно тоже перевернуто, потому что иначе на него не взглянуть: его правая сторона находится напротив вашей левой. С таким же успехом можно посмотреть на вставшего на голову человека: его левая сторона будет соответствовать вашей левой, а ноги - голове. Но обычно мы так не делаем, потому что это очень неудобно.
  Проведите такой эксперимент. Напишите на листе бумаги какое-нибудь слово и приложите его к зеркалу. Вы машинально повернете его вокруг вертикальной оси, и в зеркале левая и правая части слова поменяются местами. Это поворот изображения, а не зеркала.
  Повторите эксперимент, на этот раз приложите к зеркалу листок, повернутый вокруг горизонтальной оси. Слово перевернется «вверх ногами».
  АЛАН ХАРДИНГ
  Стэнстед, Эссекс, Великобритания
  Проблема связана с тем, как мы воспринимаем отражение в зеркале. Мы представляем себя стоящими на карусели, которая сделала пол-оборота и перенесла нас туда, где мы видим отражение, т. е. в зеркало. Мы видим, что верх и низ тела остались на прежних местах, но левая и правая стороны поменялись местами.
  Если вместо карусели воспользоваться чертовым колесом и представить, что оно подняло нас вверх, результат будет другим. Когда колесо делает пол-оборота, левая и правая стороны в зеркале оказываются на своих местах, а верх и низ меняются местами.
  Трудность в том, что мы ошибочно пользуемся в этих экспериментах вращением, когда на самом деле в отражении меняются планы. Поскольку нам нелегко вращать свое тело в реальности, мы создаем умозрительную картину, но она не всегда соответствует тому, что мы видим в действительности.
  Как правило, мы предпочитаем, чтобы верх и низ оставались на своих местах, потому воспринимаем левую и правую стороны как поменявшиеся в зеркале местами. Хотя при желании мы могли бы переставлять верх и низ.
  ДЭВИД СИНГЕР
  Сан-Франциско, Калифорния, США
  Запечатано светом

«Вскрывая конверты с самоклеящейся полоской, я иногда замечаю в клее лиловое флуоресцентное свечение. Оно продолжается очень короткое время, но может повториться, если снова запечатать конверт и опять открыть его. Чем вызван этот эффект?»
  СТЮАРТ ДУГУИД
  Эдинбург, Великобритания
  Окрашенное свечение - одна из форм хемилюминесценции. Для разделения склеенных поверхностей требуется энергия, которая разрушает силы притяжения между молекулами клея.
  Предположительно, процесс открывания конверта придает избыточную энергию молекулам клея и приводит их в состояние возбуждения. Пока они возвращаются в нормальное состояние, энергия проявляется в виде зримого свечения. Разница в энергии между возбужденным и нормальным состоянием определяет длину волны, отсюда и цвет свечения, в данном случае - лиловый.
  Это явление отличается от флуоресценции, при которой свет (обычно ультрафиолетовый) сначала впитывается, а затем испускается с увеличенной длиной волны (в видимом спектре). При флуоресценции появляются яркие, радужные цвета, а синее свечение вы могли наблюдать, потягивая тоник возле ультрафиолетовой лампы, какие часто встречаются в ночных клубах.
  ПОЛ РАЙТ
  Пил, остров Мэн
  Подобный эффект можно увидеть, если оторвать кусок изоленты.
  Впервые я заметил его примерно 30 лет назад, и это открытие по случайности произошло вскоре после взрыва в угольной шахте. Последними людьми, которые спустились в шахту до взрыва, были электрики.
  Я задумался о том, пользовались ли электрики изолентой, и даже отправил властям письмо с вопросом о возможной опасности изоленты как причины взрыва.
  Но мне ответили, что описанный эффект давно известен и что в этом свечении недостаточно энергии, чтобы вызвать взрыв метана в шахте.
  МАЙК ГЭЙ
  Канада
  Я заметил свечение, о котором пишет автор предыдущего ответа, на конвертах из Королевского химического общества и задумался о том, как оно действует на воспламеняющиеся газы в атмосфере. Как я пошутил в обратном письме, члены Королевского химического общества часто вскрывают конверты в более взрывоопасной атмосфере, нежели метановая.
  Недавно один из взрывов приписали именно этой причине - по крайней мере, сдиранию наклеенной этикетки. Возможно, в будущих изданиях «Справочника Бретрика по химически опасным реакциям» появится новая статья: «Клейкие этикетки. Толсон П. и др.».
  Мощный свинцовый аккумулятор взорвался, когда оператор оторвал от него клейкую этикетку. Расследование показало, что при этом возникло напряжение более 8 киловольт. Взрыв вызван разрядом в заполненном водородом и кислородом пространстве после перезарядки аккумулятора. Разряды такого же рода редактор наблюдал при вскрывании конвертов с самоклеящимися полосками, полученных из Королевского химического общества.
  П.АРБЕН
  Кенилуорт, Уорикшир, Великобритания
  Барабанка

«Почему банка Swarfega при ударе издает барабанный звук?»
  БРЮС БАСУЭЛЛ
  Бат, Сомерсет, Великобритания
  Очищающему средству для рук Swarfega, как и многим другим веществам, присущи одновременно вязкость и эластичность. Этот гель образован сетью слабых эластичных связей. Под действием сдвигающего усилия они легко рвутся; это происходит, когда мы чистим этим средством руки. Если же связи не разорваны, а подвергнуты действию силы, не превышающей предел эластичности вещества (например, при ударе по банке), они не теряют энергию и вибрируют, как пружина.
  Период вибрации зависит от энергии и длины связей. Если удар приходится по разветвленным сетям прочных и сравнительно коротких связей, например в металлической наковальне, звук будет звенящим и высоким. Сети слабых и длинных связей, как в средстве Swarfega, дают натуральные низкочастотные гармонические колебания при ударе. Эти колебания быстро гасит вязкий компонент средства, который не хранит энергию удара, а рассеивает ее в виде тепла и энтропии.
  УЭЙН КОЛЛИНЗ
  Тоддингтон, Бедфордшир, Великобритания
  Средство Swarfega - либо гель, либо очень вязкая жидкость (фазовый переход возможен при обычных комнатных температурах). Есть что-то необычное в том, что самые распространенные вещества в природе обладают высокими внутренними потерями на трение, и при ударе по банке раздается глухой звук. Низкие внутренние потери Swarfega указывают, что на молекулярном уровне это вещество может обладать какой-то структурной упорядоченностью.
  Поскольку это очищающее средство, у его молекул есть ионное окончание, которое соединяется с водой, и жировое окончание, которое вода отталкивает. Молекулы могут образовывать почти сферические структуры, в которых жировые окончания направлены наружу, а водяные - внутрь. Затем они будут легко скользить друг по другу, пока вещество не деформируется и в нем не возникнет механический резонанс с низкими потерями в случае малой амплитуды управляющего возмущения. Помнится, если в банку с Swarfega добавить воду, резонирующий эффект ослабеет.
  ДЖ. М. ВУДГЕЙД
  Рэлей, Эссекс, Великобритания
  В плену пленки

«Почему пищевая пленка не липнет к металлической посуде так же хорошо, как к такой же гладкой стеклянной или керамической?»
  ТИМ БЛУМФИЛД
  Летчуорт, Хартфордшир, Великобритания
  Пищевая, или упаковочная, пленка при отрывании от рулона приобретает электрический заряд. Затем она липнет к изолирующей поверхности по тому же принципу, по которому незаряженные клочки бумаги липнут к наэлектризованному экрану компьютера или телевизора.
  Пленка прилипает к поверхности предмета, если между ним и пленкой имеется значительная разность электрических потенциалов. Это достигается, когда предмет служит изолятором. Если предмет металлический, заряд из пленки рассеивается в нем, нужный эффект не наблюдается.
  Не липнет к посуде и старая пленка, давно оторванная от рулона. Спустя некоторое время пленка теряет заряд, а вместе с ним - и клейкие свойства.
  АЛИСТЕР ГАМИЛЬТОН
  По электронной почте, без обратного адреса
  Пищевая пленка приобретает статический заряд, когда ее отрывают от рулона. Можно почувствовать этот заряд, если оторвать кусок пленки и поднести его к лицу: вы ощутите, что волоски на щеке встали дыбом. Этот заряд проникает в металл, а в стекле или в пластике остается на поверхности. Чем больше статического электричества, тем надежнее держится пленка.
  ДЖЕФФРИ УЭЛЛС
  По электронной почте, без обратного адреса
  Кто шуршит?

«Откуда берется энергия, от которой тонкий белый пакет из супермаркета так громко шуршит?»
  ЛЮСИ БЕРКИНШОУ
  Лестер, Великобритания
  Эту энергию создаете в основном вы, потому что сам по себе пакет не шуршит. Шорох создают резкие движения, таких же можно добиться, если тереть или сгибать жесткую пластину. Пакеты делают из полиэтиленовой пленки, которая в отсутствие специальной обработки отличается податливостью, хорошо мнется и почти не издает шума. Она эластичнее, чем пластик, поэтому легко поглощает напряжение.
  Но для изготовления пакетов пленку растягивают, чтобы она стала тонкой, удобной в обращении и настолько дешевой, чтобы выдавать ее бесплатно вместе с товарами. При этом молекулы выравниваются, образуют более жесткие поверхности. Чтобы пакеты выглядели лучше, а их содержимое не было таким заметным, производители добавляют в полиэтилен красители и затвердители. В итоге получаются пакеты, которые отзываются громким шорохом на каждое движение, прикосновение и трение.
  ДЖОН РИЧФИЛД
  Деннесиг, Южная Африка
  Первое включение

«Почему нить лампочки обычно лопается, когда свет включают после перерыва, а не в конце длинного вечера, когда нить раскалена после длительной работы?»
  АЛАН СТЕЙТЕН
  Сент-Айвс, Корнуолл, Великобритания
  Когда лампочку включают, на тонкую нить накаливания обрушивается тройной удар.
  От сопротивления металла повышается температура нити. При включении сопротивление составляет одну десятую долю обычного рабочего, поэтому через нить проходит ток силой, в десять раз превышающей расчетную величину, быстро нагревает нить и создает тепловое напряжение.
  Если какая-нибудь часть нити тоньше остальных участков, она будет нагреваться еще быстрее. Удельное сопротивление на миллиметр длины окажется выше, чем в остальной нити, поэтому на данном участке тепло будет накапливаться быстрее, чем на соседних, в результате тепловое напряжение резко возрастет.
  Вдобавок ко всему, нить представляет собой спираль, которая также действует как электромагнит. Из-за магнитных свойств соседние витки отталкиваются друг от друга, поэтому проходящий по нити ток оказывает воздействие на тонкую и хрупкую нить, создавая механическое напряжение.
  Неудивительно, что бедняжка рвется при включении света.
  РОБЕРТ СЕНИОР
  Аппингем, Ратленд, Великобритания
  Чем выше сила электрического тока, который проходит через вольфрамовую нить обычной лампочки накаливания, тем сильнее нагревается металл. Когда лампочку только включают, температура нити очень быстро повышается, нить раскаляется добела. При таком быстром нагревании нить подвергается максимальному воздействию физического и теплового напряжения. Когда ток выключается, нить находится в тепле лампочки, поэтому температура изменяется медленнее, чем при включении. Следовательно, вероятность, что нить лопнет при включении, гораздо выше, чем во время работы или при остывании после включения.
  РОСС Х.КЛЕМЕНС
  Норт-Наррабин, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Нить накаливания лампочки лопается при включении тока потому, что сила тока и температура при этом максимальны. Если измерить сопротивление холодной нити лампочки, обнаружится, что оно гораздо меньше расчетного.
  Для 100-ваттной лампочки сопротивление, измеренное мной в холодном состоянии, составило всего 6 Ом, а в горячем - около 140 Ом. Таким образом, сила тока и температура гораздо выше при включении, чем после того, как лампочка уже поработала некоторое время и достигла расчетной температуры. Это особенно справедливо для тех участков нити, где она истончилась от старости и испарения частиц металла. Большая начальная сила тока действует на эти участки нити, создавая температуру гораздо выше стандартной, отчего нить и плавится. Сразу после включения лампочки выполняют более трудную работу, тонкие участки нити нагреваются гораздо сильнее, чем просто при эксплуатации.
  У.АНРАХ
  Ванкувер, Канада
  Лампочка накаливания дает свет благодаря нагреванию вольфрамовой нити до температуры около 2500 °C. При высокой температуре атомы вольфрама испаряются с поверхности нити, вызывая почернение, которое иногда видно внутри стеклянной колбы. Из-за этого испарения нить со временем становится тоньше.
  Горячая точка, разрушающая нить, может появиться на ней по двум причинам. Во-первых, если расстояние между двумя витками вольфрамовой спирали окажется меньше среднего, температура сжатых витков будет выше нормальной, поскольку пространства для излучения у них меньше. Во-вторых, некоторые витки спирали могут быть тоньше остальных. Сопротивление этих витков окажется выше, чем у обычных.
  Следовательно, скорость теплообразования в горячих точках будет больше, чем на соседних участках, а поскольку площадь поверхности тонких участков меньше, скорость теплоотдачи падает, таким образом температура нити оказывается выше нормальной.
  Поскольку скорость испарения увеличивается экспоненциально росту температуры, более горячие точки будут истончаться быстрее. По мере утончения нити в горячих точках ее сопротивление растет, следовательно, увеличивается и температура. Поэтому температура будет продолжать повышаться, а нить - истончаться в ускоряющемся темпе.
  Сопротивление холодной нити лампочки составляет примерно одну десятую сопротивления при нормальной рабочей температуре. Это означает, что при включении сила тока очень велика по сравнению с нормальной рабочей. Если диаметр нити в горячей точке станет достаточно мал, мощный ток при включении может расплавить нить.
  Когда между концами разорванной нити образуется зазор, электрический разряд вызывает искру или дугу в нем. Эта дуга может распространиться на провода, подводящие ток к нити накаливания. В этом случае дуга низкого сопротивления резко увеличивает силу тока в лампочке, и это, в свою очередь, вызывает срабатывание предохранителя или выключение тока в цепи. Дугу можно увидеть как вспышку света внутри лампы.
  БИЛЛ МАДИЛЛ
  Университет Центральной Англии, Бирмингем, Великобритания

6. Наша планета, наша Вселенная
  Полюсное время

«Какое время на Северном полюсе?»
  НАЙДЖЕЛ ГУДВИН
  Ноттингем, Великобритания
  На этот вопрос можно дать два ответа. Первый: для каждого человека время будет определяться его суточным (циркадным) ритмом. Поначалу это физиологическое время будет соответствовать времени на той долготе, на которой человек жил до того, как попал на полюс.
  За несколько недель, проведенных на полюсе, индивидуальный ритм установится, суточный период составит примерно 25 часов.
  Разумеется, есть также местное время, неподвластное человеческому измерению, если вы, конечно, не философ, живущий где угодно, только не на полюсе.
  Итак, второй ответ: время либо дневное (на протяжении шести летних месяцев), либо ночное (в шесть зимних месяцев).
  На равноденствие я не бывал на полюсе, но могу представить себе несколько сумеречных недель, когда солнце находится на горизонте.
  УИЛЛ ХОПКИНС
  Университет Отаго, Новая Зеландия
  Суть вопроса в следующем: каким образом измерять время человеку, который родился и вырос на Северном полюсе и никогда не слышал ни о Гринвиче, ни о Токио, ни о других городах Земли?
  Можно сделать это таким образом. Допустим, на Северном полюсе есть темный период года, когда солнце постоянно находится у линии горизонта. Прикрепите к шесту горизонтальную доску и нарисуйте на ней окружность, в которой начертите два диаметра перпендикулярно друг другу. Обозначьте точки пересечения окружности и диаметров А, Б, В и Г.
  На Северном полюсе звезды вращаются в плоскости, параллельной горизонту. Плоскость горизонта на полюсах совпадает с плоскостью небесного экватора.
  Затем выберите на горизонте какую-нибудь звезду и определите как нулевой час момент, когда эта звезда пересекает линию визирования через точку А, если смотреть от центра круга (шеста). Моменты пересечения звездой точек Б, В и Г соответствуют 6, 12 и 18 часам.
  После этого легко провести на доске другие прямые линии согласно промежуточным часам.
  Если бы мне потребовалось выполнить эту задачу в данный момент (на Северном полюсе), в качестве опорной точки я выбрал бы одну из трех звезд на поясе Ориона, потому что они находятся почти на небесном экваторе, являются самыми яркими из всех соседних звезд, а также из звезд на небесном экваторе и отчетливо видны невооруженным глазом.
  Следующей проблемой на полюсе будет выбор средств отсчета времени летом, когда звезд не видно из-за полярного дня.
  Нанеся зимой часовые линии, следует дождаться, когда солнце поднимется над горизонтом. В тот момент, когда оно появится и возвестит приближение полярной весны, мы отмечаем азимут солнца. Часовая линия, которой он соответствует, будет называться временем восхода по 24-часовой системе, разработанной зимой.
  Подобно звездам зимой, солнце будет вращаться в плоскости, параллельной горизонту, но, в отличие от нашей опорной звезды, которая вращается всегда в одной и той же плоскости, плоскость вращения солнца будет день ото дня подниматься и наконец достигнет наивысшей точки, расположенной под углом 23,5° к горизонту.
  После этого солнце будет опускаться все ниже, пока через шесть месяцев после первого появления не скроется за горизонтом.
  Д.С. ПАРЕНСИС
  Технологический университет Лулео,
  Швеция
  Вопрос задан некорректно: время не зависит от местонахождения. Когда в Лондоне 18:00 по Гринвичу, на Северном полюсе, в Тимбукту и на обратной стороне Луны по Гринвичу тоже будет 18:00.
  Можно было бы спросить, в каком временном поясе находится Северный полюс, но и такая постановка вопроса неверна. Временной пояс - политическое и административное, а не географическое понятие. Поскольку Северный полюс находится за пределами территориальных вод, для него временной пояс не определен.
  Попытки определить время астрономическим путем также обречены на провал. Полдень - это время, когда солнце на юге, но на Северном полюсе оно всегда на юге. Полдень - время, когда солнце достигает самой высокой точки, но на Северном полюсе высота солнца над горизонтом всегда постоянна. Полдень - момент времени, разделяющий световой день на равные отрезки, но на Северном полюсе шесть месяцев светло, а потом еще шесть - темно.
  Полдень - время, когда солнце достигает самой высокой точки, но на Северном полюсе высота солнца над горизонтом всегда постоянна. Полдень - момент времени, разделяющий световой день на равные отрезки, но на Северном полюсе шесть месяцев светло, а потом еще шесть - темно.
  МАЙК ГАЙ
  Кембридж, Великобритания
  С геофизической точки зрения время имеет отношение к положению солнца относительно земли, а также к положению наблюдателя. Поскольку любое направление на Северном полюсе будет южным, солнце всегда находится на юге, следовательно, время на Северном полюсе всегда одно и то же.
  Какое это время? Международная демаркационная линия суточного времени проходит через Северный полюс, следовательно, сам полюс находится между текущим днем и следующим. Другими словами, на Северном полюсе всегда полночь.
  Этим объясняется, как Дед Мороз ухитряется доставлять подарки всем девочкам и мальчикам мира за единственную ночь.
  Он просто выходит из своего грота на юг (т. е. в любую сторону - ведь дело происходит на Северном полюсе), раздает столько подарков, сколько поместится в санях, а потом оказывается дома ровно в то же время, в какое вышел оттуда. Так что можно взять следующую партию подарков, раздать их, вернуться домой и т. д.
  ПАТРИК УИТТЕЙКЕР
  Хаунслоу, Миддлсекс, Великобритания
  Северный полюс - истинная родина политиков, потому что здесь на вопрос: «Который час?» - каждый может со всей честностью ответить: «А какой вам нужен?»
  ПОЛ БИРЧЕЛЛ
  Майклоувер, Дербишир, Великобритания
  Дышите глубже

«Правда ли, что с каждым вдохом или глотком воды в наш организм попадает несколько атомов, которые вдыхал или глотал Леонардо да Винчи (об этом я читал в детской научно-популярной книжке в 1960 году)?»
  СТИВ МОЛАЙН
  Уэнтуорт-Фоллс, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Мы действительно вдыхаем значительное количество молекул, когда-то побывавших в легких Леонардо, и, увы, Адольфа Гитлера и ему подобных. Проверить это нетрудно, расчеты достаточно просты.
  Общая масса атмосферы Земли - около 5  10^21^ граммов. В воздухе на четыре молекулы азота приходится одна молекула кислорода, вес 1 моля воздуха равен 28,8 грамма. В одном моле любого вещества содержится около 6  10^23^ молекул. Следовательно, в атмосфере Земли всего 1,04  10^44^ молекул.
  Один моль любого газа при температуре тела и атмосферном давлении имеет объем около 25,4 литра. Объем воздуха, в среднем вдыхаемый и выдыхаемый человеком за один вдох,  - 1 литр. Отсюда можно сделать вывод, что за один раз Леонардо да Винчи выдыхал около 2,4  10^22^ молекул.
  Так как мы вдыхаем каждый раз примерно 2,4  10^22^ молекул, вполне вероятно, что в наш организм попадает 4,9  10^9^ молекул, которые выдохнул Леонардо. В сущности, таким же способом можно доказать, что мы вдыхаем примерно 5 молекул, которые Леонардо выдохнул перед смертью.
  Разумеется, чтобы прийти к такому выводу, требуется принять ряд довольно грубых допущений. Мы исходим из предположения, что молекулы Леонардо хорошо перемешаны с остальными молекулами атмосферы (что вполне вероятно - за 500 лет), что он не использовал повторно свои же молекулы, что потерь атмосферных молекул из-за будущих поколений, сгорания, связывания азотом и т. д. не наблюдалось. Тем не менее значительная часть молекул может потеряться и повлиять на результат вычислений.
  Зная, что суммарное количество молекул в гидросфере 5,7  10^46^, подобные подсчеты можно произвести для воды. Они показывают, что в одном глотке жидкости содержится около 18  10^6^ молекул, которые при жизни Леонардо побывали в его организме. Поэтому вполне вероятно, что в каждом выпитом вами стакане воды есть частица мочи Леонардо.
  ПИТЕР БОРРОУЗ
  Эппинг, Эссекс, Великобритания
  В соответствии с законом сохранения материи атомы во Вселенной участвуют в непрекращающемся «цикле переработки». Благодаря гравитации почти все они остаются на Земле. Некоторые атомы на нашей планете действительно побывали в организме да Винчи, хотя доля этих атомов в атмосфере Земли так ничтожна, что это маловероятно.
  Если вспомнить, как долго Землю населяли динозавры, можно быть абсолютно уверенными в том, что в каждом нашем вдохе содержится частица, которая когда-то была частицей динозавров, а в каждом яблоке - много атомов, ранее входивших в организм животного или даже человека. Вегетарианцам есть о чем задуматься.
  ГЛЕНН АЛЕКСАНДЕР
  Уоллонгонг, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Этот вопрос наверняка даст пищу для размышлений гомеопатам. Чрезвычайно высока вероятность, что в стакане воды содержится несколько гомеопатических молекул, эффективных для лечения всех известных нам болезней. И все это абсолютно бесплатно.
  ЛАССИ ХИВАРИНЕН
  Ле Весине, Франция
  Полуденный раздел

«После полудня дневных часов больше, чем до полудня, особенно летом. Значит ли это, что полуднем назвали не то время?»
  ДИН ШЕРВИН
  Рединг, Беркшир, Великобритания
  Полуденным называется тот момент, когда Солнце пересекает местный меридиан - одну из воображаемых линий, соединяющих Северный полюс с Южным и проходящих под прямым углом к экватору. Если выставить на часах полдень в то время, когда Солнце пересекает меридиан, продолжительность дня до и после полудня будет одинаковой.
  Но это означает, что в поездках на восток или запад даже на короткие расстояния часы придется настраивать заново. Чтобы избежать этой путаницы, мы пользуемся часовыми поясами - зонами, на всей территории которых время одинаковое, безотносительно к реальному меридиану. Номинально ширина часовых поясов составляет 15°, но на практике они различаются по размеру и форме из политических, географических и практических соображений. Разница между временем по местному меридиану и временем по часовому поясу может быть довольно заметной, особенно если живешь у границы часового пояса, имеющей сложную форму.
  ДЭВИД ЭДДИ
  Перт, Западная Австралия
  Появление часовых поясов обычно приписывают необходимости, возникшей в связи с развитием сети железных дорог в США, протянувшихся преимущественно с востока на запад. До строительства железных дорог в большинстве городов действовало местное время, полдень устанавливали по положению солнца. Затем поезда начали ходить так быстро, что необходимость подстраиваться к местному времени вызывала сбои в графике. Именно поэтому были введены часовые пояса.
  КИТ АНДЕРСОН
  Кингстон, Тасмания, Австралия
  Стандартное время в Великобритании вычисляется по Гринвичскому меридиану. Автор вопроса из Рединга находится на той же широте, что и Гринвич, но на один градус долготы западнее. Следовательно, местный полдень и закат наступают на четыре минуты позже, чем в Гринвиче, а местное время Рединга отстает на четыре минуты от стандартного местного времени, принятого в Великобритании.
  Это значит, что в Рединге продолжительность светового дня после полудня, показываемого часами, в среднем дольше продолжительности светового дня до полудня. К востоку от Гринвичского меридиана после полудня световой день в среднем короче, чем утром. В Гринвиче разница между продолжительностью светового дня до и после двенадцати часов в среднем в году равна нулю.
  В любой отдельно взятый день продолжительность светового дня утром и после обеда зависит не только от географических широты и долготы, но и от уравнения времени. Это разница во времени между средним Солнцем, по которому устанавливается время на часах, и истинным Солнцем. Она возникает из-за эксцентриситета орбиты вращения Земли вокруг Солнца и наклона оси Земли к плоскости орбиты. Значение уравнения времени меняется на протяжении года от -14 минут до +16 минут, и это основная причина разницы во времени, которую можно определить по солнечным и по обычным часам. Существует также незначительная разница между продолжительностью светового дня до и после полудня, вызванная ежегодным движением Солнца вокруг эклиптики.
  Сочетание перечисленных эффектов может создавать разницу между продолжительностью светового дня до и после полудня, для Рединга превышающую полчаса.
  Все это не значит, что полуднем назвали не то время: просто стандартная временная система, простота и единообразие которой необходимы для коммуникаций, не может учесть все нюансы сложного движения Солнца.
  Дальнейшее удлинение послеполуденных дневных часов и укорачивание их же до полудня во время перехода на летнее время - предсказуемый результат перевода часов на один час.
  ДЭВИД ЛЕ КОНТ
  Астрономическое общество Гернси
  Полдень по среднему гринвичскому времени - всего лишь середина дня на гринвичском меридиане. Если вы находитесь западнее Гринвича, например в Рединге, где Солнце встает и садится позднее, 12:00 по среднему гринвичскому времени наступают раньше, нежели точно между рассветом и закатом. За 24 часа Солнце проходит путь в 360° - по 15° за час. Я пишу эти строки на севере Лондона (0° 10 западной долготы), здесь 12:00 по среднему гринвичскому времени наступают за 24 секунды до полудня. Если бы я жил в Суонси (3° 36 западной долготы), 12:00 по среднему гринвичскому времени наступали бы за 16 минут до полудня.
  Согласно центральноевропейскому зимнему времени 12:00 в Берлине (13° 30 восточной долготы) наступают на 6 минут раньше полудня, а в Париже (2° 15 восточной долготы)  - почти за 50 минут до полудня.
  Крайний пример - Лиссабон в Португалии (9° западной долготы), где недавно было принято центральноевропейское время: часы там бьют 12:00 за два с половиной часа до полудня.
  НАЙДЖЕЛ УИТЛИ
  Лондон, Великобритания
  Под голубыми небесами

«Почему в ясный день небо голубое?»
  ДЖЕСПЕР ГРЭМ-ДЖОНС
  Саутгемптон, Гемпшир, Великобритания
  Голубизна неба объясняется процессом, который называется рассеянием Рэлея. Солнечный свет встречает на своем пути молекулы воздуха и рассеивается во всех направлениях. Степень рассеивания напрямую зависит от частоты, т. е. от цвета лучей. Голубой цвет, имеющий высокую частоту, рассеивается в десять раз сильнее, чем красный, которому соответствует более низкая частота. Поэтому «фоновым» рассеянным светом, который мы видим в небе, является голубой.
  Тот же процесс объясняет красивые красно-оранжевые оттенки неба на закате. Когда Солнце висит низко над горизонтом, его свет проходит через толщу атмосферы по пути к нам. На этом пути голубой свет рассеивается, а красный, менее подверженный рассеянию, остается видимым для нас.
  РИК ЭРАХО
  Клекхитон, Западный Йоркшир, Великобритания
  Голубой цвет небо имеет благодаря рассеянию Рэлея. Согласно классической физике ускоряющиеся частицы обладают электромагнитным излучением. И наоборот, электромагнитное излучение может влиять на заряженные частицы, вызывая их колебания. Колеблющаяся частица постепенно ускоряется и создает излучение. Мы говорим, что она становится вторичным источником излучения. Этот эффект называется рассеянием падающего излучения.
  Атмосфера Земли состоит из различных газов, которые, смешиваясь, образуют воздух. Каждую молекулу воздуха можно рассматривать как электронный излучатель. Распределение электронного заряда каждой молекулы - рассеяние падающего излучения в поперечном сечении. Это территория, на которую должно попасть падающее излучение, чтобы произошло рассеяние. Количество рассеянного излучения будет зависеть от величины поперечного сечения. При рассеянии Рэлея поперечное сечение пропорционально биквадрату частоты падающего излучения. Солнечный свет состоит из различных видимых частот: от низкой (красный цвет) до высокой (голубой). Поскольку голубой цвет имеет более высокую частоту, чем другие видимые компоненты, голубая часть спектра солнечного света будет рассеяна сильнее. Этот рассеянный свет мы видим, поэтому небо кажется нам голубым.
  Заодно можно объяснить, почему закаты красные. Когда Солнце садится за горизонт, его свет проходит через атмосферу. Голубой рассеивается сильнее, а красный, имеющий низкую частоту и менее подверженный рассеянию, достигает наблюдателя.
  Д.РОБЕРТС
  Кафедра физики, Университет Шеффилда,
  Южный Йоркшир, Великобритания
  Китайская головоломка

«Говорят, Великая Китайская стена - единственный рукотворный объект, видимый из космоса. Чтобы объект был виден из космоса, глаз должен воспринимать его как двумерный. Великая Китайская стена невероятно длинная, но очень узкая. Если можно увидеть ее из космоса, значит, видимыми будут и другие объекты, которые можно воспринимать как двумерные - например, пирамида Хеопса, хотя ее суммарная площадь гораздо меньше. Может быть, способность зрения воспринимать предметы меняется из-за влияния большего размера объекта на меньший? Или на самом деле Великую Китайскую стену не видно из космоса?»
  А.Р. МАКДЕРМЕД-ГОРДОН
  Сейл, Чешир, Великобритания
  Стену из космоса не видно. Общеизвестно, что это одна из современных легенд, вероятно, занимающая второе место в мире по известности после массовых самоубийств леммингов.
  Обладатель идеального зрения способен без бинокля или телескопа разглядеть дугу величиной не более 1. По очень приблизительной оценке ширина Великой Китайской стены 6 метров. Это означает, что ее не разглядеть с высоты около 20 километров, вдвое превышающей высоту горы Эверест. Даже если принять во внимание тень стены, она будет видна лишь на некоторых участках общей протяженностью около 60 километров. Из-за сопротивления воздуха космические корабли не могут летать на такой высоте.
  Однако существует множество других рукотворных объектов, видимых из внеземного пространства, самый большой из них - голландские польдеры, или отвоеванные у моря земли. Большие города тоже видны по ночам как скопления уличных огней.
  Д.ФИСК
  Ипсвич, Суффолк, Великобритания
  Известно, что человеческому глазу удобнее высматривать длинные объекты, а не короткие, поэтому Великая Китайская стена вполне может быть видна с Луны. Но на некоторых участках стена почти полностью разрушена и часто незаметна даже на Земле, не говоря уже о космосе. Х.Дж. Арнольд, специалист по фотографии и опытный астроном, исследовал эту проблему и пришел к выводу, что увидеть стену с Луны физически невозможно.
  Нил Армстронг из экипажа «Аполлона-11» утверждал, что стена точно не видна с Луны. Его коллега, астронавт Джим Лоуэлл из экипажа «Аполлона-8» и «Аполлона-13», подробно записал свои наблюдения и заявил, что гипотеза насчет стены абсурдна. Джим Ирвин, совершивший полет на «Аполлоне-15», говорил, что о разглядывании стены из космоса не может быть и речи.
  Фотографии, сделанные беспилотными спутниками и зондами, доказывают, что местонахождение стены иногда можно определить по песку, нанесенному с наветренной стороны, но сама стена невидима. Вероятно, это конец еще одной легенды.
  РОБЕРТ БРАУН
  Эшби-де-ла-Зух, Лестершир, Великобритания
  Приливы и отливы

«Может быть, кто-нибудь объяснит мне в простых и доступных выражениях, почему высокие приливы случаются одновременно с обеих сторон Земли?»
  ПЭТ ШЕЙЛ
  Сидней, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Чтобы разобраться в причинах приливов, следует пренебречь суточным вращением Земли вокруг своей оси и сосредоточиться только на вращении системы Земля - Луна.
  Это вращение происходит вокруг общего центра гравитации системы, который находится на полпути от поверхности к центру Земли и заставляет каждую точку внутри земного шара или на его поверхности описывать окружность радиусом, равным расстоянию от общего центра притяжения до центра Земли.
  Следовательно, в каждой точке действует центробежная сила, имеющая везде одинаковую величину и направленная от Луны, параллельно линии, соединяющей центры Земли и Луны. Эта центробежная сила отличается от тех, которые созданы вращением Земли; ими мы пренебрежем.
  На каждую точку Земли также действует сила притяжения, направленная к Луне; эта сила имеет различное направление в разных точках Земли.
  Равнодействующая этих двух сил создает приливообразующую силу. Если мы рассмотрим две точки на поверхности Земли, одну - непосредственно под Луной, а другую - на оборотной стороне планеты, выяснится, что сила притяжения Луны в ближайшей к ней точке больше центробежной силы, которая, как мы уже говорили, направлена от Луны.
  Дальняя точка отстоит дальше от Луны на один диаметр Земли, сила притяжения Луны в этой точке меньше центробежной силы, как и результирующая сила, действующая на точку, более удаленную от Луны.
  В большинстве популярных источников одновременное возникновение приливов в двух противоположных точках планеты объясняется тем, что, когда Луна притягивает воду в ближайшей точке, слегка меняется и положение земного шара.
  Но это объяснение не дает понять, почему такая система не рушится под действием взаимного притяжения Луны и Земли.
  Д.С. ПАРЕСНИС
  Кафедра геофизики,
  Технологический университет Лулео, Швеция
  Если пренебречь влиянием других небесных тел, центр массы Земли и центр тяжести Луны находятся в свободном падении и следуют по орбитам вокруг общего центра масс системы Земля - Луна, где притяжение и центробежное ускорение полностью уравновешиваются.
  Но на большей части поверхности Земли этот баланс будет нестабильным, потому что Луна находится или ближе, или дальше, но все равно вынуждена следовать по орбите с той же скоростью, что и центр массы Земли.
  В океане на поверхности Земли, обращенной к Луне, сила лунного притяжения больше центробежной силы, поэтому вода образует выпуклость, направленную к Луне.
  На противоположной стороне Земли преобладает центробежная сила, поэтому вода образует выпуклость, направленную от Луны. Обе выпуклости создают высокие приливы.
  В сущности, поверхность моря, которая в противном случае была бы сферической, растянута вдоль оси Земля - Луна по эллипсоиду, и, поскольку любая точка на Земле входит в зону выпуклости и выходит из нее, следом за местным приливом наступает отлив.
  ГРЕГ ЭГАН
  Перт, Западная Австралия
  Одновременные высокие приливы на противоположных сторонах Земли - результат дисбаланса гравитационных и центробежных сил. Приливы создаются притяжением Земли и Луны, и в меньшей степени - взаимодействием Земли и Солнца.
  Мы привыкли считать, что Луна вращается вокруг Земли, но на самом деле Луна и Земля движутся по орбите вокруг общего центра масс, который находится ближе к центру Земли. Центробежные силы, создаваемые орбитальным движением обоих небесных тел, уравновешивают гравитационное притяжение каждого из них.
  Но этот баланс точен только в центре каждого небесного тела. На стороне Земли, ближайшей к Луне, притяжение Луны чуть сильнее, а центробежная сила - слабее, чем у центра Земли, поэтому вода здесь притягивается к Луне. На противоположной стороне Земли притяжение слегка слабее, а центробежная сила больше, поэтому вода притягивается в противоположную сторону от Луны.
  МАРК БЕРТИНАТ
  Честер, Великобритания
  Соленая тайна

«Младшие классы Гленбрукской школы летом возили на экскурсию к морю. Нам понравилось, только непонятно, почему море соленое. Моя мама не знает».
  ДЖОН КОННОЛЛИ
  Лондон, Великобритания
  Вода в море соленая потому, что впадающие в него реки приносят с суши соли и другие минеральные вещества. Соли растворяются в реках, а реки несут их в море. Солнце испаряет воду из моря, получаются тучи, а соли и минеральные вещества остаются, поэтому вода в море солонее, чем в реках и озерах.
  ДЖЕК КЕЙВ-ЛИНЧ (9 ЛЕТ)
  Веллингтон, Новая Зеландия

  Джон Коннолли умным ребенком слывет:
  Вопросы он с малых лет задает.
  У соленого моря приятно гулять,
  Брызгаться, плавать, на солнце лежать.
  Но вода не похожа, как это ни странно,
  На воду в бутылке иль из-под крана.
  Джонни, послушать причину изволь:
  С сахаром - чай, а в море есть соль.
  И вот еще чем примечательно море:
  Разные соли есть в этом растворе.
  Здесь в тесноте, но никак не в обиде
  Возле хлоридов живут иодиды.
  Калий и магний дружной гурьбой
  На берег морской выносит прибой.
  Знания будут Джонни наградой.
  Ты умник. Беги, маму с папой порадуй!
  РЕЙ ХИТОН
  Солихалл, Западный Мидлендс, Великобритания
  Потери энергии

«Когда применяется так называемый эффект рогатки для ускорения межпланетных космических кораблей? Очевидно, в нем используется притяжение планеты, но мне с моими примитивными познаниями в физике кажется, что любая кинетическая энергия, приобретенная при приближении к объекту, будет неизбежно потеряна как потенциальная при удалении от объекта. Каким образом планета придает кораблю энергию?»
  ДЭВИД БЕЙТС
  Эли, Кембриджшир, Великобритания
  У меня возникли те же затруднения, что и у автора вопроса, когда я впервые услышал о запуске «Вояджера» с применением «эффекта рогатки». Очевидно, что чистого выигрыша в энергии не получится, если зонд просто преодолеет стационарное поле тяготения.
  Но Юпитер и поле его притяжения вращаются вокруг Солнца со скоростью около 1300 метров в секунду, и любой зонд, пролетающий за планетой, получит ускорение от ее движущегося поля тяготения - почти как серфер, использующий энергию волны. Энергию придает не поле тяготения, а кинетическая энергия движущейся планеты, которая слегка притормаживает на орбите и еще чуть-чуть приближается к Солнцу.
  Планета прибавляет скорость, направляясь к Солнцу и, как ни парадоксально, вращается быстрее, чем прежде. На приближение Юпитера к Солнцу на 10^-15^ метров (расстояние, примерно равное диаметру протона), затрачивается более 416 мегаджоулей.
  МАЙК БРАУН
  Натсфорд, Чешир, Великобритания
  Живые и мертвые

«В одной из песен американской актрисы и певицы Лори Андерсон повторялись слова “Теперь, когда живых больше, чем мертвых…” Правда ли это? Если да, когда это произошло? А если нет, может ли вообще произойти? Есть ли у нас достоверная статистика по численности населения в доисторический период?»
  ДЖОН ВУДЛИ
  Тулуза, Франция
  Приведенный ниже ответ основан на вычислениях, опубликованных Международным институтом статистики.
  Если население планеты всегда росло нынешними темпами, удваиваясь за период, равный средней продолжительности жизни человека, тогда количество ныне живущих превысило количество мертвых.
  На самом деле все было по-другому. В прошлом случались продолжительные периоды, когда численность населения совсем не росла, а люди продолжали умирать. Как ни странно, мы располагаем информацией о численности населения в разные исторические эпохи, в том числе данными переписей, которые проводили римляне и китайцы.
  Сведения по более древним временам получены, исходя из площади обрабатываемой земли или охотничьих угодий, а также количества людей, которые могли прокормиться плодами этой земли (с учетом существовавших тогда методов производства продуктов питания). По оценкам Ж.-Н. Бирабена, за 40 000 лет до начала н. э. в мире насчитывалось 500 тысяч человек. Численность населения росла, но темпы ее роста менялись: в первом тысячелетии новой эры она составляла 200 -300 миллионов человек, а в начале XIX века достигла миллиарда человек.
  Умножая численность населения на показатель смертности, мы обнаружим, что всего с 40 000 года до н. э. до наших дней умерло порядка 60 миллиардов человек. А нынешняя численность населения всего мира не превышает 6 миллиардов.
  Несмотря на то что подтвердить точность исторических сведений невозможно, погрешности не могут быть настолько велики, чтобы прийти к выводу о превосходстве численности живущих людей. Мертвых всегда было больше, и так будет продолжаться еще неопределенно долгое время.
  РОДЖЕР ТЭТЧЕР
  Нью-Молден, Суррей, Великобритания
  В саду Едемском количество живых (2 человека) превосходило количество мертвых (0).
  ДЖ. Л. ПАПАГЕОРГИУ
  Лестер, Великобритания
  В древнеиндийском эпосе «Махабхарата» старшему среди пандавов Юдхиштхире бог Яма, страж загробного мира и всех праведных, задает множество вопросов, в том числе и приведенный выше, чтобы испытать познания, силу разума и правдивость Юдхиштхиры.
  Превратившись в аиста, Яма охранял пруд, из которого напились четыре брата Юдхиштхиры. Не сумев ответить ни на один вопрос Ямы, братья пали мертвыми. Когда Яма в облике аиста спросил: «Кого больше, живых или мертвых?» - Юдхиштхира ответил: «Живых, ведь мертвых уже нет!»
  Яма принял этот и все остальные ответы Юдхиштхиры, который на самом деле приходился ему сыном, благословил его и воскресил его мертвых братьев.
  ШАФИ АХМЕД
  Лондон, Великобритания
  Искусственный снег

«Можно ли снизить влияние парникового эффекта, если выкрасить крыши домов в белый цвет, чтобы они отражали солнечные лучи так же, как снеговые шапки полюсов? Существует ли краска, обладающая отражающими свойствами снега?»
  ПОЛ НОЛАН
  Уоррингтон, Чешир, Великобритания
  Белые крыши могли бы отражать больше солнечного света и компенсировать глобальное потепление. По данным Глобального картографического проекта для городской и сельской местности (GRUMP), разработанного Институтом Земли при Колумбийском университете (Нью-Йорк), примерно 3 % поверхности суши занимают различные строения.
  Альбедо Земли составляет 0,29; это означает, что Земля отражает около 29 % солнечного света, попадающего на нее. При альбедо, равном 0,1, города поглощают больше солнечного света, чем планета в целом. Перекраска всех крыш в белый цвет увеличит альбедо Земли с 0,29 до 0,30. В соответствии с очень простой нуль-мерной моделью Земли это приведет к падению температуры на планете почти на 1 °C, что полностью компенсирует глобальное потепление, возникшее с началом промышленной революции. Но в нуль-мерной модели не учитывается влияние атмосферы и, что особенно важно, роль облаков. Интересно было бы узнать, есть ли более сложные модели, предсказывающие последствия подобного похолодания.
  МАЙК ФОЛЛОУЗ
  Уилленхолл, Западный Мидлендс, Великобритания
  Гораздо полезнее было бы превратить крыши в мини-электростанции, покрыв их фотоэлектрическими плитками. Эта энергия заменила бы значительную часть энергии полезных ископаемых, и нам не пришлось бы нарушать сложную и нестабильную климатическую систему Земли. Лучше профилактика, чем лечение, эффект которого неизвестен.
  МАЙК ХАЛМ
  Норидж, Великобритания
  Угасающая звезда

«Производя энергию, Солнце скорее всего теряет массу, и сила его притяжения ослабевает. Будут ли планеты по спирали отдаляться от Солнца? Если да, то насколько и как далеко окажется Земля к тому времени, как Солнце превратится в красного гиганта?»
  МАЙК ГЭНЛИ
  Фернтри, Тасмания, Австралия
  Солнце теряет около 4 миллионов тонн в секунду - массовый эквивалент энергии, которую оно вырабатывает в ходе термоядерных реакций. Еще несколько миллионов тонн - потери, вызванные солнечным ветром и другими выбросами частиц. Но даже после двух миллиардов лет эти потери составляют всего одну десятитысячную массы Солнца. Поэтому и расстояние от Солнца до Земли увеличится на долю такого же порядка.
  Ситуация кардинально изменится, когда Солнце наконец превратится в красного гиганта, что произойдет примерно через 6 миллиардов лет. В то время радиус Солнца будет в 100 раз превышать нынешний. Согласно последним оценкам, в состоянии гиганта Солнце может поглотить Меркурий, Венеру и Землю, а более удаленные планеты, такие как Марс, уцелеют и будут продолжать двигаться по орбитам, даже когда Солнце станет белым карликом.
  Если предположить, что окончательная масса Солнца как белого карлика составит 0,6 нынешней, планетарные орбиты в этом очень далеком будущем увеличатся на 80 % по сравнению с нынешними - по причинам, которые упомянуты в вопросе.
  С.СВИРАМ
  Индийский институт астрофизики,
  Корамангала, Бангалор, Индия
  Удивительно, но, несмотря на то что каждую секунду Солнце превращает в чистую энергию 4 миллиона тонн своей массы и будет продолжать сжигать водород, пока через несколько миллиардов лет не превратится в красного гиганта, оно потеряет только малую толику своей нынешней массы. Чтобы Земля сохранила свой вращательный момент, радиус ее орбиты должен увеличиваться со скоростью всего 1 сантиметр в год.
  Но этого будет слишком мало, чтобы компенсировать неуклонно усиливающуюся яркость Солнца. Поэтому Земля обречена повторить судьбу своей небесной соседки Венеры и столкнуться с последствиями возникшего естественным путем парникового эффекта - конечно, если деятельность человечества не ускорит его приближение.
  МАЙК ФОЛЛОУЗ
  Уилленхолл, Западный Мидлендс, Великобритания

7. Непредсказуемая погода
  Небесные вилы

«Почему молния раздваивается? Каков диаметр молнии?»
  МАЙКЛ ЛИ
  Лондон, Великобритания
  Молния обычно приносит на землю отрицательный заряд грозы. Отрицательно заряженная ветвь предшествует видимой молнии, направляется вниз из туч, пронзает воздух, в котором присутствуют положительно заряженные «карманы». Они возникают из-за точечных разрядов ионов, притянутых от земли мощным электрическим полем грозы.
  Ведущая ветвь молнии разветвляется в попытке найти путь наименьшего сопротивления. Когда одна из ветвей приближается к земле, негативные заряды притягивают положительные ионы вертикальных объектов, таких как трава и деревья, и образуют проводящий путь между тучами и землей. Затем негативный заряд уходит в землю, начиная от нижней точки ведущей ветви молнии. Это видимый «обратный удар», свечение которого движется вверх, а заряд - вниз. Ответвления главной ветви, которым не удалось дотянуться до земли, раскаляются сильнее, когда их заряды направляются в главную ветвь.
  На снимках толщина ветвей молнии часто выглядит увеличенной из-за передержки пленки. Судя по следам на объектах, поврежденных ударами молнии, диаметр ее ветви составляет 2 -100 миллиметров.
  Р.САУНДЕРС
  Группа физики атмосферы,
  Манчестерский университет, Великобритания
  Море волнуется

«Какой механизм преобразует энергию ветра в непрекращающуюся череду океанских волн? От чего зависит их амплитуда и частота?»
  ФРЭНК СКАХИЛЛ
  Истонвилл, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Когда ветер дует над поверхностью воды в море, образуется легкая рябь. Волны, возникающие при сильных порывах ветра, беспорядочны, не имеют ни определенного направления, ни постоянной частоты.
  При ветре наблюдаются два явления. Во-первых, волны взаимодействуют друг с другом, образуя более длинные волны с низкой частотой. Во-вторых, ветер подталкивает эти волны и придает им новую энергию. Пока продолжается буря, под влиянием ветра волны будут расти, а динамика волн - развиваться таким образом, что длина волн станет увеличиваться.
  Некоторые слишком крутые волны разбиваются, но суммарное количество энергии продолжит расти. Волны, возникающие в определенных точках, называются ветровыми. Их энергия зависит от того, как долго дует ветер (продолжительность) и на каком расстоянии (длина нагона). Волны на поверхности моря - не просто последовательность волн, а сложная поверхностная структура.
  Такой сложной системе невозможно просто придать амплитуду и частоту. Значимая высота волны - средняя высота самой высокой третьей волны - служит для описания величины волн, а пиковый период между доминирующими или наиболее интенсивными волнами является критерием оценки частоты. В среднем каждые три часа появляется волна, по высоте дважды превышающая значимую.
  В конце концов энергия, приданная морю ветром, будет уравновешена потерями энергии, в основном в полосе прибоя. В этот момент волны перестанут расти - это явление называется полностью развитым волнением. При ветре силой 20 метров в секунду (8 баллов) высота значимой волны при полностью развитом волнении достигнет 9 метров, а пиковый период составит 15 секунд.
  Волны могут преодолевать тысячи километров от места зарождения. В отличие от световых или звуковых волн, скорость морских волн увеличивается вместе с длиной, а частота уменьшается.
  Волны, ускользнувшие из зоны шторма, называются зыбью. У них меньше диапазон периодов и почти правильные волновые серии. Поскольку им не сообщается энергия, она не рассеивается при разбиении волн, и они продолжают путь по океану, пока не достигнут суши.
  Ввиду изменения частот при разных скоростях волн зыбь делится на обособленные компоненты, путешествуя по океану. Значимая высота волны и пиковый период зыби определяются скоростью ветра, продолжительностью и нагоном, характерными для шторма, создавшего эти волны.
  ПИТЕР ЧАЛЛЕНОР
  Саутгемптонский океанографический центр,
  Гемпшир, Великобритания
  Энергия ветра поначалу поднимает ветровые волны. Ветровые волны круче и беспорядочнее, чем зыбь, для них характерны барашки и пенистые гребни. Чем дольше дует ветер, тем длиннее преобладающие ветровые волны.
  Когда ветер прекращается или ветровые волны покидают зону возникновения, образование барашков некоторое время продолжается, его сопровождает удлинение волн, пока они не утратят крутизну, необходимую для формирования барашков. Ветровые волны превращаются в зыбь.
  Поверхностным волнам в жидкости свойственно рассеиваться - это означает, что волны разной длины перемещаются с разными скоростями. Чем длиннее волна, тем быстрее она перемещается и первой достигает наблюдателя.
  Со временем длина зыби становится все короче, ее место занимают короткие волны. Зыбь от шторма, сформировавшегося за тысячи километров, может сохраняться несколько дней, но в конце концов укоротится из-за дисперсии.
  Дисперсия действует как фильтр, поэтому только зыбь узкого диапазона может присутствовать в одной зоне океана в один период времени. Именно поэтому зыбь выглядит такой одинаковой, если смотреть на нее с самолета.
  Обычно амплитуда зыби снижается при выходе из зоны волнообразования, поскольку энергия распространяется по значительному участку океана.
  Но это еще не все. Следующий ветер поднимет ветровые волны, часть энергии которых передастся зыби и увеличит ее амплитуду, не меняя длины волны. Точно так же ветровые волны в обратном направлении могут уменьшить амплитуду зыби.
  ДЖОН РИД
  Бывший сотрудник лаборатории Хобарта при отделе морских исследований,
  Тасмания, Австралия
  Темное дело

«Почему облака темнеют и приобретают темно-серый цвет перед дождем или сильной грозой?»
  МЭТТ БУРК
  Грейсвилл, Квинсленд, Австралия
  Пушистые белые облака темнеют перед дождем потому, что впитывают больше света.
  Обычно облака выглядят белыми, когда свет, проходящий сквозь них, рассеивает мелкие частицы льда или воды, из которых они состоят. Но когда размер этих частиц льда или воды увеличивается, как бывает перед дождем, рассеивание света постепенно заменяется поглощением.
  В итоге гораздо меньше световых лучей доходит до наблюдателя, находящегося на земле, а облака превращаются в темные тучи.
  КИТ ЭППЛЯРД
  Данди, Тейсайд, Великобритания
  Очки-хамелеоны

«На стекла моих очков нанесено фотохромное покрытие. Под палящим карибским солнцем очки были лишь слегка затемнены. Но при слабом зимнем солнце в Великобритании они почти совсем почернели. Почему?»
  ДЖЕФФ ЛАНДЕР
  Уитвик, Лестершир, Великобритания
  Мы приводим два объяснения: физическое и химическое. По-видимому, потемнение стекол связано в первую очередь с химическими реакциями.  - Ред.
  Могу только предположить, что автор вопроса гулял под карибским солнцем, а не жарился на пляже. Значит, его случай можно объяснить следующим образом.
  Зимой в Великобритании солнце не поднимается высоко, его лучи направлены почти прямо на вертикальную плоскость линз и перпендикулярно им. В тропиках солнце висит чуть ли не над головой, и, если автор не лежал на пляже, солнечные лучи попадали в верхний край его очков. Им доставалась лишь малая толика светового излучения, поэтому очки не потемнели.
  ЧАРЛЬЗ КЛЮПФЕЛЬ
  Блумфилд, Нью-Джерси, США
  Оптики обычно забывают упомянуть одну деталь: фотохромное покрытие на очках не действует в жарком климате. Частицы галогенида серебра, нанесенные на стекло, обычно прозрачные, но под действием ультрафиолетового излучения распадаются на галоген и металлическое серебро, от которых темнеют линзы.
  Поскольку оба компонента нанесены на стекло, они снова соединяются, а если действие ультрафиолетового излучения заканчивается,  - например, когда вы заходите в дом,  - снова становятся прозрачными. При повышении температуры реакция воссоединения ускоряется, как и многие другие. Поскольку потемнение стекол в любой момент времени представляет собой баланс распада, вызванного ультрафиолетом, и воссоединения, зависящего от температуры, требуется гораздо больше ультрафиолета, чтобы достичь определенного уровня потемнения в жарком климате.
  АЛЕК КОУЛИ
  Ньюбери, Беркшир, Великобритания
  Фотохромные материалы чувствительны к температуре и на холоде темнеют сильнее. Мои солнцезащитные очки становятся почти черными в холодные дни, но почти не меняют цвет под полуденным солнцем Флориды. Это хорошо для лыжников, но не для тех, кто любит прогулки под солнцем.
  На собственном опыте я убедился, что многие фотохромные линзы реагируют почти исключительно на ультрафиолетовое излучение, а не на видимый свет, поэтому в машине они почти не темнеют.
  УИЛЬЯМ ДАРЛИНГТОН
  Технологический колледж Белла,
  Гамильтон, Стратклайд, Великобритания
  Реакция фотохромных линз на свет зависит от температуры. При низких температурах меняется динамика фотохимической реакции, поэтому обратная реакция - осветление линз - затягивается.
  Фотохромные линзы сильно темнеют при низких температурах. Жизнь на Среднем Западе Америки дала мне возможность испытать температурное воздействие в идеальных условиях для такого эксперимента. При летней температуре около 30 °C мои фотохромные линзы приобретали синевато-серый оттенок, а в разгар зимы, при -10 °C, быстро чернели.
  Темные линзы в солнечные зимние дни особенно полезны потому, что снег слепит глаза. Но сильное затемнение стекол раздражает, когда в солнечный день входишь в помещение: требуется почти 10 минут, чтобы линзы снова стали нормальными.
  БАРРИ ТИММС
  Университет Южной Дакоты,
  Вермильон, США

8. Несносный транспорт

«Стой-иди»

«Почему во всем мире на уличных светофорах красный сигнал расположен над желтым, а тот над зеленым - в отличие от железнодорожных семафоров, где вверху расположен зеленый сигнал, под ним желтый, а ниже красный (если семафор трехцветный)?»
  РОДЖЕР ГЕНРИ
  Паркс, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Разница между автомобильными и железнодорожными сигналами объясняется историческим развитием железных дорог и мерами безопасности. На старых механических железных дорогах сигнальные рычаги были расположены так, что нижнее положение означало «стоп». Освещенная часть семафора состоит из двух цветных стеклянных панелей на дальнем конце сигнального рычага, за крылом, которое повернуто вперед при зафиксированном сигнале. Несмотря на то что верхней из двух стеклянных панелей была красная, она загоралась, когда сигнал был опущен, и этот знак означал «стоп». На железных дорогах сохранилась смешанная механическая и электрическая сигнальные системы, поэтому сигналы пришлось приводить к единому виду. На новых электрических сигналах красный свет находится внизу, у машинистов он ассоциируется с запрещающим сигналом светофора или приказом остановиться.
  У уличных светофоров не было механических предшественников, их разрабатывали с таким расчетом, чтобы самый важный свет, красный, был виден с максимального расстояния. Для этого требовалось расположить его как можно выше. Вдобавок вопрос видимости железнодорожных сигналов не стоит так остро, как на автомобильных дорогах: места для установки семафоров выбирают тщательно.
  ДЖЕРАЛД ДОРИ
  Оксфорд, Великобритания
  Джералд Дори лишь отчасти прав в своем историческом объяснении порядка железнодорожных сигналов. Он упустил одно: на большей части страны использовались нижние семафорные сигналы (на которых горизонтальное положение означает опасность, а положение под углом 45° - «путь открыт»). В этих сигналах красный свет помещался сверху.
  Основная причина, по которой в современных британских семафорах красный сигнал помещается снизу,  - погода. Чтобы улучшить видимость при ярком солнце, каждый световой сигнал снабжен длинным козырьком или кожухом. Но зимой снег забивается на эти козырьки и затрудняет обзор. Находясь снизу, самый важный красный сигнал отчетливо виден, так как под ним нет козырька другого сигнала и скопившийся на нем снег не закрывает красный свет.
  ВИНСЕНТ ЛАТАРТ
  Лондон, Великобритания
  Существует два вида механических или семафорных сигналов. У более старого, с крылом нижнего квадранта, крыло, направленное вниз, показывает свободный путь, или зеленый свет, затем возвращается в горизонтальное положение под действием противовеса, а красный свет расположен над зеленым. У новых семафоров с верхним квадрантом рычаг поднимается вверх, указывая, что путь свободен, и возвращается в прежнее положение под тяжестью своего веса (как в сцене из классического фильма «Золотоискатели»). Световые сигналы в нем расположены бок о бок. Красный - ближе к мачте, а зеленый находится справа от него, снаружи.
  У обоих семафоров горизонтальное положение рычага означает остановку, а у опущенного крыла есть два прямо противоположных значения. Красные рычаги всегда применялись в качестве стоп-сигналов, и предупредительные рычаги действовали подобным образом. Но на последних рычаг и световой сигнал желтые, а не красные, что означает «проезжайте осторожно».
  У комбинированных семафоров значение цветовых сигналов никак не связано с положением рычагов. Красный свет находится снизу просто потому, что при этом он расположен ближе к глазам машиниста, выше идет желтый, затем зеленый, а если у семафора четыре световых сигнала, то второй желтый - на самом верху, над зеленым.
  С.С. ТОРНБЕРН
  Университет Астона, Бирмингем, Великобритания
  У водителей автомобилей не проверяют цветовое зрение, поэтому положение красного, желтого и зеленого сигналов светофора всегда должно быть одинаковым, чтобы их можно было различать только по свечению. Такие сигналы обычно устанавливают там, где скорость движения ограничена, а поскольку коэффициент сцепления у резиновых шин выше, водитель может благополучно остановиться, даже если заметит красный сигнал только с близкого расстояния.
  Машинист поезда, цветовое зрение которого регулярно проверяют, должен иметь возможность различать сигналы с дальнего расстояния, чтобы вовремя остановить поезд. На крупных ветках показания семафора должны быть различимы издалека, где положения крыльев еще не видны и машинисту приходится ориентироваться исключительно по цвету.
  Вопрос был, в сущности, поставлен некорректно, поскольку не существует всеобщего правила, предписывающего размещать зеленый сигнал над желтым, а желтый - над красным (железнодорожники называют предупредительный сигнал желтым, а автолюбители в англоязычных странах - янтарным). В прошлом у некоторых сигнальных систем был всего один световой сигнал, на который накладывали цветные фильтры. Для комбинированных сигнальных систем с несколькими световыми сигналами существует лишь одно твердое правило: красный сигнал должен находиться как можно ближе к линии взгляда машиниста или водителя. Поэтому в некоторых случаях красный сигнал размещают вверху, например на уличных светофорах.
  На высокоскоростных ветках необходим второй желтый сигнал, который включается перед тем, как загорится первый желтый. Транспортное средство может проехать еще чуть ли не километр, прежде чем загорится красный сигнал остановки. Таким образом, о сигнале остановки предупреждают два сигнала. В таких светофорах два желтых сигнала обычно бывают разделены зеленым и потому заметны издалека.
  П.У. Б. СЕММЕНС
  Йорк, Великобритания
  Давление и уши

«Всем нам известно, что при взлете и посадке самолета закладывает уши. Это явление вызвано изменением давления. Но салон самолета герметично закрыт, почему же давление внутри него не держится на одном уровне на протяжении всего полета?»
  КРЭГ ЛИНДСЕЙ
  Абердин, Великобритания
  Из соображений экономии топлива крупный гражданский авиатранспорт совершает полеты на высоте, значительно превосходящей максимально допустимую для поддержания жизнедеятельности. 5500 метров - максимальная высота, на которой человек может выжить на протяжении длительного времени, но дозвуковой пассажирский самолет расходует топливо наиболее экономно, когда летит на высоте 12 000 метров.
  Поэтому производителям самолетов не остается ничего другого, кроме как заботиться о герметичности пассажирского салона. Это - серьезная техническая задача. На высоте 12 000 метров, где давление составляет одну пятую часть давления на уровне моря, внутреннее давление стремится разорвать фюзеляж. Это давление приходится сдерживать, а также следить за тем, чтобы вся нагрузка на фюзеляж в полете не превышала безопасную допустимую. Если свести до минимума разницу давления снаружи и изнутри, фюзеляж может быть более дешевым и легким.
  Для гражданских авиалайнеров это означает, что давление внутри самолета во время полета в постоянном режиме держится на нижнем возможном пределе - 2500 метров. Это максимальный уровень, который может вынести здоровый человек, не испытав побочных эффектов. Но физически слабые люди, пассажиры с заболеваниями дыхательной системы, а также те, кто во время ожидания в аэропорту злоупотребил спиртным, чувствуют себя плохо даже при таких условиях.
  Есть еще одна проблема: не все аэродромы расположены на одинаковой высоте над уровнем моря. Возьмем крайний случай: полет из Хитроу в Англии в Ла-Пас в Боливии сопряжен с подъемом на 5200 метров над уровнем моря, где давление воздуха вполовину меньше, чем на уровне моря. В таких условиях невозможно поддерживать одинаковое давление на всем протяжении полета. Представьте, что произошло, если бы давление внутри и снаружи самолета было бы разным к моменту, когда открывают двери,  - зрелище получилось бы эффектным, но крайне нежелательным.
  Что касается закладывания ушей, в наши дни давление внутри самолета «ради безопасности и комфорта пассажиров» незаметно снижают и по мере взлета за ним следит бортовой компьютер. Давление постепенно увеличивают (или, как в случае с рейсами в Ла-Пас и другие высокогорные аэродромы, снижают) при снижении, чтобы к тому моменту, когда самолет остановится на посадочной полосе, давление в салоне и за его пределами выровнялось. Обычно для ушей достаточно времени, чтобы приспособиться к нему, но если никакие средства не помогают, зажмите нос и медленно, но решительно наращивайте давление в носоглотке, пока не почувствуете, что оно выровнялось.
  ТЕРРЕНС ХОЛЛИНГВОРТ
  Бланьяк, Франция
  Преимущество полетов на «Конкорде» заключалось в том, что фюзеляж этого самолета был особо прочным, предназначенным для больших высот, поэтому давление в салоне могло соответствовать давлению на высоте 900 метров над уровнем моря.
  АРТУР КОКС
  Алтон, Гемпшир, Великобритания
  Геометрический парадокс

«Почему иллюминаторы на кораблях круглые? Когда зародилась эта традиция?»
  КЭМПБЕЛЛ МАНРО
  Обан, Стратклайд, Великобритания
  Полагаю, автор вопроса видел на старинных картинах и гравюрах деревянные корабли с иллюминаторами (скорее всего, орудийными портами) квадратной или прямоугольной формы и задумался о том, почему на судах со стальным корпусом иллюминаторы круглые.
  Когда корабли делали из дерева, их конструкционные элементы были волокнистыми и довольно гибкими (деревянные суда громко скрипели, так как дерево гнулось под напором волн). Однако дерево, особенно сырое, чрезвычайно устойчиво к напряжению усталости. Попробуйте сломать мокрый ивовый прутик, сгибая его в разные стороны, а затем повторите то же самое со стальным прутиком такой же толщины. Материалы на основе железа (в сущности, большинство металлов) подвержены кристаллическому разрушению в результате изменений в структуре частиц, вызванных постоянной сменой напряжений. Эффект проявляется по-разному, в зависимости от поперечного сечения, тепловой обработки, углеродного содержания и присутствующих в сплаве добавок.
  Ближе к концу XIX века большинство торговых, а потом и военных судов начали строить с металлической обшивкой. Кораблестроители быстро обнаружили, что любые прямоугольные или квадратные отверстия в корабле, будь то на палубе (люки) или на боку (порты и иллюминаторы), являются источником усталости металла, которая прежде всего проявляется по углам. Корпус корабля буквально раздирает на части из-за циклов сгибания под действием волн; чем сильнее штормит море, тем выше напряжение. Незадачливые матросы обнаруживали, что в самые страшные штормы их корабль просто разваливался на части. Поэтому кораблестроители придумали круглые иллюминаторы и скруглили углы палубных люков. Острых углов, в которых концентрировалось напряжение, на корабле не осталось.
  ДЭВИД ЛОРД
  Олдершот, Гемпшир, Великобритания
  В лепешку

«Мне с детства не дает покоя один парадокс. Представим, что муха летит навстречу движущемуся поезду. Происходит лобовое столкновение. Когда муха ударяется о переднюю часть поезда, направление ее движения меняется на 180°, поскольку она разбивается и продолжает двигаться вместе с поездом в виде бесформенной лепешки на стекле.
  В тот момент, когда муха меняет направление движения, она должна быть неподвижной, и в этот же момент она ударяется о стекло поезда, следовательно, и поезд должен быть неподвижным. Таким образом, муха может остановить поезд. Где здесь нелогичность и какое отношение все это имеет к устройству британских железных дорог?»
  ДЖЕФФ ФЛИТ
  Эванстон, Иллинойс, США
  Вы правы. Муха действительно останавливает поезд, но не целиком, а только маленькую часть, с которой соприкасается, да и то ненадолго.
  Какими бы жесткими ни казались предметы, в какой-то степени они податливы. Так и ветровое стекло поезда, о которое ударяется муха, слегка прогибается назад. Эта частица поезда не только останавливается на миг, но и совершает движение в обратном направлении.
  Для этого требуется значительная сила (все-таки стекло обладает жесткостью), но следует помнить, что в подобных столкновениях обычно участвуют силы большой величины.
  Сила, с которой муха действует на поезд, имеет такую же величину, как и сила, с которой поезд действует на муху,  - она довольно велика. Воздействуя на муху с незначительной массой, эта сила создает огромное ускорение. В сущности, ускорение мухи так велико, что на кратком участке пути, за время прохождения которого прогибается ветровое стекло, оно равно ускорению поезда.
  Придав мухе эту скорость, ветровое стекло пружинит и возвращается на прежнее место, принимая обычную форму. Поскольку обратное движение происходит очень быстро и деформированная часть буквально рывком возвращается в прежнее положение, возникает вибрация, с помощью которой стекло восстанавливает форму. Так появляется звук, который мы слышим, когда муха ударяется о ветровое стекло.
  Эта простая картина дополнена и усложнена такими факторами, как деформация тела мухи и влияние инерции на стекло, но она, тем не менее, демонстрирует основные действующие принципы.
  ЭРИК ДЭВИС
  Перт, Западная Австралия
  Автор вопроса прав, полагая, что в определенный момент муха неподвижна. Но в этот момент она не ударяется о переднюю часть поезда.
  При соприкосновении ветрового стекла поезда с мухой (пренебрежем тем фактом, что поезд гонит перед собой стену воздуха) мухе придается ускорение, направленное вперед, к поезду. За очень краткий, но конечный период времени, который требуется поезду, чтобы преодолеть расстояние, равное длине тела мухи, муха сплющивается и приобретает ускорение. Таким образом, в момент, когда муха становится неподвижной, ее передняя часть процентов на десять успевает стать шлепком на окне поезда. При этом скорость поезда остается постоянной. К тому времени, как о стекло полностью разобьется остаток мухи, что при скорости 200 километров в час произойдет на 2  10-^4^ секунды позже, муха наберет ускорение в соответствии со скоростью поезда и будет продолжать двигаться вместе с ним в совершенно расплющенном виде.
  А если подойти к вопросу более педантично, то по законам сохранения количества движения поезд слегка замедлит ход, но затем быстро восстановит первоначальную скорость. Ускорение, которое ощутит муха, если ее разгоняют до скорости 200 километров в час на дистанции в 1 сантиметр, составит 3  10^5^ м/с^2^, или около 30 000 джоулей. На муху весом 1 грамм и на окно действует сила около 300 ньютонов.
  ДЖУЛИАН БИН
  Ричмонд, Суррей, Великобритания
  Когда поезд сталкивается с мухой, передние несколько нанометров ветрового стекла в месте соприкосновения на миг останавливаются, а следующие несколько нанометров подвергаются упругой деформации; остальная часть поезда продолжает двигаться полным ходом.
  После столкновения сжатый материал ветрового стекла восстановит форму, его передний край наберет ускорение и снова достигнет прежней скорости. Следов столкновения на нем практически не останется (если не считать следов неупругой деформации мухи).
  Все вышеописанное - пример чрезмерного упрощения, поскольку на практике перед поездом будет двигаться волна упругого напряжения, передняя поверхность поезда - вибрировать, пока не прекратится движение, но эти частности не играют роли в нашем случае столкновения мухи и поезда. Если массы примерно одинаковы, как при столкновении автомобилей, дополнительные перемещения внутри каждой могут иметь большое значение, например, если от них зависит характер травм, полученных пассажирами.
  М.Г. ЛЭНГДОН
  Фархем, Суррей, Великобритания
  Давая объяснения столкновению мухи с поездом, читатели приняли во внимание многочисленные аспекты - от длины мухи до пластичности ветрового стекла (а если муха ударится о котел?).
  Но все авторы ответов упустили из виду подоплеку вопроса - скорее философскую, нежели физическую. Потому что словом «муха» заменено выражение «один атом мухи». Это еще один вариант парадокса Зенона Элейского. Примерно в 450 году до н. э. он сказал, что движущийся объект постоянно находится в движении, однако в любой конкретный момент времени имеет определенные координаты (т. е. является неподвижным). Человек не в состоянии увидеть, измерить или вообразить бесконечно малое время - точно так же мы не можем представить себе бесконечность. И никогда не сможем.
  Р.К. ХЕНДРА
  Лондон, Великобритания
  Дыра в куполе

«Недавно я на благотворительной акции прыгала с парашютом. Помимо страха высоты меня тревожила большая дыра в куполе парашюта. Зачем она нужна? Помогает ли она снизить торможение парашюта?»
  СЬЮЗИ КЛЕЙН
  Лондон, Великобритания
  До появления полюсного отверстия (той самой пугающей дыры в куполе) воздух из парашюта можно было выпустить только из-под одного края, а для этого наклонить парашют, причем беспомощный парашютист кренился набок.
  При обратном движении парашюта воздух выходил из-под противоположного края, возникало равномерное движение, напоминающее колебания маятника (убедитесь в этом сами, посмотрев кадры с парашютистами времен Второй мировой войны).
  Понятно, что такой спуск на землю чрезвычайно опасен, особенно в ветреный день. Полюсное отверстие, через которое воздух медленно уходит из купола, препятствует колебаниям и обеспечивает большую безопасность посадки.
  Еще одно достоинство полюсного отверстия в том, что оно замедляет раскрытие парашюта. Без этого отверстия воздух резко врывается в купол и может повредить его или вызвать слезы у парашютиста (мужчинам это не к лицу).
  ПОЛ ДИР
  Кембридж, Великобритания
  Взгляд вниз

«Почему в самолетах такие маленькие окошки и почему они размещены так низко на фюзеляже, что многим людям приходится наклоняться, чтобы увидеть другие самолеты на аэродроме?»
  ТИМОТИ КУЛУМПАС
  Нью-Йорк, США
  Как и многие другие конструкционные особенности самолетов, размещение различных деталей - своего рода компромисс. Конструкторам самолетов жилось бы гораздо легче, если бы в самолетах вообще не предусматривались иллюминаторы, но мы по-прежнему считаем, что они должны быть.
  Британские конструкторы утратили положение лидеров в сфере производства реактивных авиалайнеров после ряда аварий самолетов de Havilland Comet в середине ХХ века отчасти из-за усталости металла вокруг иллюминаторов, которая привела к разрушению конструкций.
  Иллюминаторы по-прежнему остаются обязательным элементом самолетов, но их стараются делать как можно меньше. В наши дни диаметр иллюминаторов всего 33 сантиметра. В них три рамы: две герметично закупоренные и третья внутренняя, чтобы пассажиры не добрались до двух первых и не повредили их. Рамы объединены в один оконный пакет, который прочно встроен в стенку фюзеляжа.
  Разумеется, иллюминатор гораздо тяжелее и обходится дороже, чем тонкий лист алюминия, который заменяет, поэтому фюзеляж приходится укреплять, чтобы он выдержал рамы. Увеличение веса означает, что самолет может принять на борт меньше пассажиров и багажа, и это снижает потенциальные доходы авиакомпаний.
  Эксплуатация иллюминаторов тоже представляет проблему - они не только царапаются и бьются, через них происходит также утечка воздуха из салона, они подвержены конденсации и обледенению.
  Расположение иллюминаторов зависит от модели самолета, но обычно конструкторы стараются размещать их центр чуть ниже уровня глаз сидящих пассажиров. С земли иллюминаторы кажутся низковатыми, но в полете дают возможность смотреть на землю. Если поднять иллюминаторы повыше, это почти ничего не даст. Поскольку сиденья расположены в самой широкой части круглого или овального фюзеляжа, иллюминаторы будут обращены вверх под углом 10 -15°. При этом в полете пассажир будет видеть только небо. Кроме того, если верх иллюминатора окажется на уровне глаз, солнце будет слепить их. Пассажирам придется опускать жалюзи, а это значит, что можно было бы обойтись вообще без иллюминаторов.
  Полезно было бы делать иллюминаторы более толстыми, но, как я уже говорил, это непрактично из-за увеличения веса.
  Кроме того, не забывайте, что каждый гражданский самолет, летающий сегодня, был разработан по крайней мере десять лет назад, а некоторые приступили к службе 40 лет назад. За это время изменились и люди, и дизайн сидений. Когда разрабатывались эти модели самолетов, существовали четкие принципы конструирования, в том числе и касающиеся положения иллюминаторов; линия размещения иллюминаторов традиционно использовалась как удобное место сборки частей фюзеляжа. Это положение закрепилось, под него настроены сборочные линии, переделка которых обойдется непомерно дорого.
  Тем временем средние размеры людей продолжают увеличиваться. Дизайнерам приходится пользоваться так называемыми «критериями Дрейфуса», чтобы определить размеры сидений. Эти критерии постоянно меняются, в США дизайнеры обычно делают кресла для самолетов подходящими для 95 % американцев мужского пола. Если у вас слишком высокий рост, вам покажется, что иллюминатор расположен слишком низко,  - обычно так кажется рослым людям.
  И наконец, в настоящее время в самолетостроении действует тенденция отхода от просторного и неэкономного размещения в сторону плотной расстановки кресел. В таких обстоятельствах, когда высота кресла играет важную роль в размещении максимального количества пассажиров, основание кресла делают выше, чтобы хватило места для ног пассажира, сидящего сзади. Следовательно, иллюминатор окажется еще ниже, чем было задумано.
  ТЕРЕНС ХОЛЛИНГВОРТ
  Бланьяк, Франция
  Иллюминаторы в самолетах делают маленькими по соображениям безопасности. Первый крупный реактивный авиалайнер, de Havilland Comet, имел большие прямоугольные иллюминаторы, из которых открывалась панорама земли. Но после нескольких лет службы такие самолеты начали один за другим терпеть аварии.
  Чтобы выяснить их причины, компания de Havilland поместила новый Comet в резервуар с водой и несколько раз загерметизировала его и снова разгерметизировала, чтобы создать условия, как в полете. После циклов герметизации, соответствующих по количеству циклам за двухлетнюю службу (в резервуаре ее повторили за несколько недель), в углу одного из иллюминатора обнаружились повреждения, которые в полете привели бы к катастрофе.
  Конструкцию иллюминаторов изменили, на фюзеляже разместили небольшие иллюминаторы. Так проблема была решена, положение иллюминаторов остается неизменным по сей день.
  МАЙК БЕРНС
  Колледж Веллингтон,
  Кроуторн, Беркшир, Великобритания
  На виражах

«Почему, когда ведешь машину, руль сам возвращается в исходное положение, если после поворота убрать с него руки? На машине Lego Technics моего друга так не бывает».
  КЛЭР САДБЕРИ
  Манчестер, Великобритания
  Стремление руля вернуться в исходное положение вызвано стабилизирующим действием передних колес. Этот эффект наглядно виден на магазинной тележке, где вертикальная поворотная ось каждого колеса находится впереди точки соприкосновения колеса с опорой. Если начать толкать вперед тележку, колеса которой не направлены в сторону ее движения, они сами выровняются под действием силы торможения между опорой и колесом.
  Если объяснять подробнее, то при движении тележки вперед сила торможения, приложенная опорой к колесу, всегда будет направлена в сторону, противоположную направлению движения колеса по опоре.
  Если колеса не выровнены в направлении движения тележки, сила сопротивления не действует на поворотные оси, следовательно, создается вращающий момент вокруг этой оси, который всегда стремится изменить положение колеса.
  В машинах тот же эффект достигается с помощью наклона рулевого колеса, а также тем, что точка пересечения оси с землей находится перед точкой соприкосновения шины с землей. То же самое справедливо для велосипеда, в чем вы убедитесь, если приложите палку вдоль поворотной оси переднего колеса так, чтобы край палки касался земли, вы обнаружите, что эта точка находится перед точкой соприкосновения шины с землей.
  Можно продемонстрировать стабилизирующее воздействие на велосипед, катая его вперед-назад за седло и не придерживая руль. При движении вперед велосипед довольно легко вести по сравнительно прямой линии.
  Но вести велосипед за седло назад почти невозможно: переднее колесо будет пытаться развернуться на 180°, как колесо магазинной тележки. При переходе на задний ход в машине вы тоже заметите, что руль перестает возвращаться в исходное положение.
  БИЛЛ ЛАФТОН
  Саутгемптон, Гемпшир, Великобритания
  Вверх тормашками

«Весь наш класс, в том числе и учитель математики, в тупике. Мы не можем понять, как самолету удается летать вверх шасси и не падать на землю. Если мы правильно понимаем, крылья сконструированы таким образом, чтобы поддерживать самолет в воздухе при горизонтальном движении. Но когда самолет летит колесами вверх, как часто делают маленькие самолеты, ясно, что подъемная сила должна действовать в обратном направлении и прижимать самолет к земле. Но маленьким самолетам удается летать в перевернутом состоянии довольно долго. Как такое возможно?»
  НИК ЮСОКК
  Лондон, Великобритания
  Аэродинамический профиль крыла самолета имеет некоторое отношение к подъему в воздух при нормальном полете, но более важным фактором является угол атаки - угол, под которым воздух ударяет в крыло.
  Крылья самолета обычно наклонены под углом около 4° в горизонтальной плоскости по сравнению с корпусом самолета. Это хордовый угол крыла.
  Так что даже когда фюзеляж выровнен, угол атаки крыла составляет 4°. Возникает подъемная сила, такая же, как действующая на ладонь, если держать ее под углом около 45° к горизонтали в потоке воздуха, движущемся с большой скоростью. Рука не имеет аэродинамического профиля, но вы будете ощущать действие подъемной силы, вызванной углом атаки ладони к приближающемуся ветру.
  Этот принцип позволяет самолетам летать в перевернутом виде. Нос самолета при этом задирается сильнее, чем при обычном полете, из-за необходимости компенсировать хордовый угол крыльев. Но если угол атаки положительный по сравнению с касательным воздушным потоком над крылом, тогда направленная сила все равно возникает. Это подъемная сила, которая преодолевает силу, созданную формой крыла, и удерживает самолет в воздухе.
  Переворачивая самолет в воздухе, пилоты должны опасаться в первую очередь остановки двигателя, поскольку и топливная, и масляная системы большинства обычных легких самолетов действуют под влиянием гравитации. При перевороте самолета поступление топлива может прекратиться, поскольку клапан, подающий топливо двигателю, вдруг оказывается над баком.
  МАРК МОБЛИ
  Бристоль, Великобритания
  Ртуть под запретом

«Недавно в полете я изучал список предметов, которые запрещено проносить на борт самолета. Я с изумлением увидел в этом списке ртутный термометр. С какой стати?»
  РИК ЭРАХО
  Клекхитон, Западный Йоркшир, Великобритания
  Самолеты делают в основном из алюминия, и, как это ни странно, ртуть даже в небольших количествах способна нанести алюминию серьезный вред. Несмотря на внешнюю инертность, алюминий - химически активный металл, который бурно соединяется с кислородом, содержащимся в воздухе. Но при этой реакции быстро образуется тонкая и прочная оксидная пленка, которая препятствует продолжению реакции. В процессе анодирования пленку делают толще для лучшей защиты алюминия.
  Ртуть может разрушать эту защитную оксидную пленку, результаты процесса бывают на редкость масштабными. Ртуть способна растворять алюминий, образуя амальгаму, взрывающую оксидный слой снизу,  - вероятно, поначалу под пленку он проникает сквозь трещины в ней.
  Много лет назад один техник, работавший у меня, пролил несколько капель ртути на свой деревянный верстак, скрепленный прочными алюминиевыми уголками. К следующему утру на алюминии появились огромные дыры, дерево возле них было сильно обуглено, а на уголках, будто причудливые кораллы, образовались большие наросты хрупкого оксида алюминия.
  Все это понадобилось для проведения химического эксперимента, но теперь такие эксперименты не приветствуются из-за токсичности алюминия.
  Однажды я видел, как пассажиру запретили вносить в самолет барометр, который тоже значился в списке запрещенных предметов, хотя этот конкретный барометр был без ртути. Мне с трудом удалось убедить служащих аэропорта, что он безвреден. Они не понимали, что опасность представляет ртуть, а не барометры сами по себе. Интересно, что, по их мнению, измеряет альтиметр…
  ХАРВИ РАТТ
  Кафедра электроники и компьютерной техники,
  Университет Саутгемптона, Великобритания
  Ртуть подвижна, из-за этого внутри конструкции может образоваться коррозионная амальгама. Самолет, в котором разлили ртуть, придется держать в карантине до появления этой амальгамы. В конечном итоге самолет придется подвергать тщательной обработке, потому что во всех инженерных справочниках говорится, что амальгама расползается, как древесная гниль.
  РОД ПЭРИС
  Air Medical Limited,
  Оксфордский аэропорт,
  Кидлингтон, Оксфордшир, Великобритания
  Наряду со многими другими химическими веществами ртуть входит в список опасных веществ, составленный Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) при ООН. Это вещество и предметы, содержащие его, запрещено вносить в самолет в багаже или в ручной клади. Исключение - маленькие термометры в защитных футлярах, предназначенные для личного пользования.
  При необходимости перевозок содержащих ртуть предметов они должны рассматриваться как авиационный груз. В правилах ИКАО подробно рассказывается о том, как следует перевозить ртуть.
  Не стоит пренебрегать этими запретами. В Великобритании пронос в самолет опасных веществ, способных нанести ущерб самолету, чреват судебным разбирательством и внушительным штрафом в размере, установленном Актом гражданской авиации от 1982 года. В случае, если ртуть разольется, самолет будет выведен из строя. Авиакомпания и производители самолета могут потребовать возмещения убытков.
  ДЖЕЙМС ХУКЕМ
  Грузовая транспортная ассоциация,
  Танбридж-Уэллс, Кент, Великобритания
  Размышления на эскалаторе

«Пользуясь эскалатором, я заметил, что скорость поручня и скорость самой лестницы различаются. Казалось бы, они должны двигаться одинаково, но этого не происходит. Почему?»
  БЕРНДТ ХАУПТ
  Нюрнберг, Германия
  Эскалаторы и поручни должны двигаться с одинаковой скоростью и приводиться в действие одним и тем же двигателем. Двигатель соединен с приводным механизмом, который перемещает ступеньки, ремень идет к колесу, которое двигает поручни. Хотя поручни в идеале движутся с такой же скоростью, как и ступеньки, особенно при первом включении, со временем поручни истираются и растягиваются, в итоге их скорость меняется. На скорость может повлиять неправильная регулировка поручней, зажимные валики, истершиеся участки или загрязняющие вещества на ведущей поверхности поручней.
  ЙОГАН ЮЗ
  Беллвилл, Южная Африка
  Поручни могут двигаться с другой скоростью, но не должны. Согласно нормам Американского национального института стандартов ANSI A17.1 скорость поручней не должна меняться, если против направления движения приложена сила 444,8 ньютона. Чтобы удовлетворять этим требованиям, поручни иногда регулируют так, чтобы они двигались чуть быстрее ступенек. Установка эскалаторов производится по нормам ANSI A17.1-1990, согласно которым эскалаторы должны быть оборудованы устройством слежения за скоростью поручней. Если скорость поручней меняется больше чем на 15 %, подача питания отключается, срабатывает тормоз.
  РИЧАРД А.КЕННЕДИ
  Richard A.Kennedy & Associates, эксплуатационно-контрольная служба лифтов и эскалаторов,
  Уэст-Честер, Пенсильвания, США
  Поручни эскалаторов движутся благодаря трению колеса с резиновым ободом, установленного внутри поручней; проскальзывания случаются довольно часто, но без определенного ритма. Чаще всего накопление жира и грязи на внутренней поверхности поручней приводит к проскальзыванию, но эту причину можно устранить, а поверхность снова сделать шершавой, чтобы улучшить сцепление. Кроме того, проскальзывание может объясняться тем, что пассажиры тянут за поручень.
  Поручни приводятся в движение тем же приводом, что и ступеньки, поэтому их скорости должны соответствовать. Типичный диаметр колеса поручней 1 -1,2 метра, поэтому 2 миллиметра износа резинового обода приводят к потере примерно 4 миллиметров пути поручня на метр пути ступеньки, что почти незаметно.
  К другим возможным причинам проскальзывания относится облысение обода колеса, приводящего в движение поручень, из-за которого проскальзывания учащаются. В редких случаях цепь колеса может растянуться так, что соскочит с пары зубцов. В результате слышится громкий шум и чувствуется заметный рывок поручней.
  ДЖЕФФРИ ВУД
  Канберра, Австралия
  В Британском стандарте EN115 сказано, что скорость поручней должна соответствовать скорости ступенек эскалатора с отклонением 2 %. Приводы ступенек и поручней питаются от одного источника, поэтому теоретически скорость должна быть одинаковой. Однако на практике дело обстоит иначе. Скорость движения ступенек легко и надежно контролируется с помощью системы точно подогнанных друг к другу металлических компонентов. В отличие от ступенек, поручням сила сообщается путем трения, резиновые и неопреновые компоненты этой системы подвержены проскальзыванию и растягиванию под нагрузкой и из-за потерь на трение. Из-за этих факторов трудно контролировать скорость поручней, именно поэтому в стандарте указана допустимая погрешность 2 %.
  На самом деле небольшие проскальзывания повышают степень безопасности в том случае, если в системе поручней возникает препятствие.
  БХАМИНИ ГОРЕ
  Otis Limited,
  Лондон, Великобритания
  На воде и на суше

«Почему на катере можно не переключать передачи, когда меняешь скорость, как в автомобиле?»
  ГРЭМ ЛУНДЕГАРД
  Глостер, Великобритания
  У некоторых быстроходных катеров есть переключение передач, но это скорее исключение, чем правило.  - Ред.
  Разница между катерами и автомобилями заключается в том, как питание от двигателя преобразуется в движение транспортного средства. В катере двигатель вращает гребной винт, отталкивающий воду назад. В ответ на это движение потока воды лодка перемещается вперед.
  Если двигатель и винт приработаны, энергии хватает для вращения винта, даже если двигатель работает на малых оборотах. Если катер большой, ему понадобится время, чтобы набрать ускорение, в эти моменты можно видеть, как вода расходится от кормы. В следующий раз, оказавшись на пароме, понаблюдайте, как бурлит вода за ним, даже если паром еще не движется.
  Колеса машины вращаются, только если она движется, в отличие от парома, но ей требуется большая мощность, чтобы набрать ускорение при движении с места. К сожалению, двигатели внутреннего сгорания дают небольшую мощность на медленных оборотах, поэтому, если бы двигатель был соединен с колесами без коробки передач, инерция автомобиля остановила бы двигатель. Коробка передач позволяет двигателю ускорить работу, вырабатывая энергию, даже если колеса вращаются медленно. Если бы не талант инженеров, придумавших коробку передач и сцепление, у двигателей внутреннего сгорания не было бы будущего на дорогах. В отличие от них, паровые двигатели вырабатывают много энергии еще до начала движения, поэтому паровоз можно запустить без коробки передач.
  На такой поверхности, как песок, вращение колес машины еще не означает, что она движется вперед. Эта ситуация чем-то напоминает движение парома: вращающиеся колеса отбрасывают песок назад. Однако новая доза песка не заполняет освободившееся пространство, поэтому колеса постепенно зарываются в песок до тех пор, пока машина не увязнет по самые оси.
  ДЖОН ГИ
  Аберистуит, Дивед, Великобритания
  Катерам приходится преодолевать огромное сопротивление. Типичная сила сопротивления при полной скорости составляет четверть веса катера, это все равно что тянуть автомобиль в гору под углом более 25°. Для преодоления этого сопротивления катерам необходима низкая передача, а многоскоростная коробка передач почти не помогает набрать ускорение при небольшой скорости. Сопротивление настолько велико, что любая смена передач должна быть чрезвычайно быстрой, иначе лодка резко сбросит скорость во время смены передач. Поскольку винты рассекают воду при запуске двигателя, сцепление ни к чему: его обеспечивает вода.
  Можно менять передачи на катере, выбрав винт с другим шагом. Низкий шаг дает лучшее ускорение и позволяет толкать более тяжелые катера, а высокий шаг обеспечивает увеличение скорости до максимальной при низких волнах и снижении сопротивления. Но типичные изменения, полезные для катера, не так значительны, как соседние передачи автомобиля.
  МАЛИН ДИКСОН
  Нанитон, Уорикшир, Великобритания
  Скорость автомобиля пропорциональна скорости двигателя на конкретной передаче. В случае с катером дело обстоит иначе, поскольку винт скользит в воде, а автомобильная шина не отрывается от дороги. Во всех двигателях увеличение оборотов означает рост мощности до определенного предела.
  Почти всем нам случалось по ошибке трогаться со светофора на третьей передаче. Количество оборотов на третьей передаче гораздо ниже, чем на первой, поэтому двигатель не создает достаточной мощности для движения автомобиля и захлебывается.
  Это доказывает, что низкие передачи важны для обеспечения мощности машины при низкой скорости. Но если полностью открыть дроссель на катере, винты свободно вращаются в воде, двигатель достигает высокого числа оборотов, катер движется вперед. Единственная передача катера разработана с таким расчетом, чтобы винт работал наиболее эффективно в рабочем диапазоне двигателя. Необходимости в дополнительных передачах нет.
  На катере падение мощности при смене передач приводит к значительному снижению скорости, потому что сопротивление воды гораздо сильнее, чем сопротивление дорожного покрытия. Поэтому катер не переключает передачи так же легко, как автомобиль.
  ДЭВИД ЭДЕЛМЕН
  Элтем, Виктория, Австралия

9. Остатки сладки
  Праздничная пальба

«Во многих странах мира люди празднуют победы, дни рождения и другие праздники, торжествующе вскидывая оружие в воздух и стреляя из него. При этом они пренебрегают личной безопасностью и не думают об окружающих. Предположим, ствол ружья перпендикулярен земле при вылете из него пули. Какой высоты она достигнет и какую скорость (и потенциальную убойную силу) будет иметь, когда упадет обратно на землю?»
  ЛЕО КЕЛЛИ
  Окленд, Новая Зеландия
  Стрельба из ружей в воздух - обычное дело во многих странах мира - причина травм с непропорционально большой долей смертельных случаев. Пуля калибра 7,62 миллиметра вылетает из ствола вертикально вверх, на выходе имеет скорость около 840 метров в секунду и достигает высоты 2400 метров за 17 секунд. Ей требуется еще 40 секунд, чтобы вернуться на землю, как правило, с относительно низкой скоростью, приближающейся к конечной. Эту часть траектории полета пуля проделывает основанием вперед, так как обратное движение пули более стабильно, чем прямое.
  Даже при вылете вертикально вверх пуля отклоняется в сторону на некоторое расстояние. Примерно 8 секунд она находится на высоте 2300 -2400 метров, где движется с вертикальной скоростью менее 40 метров в секунду. В этот момент пуля особенно уязвима для боковых порывов ветра. Она возвращается на землю со скоростью 70 метров в секунду.
  На первый взгляд кажется, что скорость невелика, но количество черепных травм, смертельных случаев и серьезных поражений изумляет. Как правило, травм при стрельбе в воздух в пять раз больше, чем при обычной стрельбе. Как и следовало ожидать, провести исследования в этих случаях затруднительно, а все вышеприведенные цифры получены благодаря смоделированному полету пули.
  СЭМ ЭЛЛИС И ДЖЕРРИ МОСС
  Королевский военно-научный колледж,
  Суиндон, Уилтшир, Великобритания
  Пули ведут себя по-разному. Пуля калибра.22LR достигает максимальной высоты 1179 метров и конечной скорости 60 -43 метра в секунду в зависимости от того, летит она основанием вперед или переворачивается.
  Пуля калибра.44 взлетает на высоту 1377 метров и имеет конечную скорость 76 метров в секунду, если летит основанием вперед. При калибре.30 -06 высшая точка траектории находится на высоте 3080 метров над землей, конечная скорость 99 метров в секунду.
  Общее время полета пули калибра.22LR 30 -36 секунд, а калибра.30 -06 - около 58 секунд. При вылете из ствола скорости разных пуль будут выше скоростей падения. Скорость вылета пули.22LR 383 метра в секунду, пули калибра.30 -06 - 823 метра в секунду.
  Согласно испытаниям, проведенным Браунингом в начале XX века, а Л. С. Хаагом в недавнее время, чтобы пробить кожу пуле требуется скорость 45 -60 метров в секунду, вполне достижимая для падающей сверху пули. Разумеется, пуля, и не пробивая кожу, способна нанести серьезный ущерб, поэтому ответственный человек никогда не должен стрелять в воздух.
  Автору вопроса можно порекомендовать статью «Падающие пули: конечные скорости и исследования пробивающей способности» (Haag L.C. Falling bullets: terminal velocities and penetration studies, Wound Ballistic Conference. Апрель 1994 года, Сакраменто, Калифорния).
  ДЭВИД МЭДДИСОН
  Мельбурн, Виктория, Австралия
  Джон У. Хикс в книге «Теория винтовки и стрельбы» (The Theory of the Rifle and Rifle Shooting) описывает эксперименты, которые в 1909 году проводил майор Хардкасл, стрелявший из винтовки калибра.303 вертикально в воздух у реки Стаур в Мэннингтри. Лодочник, сопровождавший его, вероятно, теоретик, незнакомый с влиянием ветра, прикрывал голову «Справочником Келли» - ранним аналогом «Желтых страниц».
  Но ни одна пуля не приземлилась в радиусе 100 метров: некоторые отнесло на расстояние 400 метров, другие вообще были потеряны.
  Джулиан С. Хэтчер проводил подобные эксперименты во Флориде сразу после Первой мировой войны. Пулемет калибра.30 был расположен на помосте площадью 3  3 метра в морской бухте со спокойной водой, чтобы возвращающиеся пули сразу было видно по брызгам. Лист стали над помостом должен был защищать экспериментаторов. Затем оружие поставили так, чтобы пули возвращались на помост.
  Из более чем 500 пуль только четыре вернулись точно на помост. Остальные падали группами на расстоянии 20 -25 метров.
  Перед началом падения пули взлетали примерно на 4000 метров. Всего полет продолжался примерно минуту, ветер относил в сторону возвращающиеся пули.
  ДИК ФИЛЛЕРИ
  Лондон, Великобритания
  Я собирал медные гильзы от авиационных пулеметов в юности, во время «битвы за Британию». Гильзы медленно падали с неба - думаю, потому что соотношение их массы к площади поверхности было низким. Но когда я подбирал их, они были еще теплыми.
  Следовательно, если снаряд мал, как пуля калибра.303, при приземлении он никому не причинит особого вреда. Как мышкой в шахтном стволе, ее конечной скоростью можно пренебречь. Но если снаряд значительной массы имеет достаточную конечную скорость, он способен убить.
  М.У. ЭВАНС
  Инзивар, Файф, Великобритания
  Торговые джунгли

«Два покупателя потеряли друг друга, бродя по проходам между стеллажами в большом супермаркете. Стеллажи настолько высоки, что заглянуть поверх полок невозможно. Один человек хочет найти другого. Надо ли ему прекратить блуждать по залу - лучше остаться на единственном видном месте, пока другой ходит по проходам? Или они быстрее найдут друг друга, если будут вместе двигаться между стеллажами?»
  ДЭВИД КАФКЕВИЦ
  Ньюарк, Нью-Джерси, США
  Наилучшая стратегия - ждать у выхода из магазина на случай, если спутник наконец решит, что вы ушли домой или еще куда-нибудь. Максимальное время ожидания - от момента, когда вы потеряли друг друга, и до закрытия магазина.
  Стратегия ожидания в зале работает лишь в том случае, если один человек не сходит с места. Если на месте решите оставаться вы оба, тогда ожидание затянется до бесконечности или до закрытия магазина.
  Если один человек стоит на месте, а другой ищет его, тогда ему понадобится столько времени, сколько нужно для осмотра всего магазина. Оно во многом зависит от плана магазина: если все проходы видны с одного наблюдательного пункта, тогда поиски упрощаются. Подобную проблему решают при проектировании тюрем, где надзиратели должны видеть как можно больше коридоров сразу, или при строительстве крепостей, где защитники должны иметь максимальное прикрытие. Чтобы потерявшегося в магазине человека быстрее заметили, он должен стоять неподвижно на пересечении проходов.
  При поисках наугад оба человека будут удаляться от начальной точки со скоростью, пропорциональной квадратному корню из времени. Зона поисков каждого из них будет представлять круг с центром в начальной точке. Если эти круги имеют значительную область пересечения, продолжительность поисков будет как минимум пропорциональна квадрату начального расстояния, разделяющего их. Если часть проходов между стеллажами во время поисков окажется блокированной, тогда скорость движения сократится и перед одним из потерявшихся встанет задача выйти в ту часть зала, где скорость пропорциональна некоему дробному показателю.
  СТИВЕН МЭССИ
  Сент-Олбенс, Хартфордшир, Великобритания
  Чтобы ответить на этот вопрос, надо сначала знать, согласовали ли эти люди заранее свои действия на случай, если они потеряются,  - например, кто должен ждать, а кто вести поиски. Если они договорились вести поиски самостоятельно, проблема представляет собой асимметричный вариант проблемы со встречей (см. ниже), в противном случае это симметричный вариант.
  Оба варианта проблемы рассматриваются в статье, которая будет опубликована в «Журнале управления и оптимизации Общества промышленной и прикладной математики» (Society for Industrial and Applied Mathematics Journal of Control and Optimization), в ней же анализируются некоторые специфические ситуации в конкретных районах поисков. Во всех случаях, когда были получены точные решения (с наименьшим ожидаемым или оптимальным временем), оба человека двигались все время с максимальной скоростью. При этом потерявшийся не должен останавливаться, пока второй продолжает поиски. Например, в упрощенной модели, в которой два человека разделены одним отделом, но ни один не знает, куда движется другой, тому, который ищет, понадобится время, равное (1 + 3):2 = 2, чтобы найти того, который стоит на месте (при условии нулевой видимости). Но при оптимальном движении это время можно сократить до 13/8.
  Единственный известный мне случай, оптимальный для ищущего и для ждущего,  - когда два человека произвольно размещены в пределах одного круга, и этот случай будет оптимальным лишь в отсутствие общего движения по часовой стрелке; наилучший вариант - когда один движется по часовой стрелке, другой - против.
  Все эти результаты и вопросы подразумевают, что искатели найдут друг друга, только когда они сойдутся или окажутся в зоне слышимости. Ситуация применима к многолюдному супермаркету, когда видимость в проходах ограничена. Насколько мне известно, ситуацию с возможностью видеть вдаль по проходам никто не моделировал.
  Если кто-то заинтересовался этими моделями, полная библиография по ним такова: С. Алперн «Проблема поиска и встречи» (The rendezvous search problem), С. Алперн и С. Гал «Линейные поиски в случае видимости участников» (Rendezvous search on the line with distinguishable players), Э. Андерсон и Э. Эссегайр «Линейные поиски в случае невидимости участников» (Rendezvous search on the line with indistinguishable players). Все три статьи опубликованы в «Журнале управления и оптимизации Общества промышленной и прикладной математики» в 1995 году.
  СТИВ АЛПЕРН
  Лондонская школа экономики, Великобритания
  Рекомендую вам пройти по краю зала супермаркета, вдоль касс, и заглянуть по очереди во все проходы. Если ничего не вышло, вернитесь обратно и еще раз осмотрите проходы и кассы. Если вы так и не нашлись, поищите прилавок с охлажденными мясными продуктами, где часто образуются очереди. Затем еще раз прогуляйтесь вдоль касс и проходов. Если вам и на этот раз не повезет, обратитесь в справочную службу и попросите объявить, что вы ждете потерявшегося. А если вам не к спеху, дождитесь его у выхода.
  ОУЭН КРОССБИ
  Аберистуит, Дивед, Великобритания
  Ф-фактор

«Пожалуйста, прочтите это предложение и сосчитайте буквы “F”:
  FINISHED FILES ARE THE RESULT OF YEARS OF SCIENTIFIC STUDY COMBINED WITH THE EXPERIENCE OF YEARS (“Готовые файлы - результат многолетних научных исследований в сочетании с многолетним опытом”).
  Сколько букв “F” вы насчитали? При первом прочтении люди обычно видят только три. А на самом деле их шесть. В чем дело?»
  РИК ЭРАХО
  Клекхитон, Западный Йоркшир, Великобритания
  Три найденные буквы «F» вместо шести - вполне предсказуемый результат при фонетическом чтении: смысл текста улавливается разными способами, самые распространенные из них никак не связаны с отдельными буквами и их звучанием.
  Англоязычному читателю знаком внешний вид многих слов, особенно коротких и распространенных, таких как предлог of. Эти слова запечатлены в памяти, читателю незачем воспринимать их как наборы отдельных букв. Поэтому, читая предложение, он замечает только буквы «F» в более длинных и менее знакомых словах, а три предлога of просто пропускает.
  СЭМ ХИЛЛ
  Эксетер, Девон, Великобритания
  Семилетний ребенок, умеющий читать, или корректор насчитают шесть букв «F», потому что они приучены придавать всем словам одинаковую ценность.
  Когда мы учимся скорочтению, мы выбираем самые важные слова и предоставляем мозгу заполнять пробелы между ними. Чем быстрее мы хотим читать, тем больше слов приходится пропускать. Вполне возможно читать простой текст со скоростью 600 слов в минуту и понимать прочитанное. Очевидно, на чтение насыщенных фактами научных текстов уходит больше времени.
  Бегло читающий сосредоточивает внимание на самых важных словах, обычно существительных и глаголах. Следующее место по значимости отведено прилагательным и наречиям, затем - модальным глаголам, артиклям, местоимениям, предлогам и т. д. Опытные читатели почти не замечают наименее важные слова, которые в английском языке и большинстве других известных мне языков, как правило, бывают короткими. Поэтому все «маленькие слова» вроде of пропускаются, а вместе с ними - и буквы «F».
  Можно только догадываться, какова скорость чтения на китайском или японском языке.
  ВАЛЕРИ МОЙСЕС
  Банбери, Оксфордшир, Великобритания
  Я проверил это утверждение на коллегах по работе, но выбрал другое предложение. Когда я переписал его, два предлога оf оказались в конце строчек и мой знакомый сразу заметил их, но пропустил еще одну букву «F». Поэтому могу предположить, что от положения в строчке зависит, насколько заметным будет слово.
  Очевидно, человек, не понимающий по-английски, без труда заметит буквы «F». Интересно было бы провести такой же опыт с человеком, для которого английский язык - второй.
  ЭНДРЮ МАККОРМАК
  Бристоль, Великобритания
  Когда я читал об оптических иллюзиях в книге «Можете ли вы верить своим глазам?» (Can you Believe Your Eyes?) Дж. Ричарда Блока и Харольда Э. Юкера, я узнал, что большинство людей видят в этой фразе три F, потому что предлоги of не замечают. Все дело в том, что в предлогах F произносится как V, поэтому мозг не замечает эту букву.
  БРИН ХАРТ, 10 ЛЕТ
  Келмскотт, Западная Австралия
  Со стыдом признаюсь, что я не только насчитал всего три буквы «F», но и не нашел остальные три, когда прочел ответ. Тогда за дело взялась моя жена и объявила, что все шесть букв она увидела сразу же.
  Я - учитель английского, а моя жена преподает математику, отсюда и разница. Читатель пытается понять смысл фразы и пропускает предлог of, повторенный трижды. А человек с математическим складом ума делает то, что его просят,  - считает буквы «F». Моя жена видит буквы, а я вижу фразу и потому не могу выполнить задание.
  Разделение слов по строкам тоже имеет значение, поскольку вынуждает читателя следить за ними и понимать смысл, отвлекаясь от задания.
  ТОМ СУИТМЕН
  Хай-Пик, Дербишир, Великобритания
  Автору ответа будет интересно узнать, что английский - мой второй язык (родной - тайский) и что этим летом мне предстоит сдавать экзамены на аттестат высшего уровня. При первом подсчете я нашел три буквы, и даже когда узнал ответ, все равно считал, что их три. Только когда я переписал фразу и прочел ее вслух, то понял, что еще три буквы «F» содержатся в предлогах of. Я сообразил это, когда писал второй предлог.
  Я считаю, что результат поиска букв не зависит от того, какой язык у нас родной. Готовясь стать системным аналитиком, я мог бы сосредоточиться на задаче и подсчитать буквы. У меня есть только два объяснения, почему я их пропустил. Либо время было слишком позднее и я был не в состоянии решать сложные математические задачи, либо мне следует выбрать другую профессию.
  АЛЕКС ЛЮ
  Эдинбург, Великобритания
  В качестве постскриптума предлагаю еще одну задачу:
  THE SILLIEST
  MISTAKE IN
  IN THE WORLD
  («Глупейшая ошибка в мире»)
  Приучая семилетних школьников перечитывать написанное, я выписал на доске эту фразу. Мои отличники сразу же прочли ее: «The silliest mistake in the world», и я отозвался: «Вы только что допустили эту ошибку». Только когда вмешались ученики, читающие медленно, мы обнаружили лишний in. В этот момент в класс вошел директор, взглянул на доску и прочел фразу вслух, но неправильно. И целый хор голосов ответил ему: «Вы только что сделали эту ошибку, сэр».
  Эту ошибку невозможно объяснить путаницей с F и V, на которую ссылался автор одного из предыдущих ответов.
  ДУГЛАС БУТ
  Стокпорт, Чешир, Великобритания
  Без шума

«В фильмах про Джеймса Бонда плохих (и хороших) персонажей убирают, стреляя в них из пистолета с глушителем. Как устроен глушитель?»
  ДЖЕРЕМИ ЧАРЛЬЗ
  Чешем, Бэкингемшир, Великобритания
  Глушители было бы правильнее называть «устройствами шумоподавления». Охотники широко применяют их для снижения уровня шума при выстреле из ружей, особенно спортивных винтовок и воздушного оружия. Глушитель представляет собой не что иное, как ряд перегородок и расширительную камеру, которые находятся внутри трубчатой насадки, навинчивающейся на конец ствола огнестрельного оружия.
  Шум, который издает при выстреле оружие, состоит из двух компонентов. Источник первого - быстрое расширение газов от взрывчатого вещества, вылетающих из ствола. Источник второго - сверхзвуковой свист пули. Приглушить звук пули невозможно, но глушитель позволяет значительно уменьшить шум, поскольку контролирует скорость расширения газов.
  Глушитель наиболее эффективен, если применяется вместе с оружием, заряды в котором движутся со скоростью меньше звуковой. В таких случаях звук выстрела обычно почти не слышен и не похож на выстрел.
  Подобрать глушитель к пистолету невозможно, потому что в зазор между стволом и передней частью барабана попадает примерно 5 % газов, которые и создают основной шум при выстреле. Но для всех других видов огнестрельного оружия глушители существуют.
  Однажды я видел пулемет системы Стена времен Второй мировой войны, снабженный большим цельным глушителем, из которого стреляли специальными дозвуковыми зарядами. Результаты впечатляли: единственный звук издавал затвор.
  В глазах общественности глушители для огнестрельного оружия неизменно связаны с Джеймсом Бондом и бандитским миром. На самом деле они широко применяются охотниками, которые не желают портить пребывание на охоте шумом выстрелов.
  БИЛЛ ХАРРИМЕН
  Британская ассоциация стрелкового спорта и охраны природы,
  Рексхем, Клуид, Великобритания
  Первые эффективные глушители запатентовал в 1910 году американский изобретатель Хайрам П. Максим (сын Хайрама С. Максима, изобретателя пулемета «Максим»). Это были устройства перегородчатого типа, которые применяются и сегодня. Перегородчатый глушитель состоит из металлического цилиндра, обычно разделенного на две части, который крепится на стволе огнестрельного оружия.
  Первая секция, как правило, занимающая треть длины глушителя, содержит расширительную камеру, в которую попадают горячие газы, после вылета пули из ствола расширяющиеся и рассеивающие энергию. Расширительная камера может быть снабжена проволочным цилиндром, задача которого - разбить столб газа и охладить его, выполняя роль поглотителя тепла.
  Вторая секция состоит из ряда металлических перегородок с центральным отверстием для пули. Функция перегородок - постепенно отклонять и замедлять поток газа из расширительной камеры, чтобы к тому времени, как он вырвется из глушителя, поток был прохладным, имел низкую скорость и не издавал шума. Глушитель для мотоциклов действует по тому же принципу.
  Существуют также разновидности: некоторые глушители целиком состоят из перегородок, другие представляют собой одну большую расширительную камеру. Пластмассовую бутылку для безалкогольных напитков можно превратить в эффективный глушитель, который выдержит несколько выстрелов, а потом развалится.
  Глушители удобнее всего использовать вместе с дозвуковыми зарядами в гильзах, чтобы уменьшить звук, который издает обычно пуля, вылетающая из ствола со скоростью звука.
  Глушители некоторых конструкций снижают скорость пули до дозвуковой посредством портов, проделанных в стволе. Секция с портами выходит в расширительную камеру. Эти порты выводят газ из-за пули, таким образом снижая давление и, следовательно, скорость пули. В глушителях других конструкций перегородки делают из эластичного материала с отверстием меньше пули. Эти отверстия растягиваются при прохождении пули, а потом опять сужаются, что замедляет выход газов. Неудивительно, что такие перегородки быстро изнашиваются и снижают точность выстрела.
  Еще один, менее распространенный тип глушителя - проволочный. Обычно у таких глушителей есть расширительная камера, как у перегородчатых, но перегородки заменены плетеной проволочной сеткой с отверстием в центре для пули. Сетка разбивает поток газа и в то же время действует как теплопоглотитель, в котором охлаждаются и теряют скорость горячие газы. Известно, что преступники совершенствуют такие глушители, заменяя сетку проволочными мочалками для посуды.
  Последнее новшество в мире наствольных глушителей - так называемые мокрые глушители. Они позволяют применять воду или смазку. При выстреле горячие газы охлаждаются и перестают издавать звуки благодаря теплообмену в жидкости. Мокрые глушители не такие громоздкие, как многие другие, и вдобавок более тихие.
  Разработана новая конструкция глушителя, заметно отличающегося от наствольного. При этом подходе используются особые гильзы, из которых пули выталкивает поршень, приведенный в движение взрывчатым веществом. Поршень останавливается у шейки гильзы, в итоге горячий и шумный газ остается внутри оружия.
  Стоит отметить, что в Голливуде глушители - предмет творческих вольностей. Большинство настоящих глушителей гораздо крупнее футляра от сигары, которые показывают в фильмах, и крепятся и снимаются они не так просто. Несмотря на все фильмы, приглушить выстрелы из пистолета практически невозможно, потому что газ вырывается в зазор между барабаном и стволом.
  И наконец, забудьте характерный тихий «уф», который издает глушитель Джеймса Бонда. Настоящие глушители чаще всего издают приглушенный треск или звук, напоминающий хлопок автомобильной дверцы.
  ХЬЮ БЕЛЛАРС
  По электронной почте, без обратного адреса
  Гибкое решение

«Кассиры всего мира интенсивно трут о ближайший предмет одежды кредитную или дебетовую карточку, которая не проходит. Действительно ли это помогает?»
  ФИЛЛИП КЛИВЕР
  Невромон, Бельгия
  По моему опыту, карточка не проходит по одной из трех причин.
  Во-первых, компьютер не может считать информацию с магнитной полоски карточки из-за того, что ее что-то закрывает или полоска повреждена. Кассиру приходится вводить код вручную, карточку скорее всего понадобится заказывать заново. Во-вторых, считывающее устройство неисправно.
  И наконец, третья причина проблем с карточкой - самая распространенная. На магнитной полоске скопилась пыль или грязь, мешающая считывать информацию. Достаточно потереть карточку о рукав, чтобы очистить ее. В большинстве случаев такие карточки проходят со второй попытки.
  В этом явлении нет ничего таинственного или научного, насколько мне известно. Если вы держите карточки в бумажнике или в кошельке, они остаются относительно чистыми и легко считываются с первой попытки. Этот же метод хранения устраняет и первую проблему - непоправимый ущерб, нанесенный магнитной полоске.
  ШАРЛОТТА ДАДСУЭЛЛ
  Петуорт, Западный Суссекс, Великобритания
  У такого протирания магнитной полоски есть только один недостаток, с которым я часто сталкиваюсь в супермаркете. Потертую об одежду карточку труднее считать из-за статического электричества, которое затрудняет работу электронного считывающего устройства.
  Протирание карточки в попытке убрать пыль может помочь один или два раза, но из-за статического электричества, которое при этом накапливается, после считывания на карточку налипнет еще больше пыли.
  СИССИ АЗАР
  Сидней, Австралия
  С возвращением!

«Почему бумеранг возвращается?»
  АДАМ ЛОНГЛИ
  Барри, Саут-Гламорган, Великобритания
  Бумеранг похож на два изогнутых крыла самолета, соединенных посередине. Перед броском его держат почти вертикально. Поскольку он изогнут, верхнее крыло летит быстрее, чем нижнее. При этом создается боковое давление на верхнее крыло (как подъемная сила на крыло самолета), более сильное, чем на нижнее, бумеранг кренится, как накренились бы и вы, если бы кто-нибудь надавил вам на плечо, траектория движения бумеранга становится кривой.
  Подобно этому, если ехать на велосипеде наклонившись, велосипед будет поворачивать и в конце концов опишет круг. Бумеранг делает то же самое.
  АЛАН ЧЕСТЕР
  Шеффилд, Южный Йоркшир, Великобритания
  Возвращение бумеранга - сочетание аэродинамического и гироскопического эффектов. По сути дела, бумеранг - вращающееся крыло из двух и более лопастей аэродинамического профиля. Его бросают так, чтобы плоскость вращения находилась под углом 20° к вертикали и чтобы он быстро вращался (делал около 10 оборотов в секунду), чтобы верхние лопасти двигались в общем направлении движения. Поэтому верхняя часть бумеранга движется по воздуху быстрее нижней. Быстро движущиеся лопасти создают большую подъемную силу, чем медленно движущиеся. Возникает общая сила в направлении поворота плюс опрокидывающий вращающий момент.
  Благодаря вращению бумеранг ведет себя как гироскоп. Когда возникает вращающий момент, гироскопический эффект заставляет бумеранг повернуться вокруг другой, почти вертикальной, оси. Таким образом меняется плоскость вращения бумеранга - он описывает дугу и возвращается к хозяину.
  В движении бумеранга прослеживаются и другие эффекты - например, стремление к плоскому движению на обратном пути: вместо того чтобы двигаться под углом 20° к вертикали, он перемещается почти горизонтально. Это явление вызвано рядом аэродинамических эффектов в сочетании с гироскопической прецессией. Наиболее значительный эффект заключается в том, что лопасти на ведущей стороне вращающегося бумеранга создают подъемную силу большей величины, чем лопасти на ведомой стороне, из-за нарушения структуры воздушного потока со стороны ведомых лопастей. Это вновь вызывает вращение, которое поворачивает бумеранг к горизонтальной плоскости. Подробно весь процесс объясняется в статье Феликса Гесса в ноябрьском номере Scientific American за 1968 год.
  РИЧАРД КЕЛСО И ФИЛИП КАТЛЕР
  Университет Аделаиды, Южная Австралия
  Если ограничиться простым ответом, большинство бумерангов не вернулись и возвращаться не собирались. Австралийские аборигены изготавливают бумеранги для охоты и сражений, а не для развлечения и игр, поэтому бумеранги, прилетающие обратно к хозяевам, известны далеко не на всем австралийском материке. Многим аборигенам улетевший бумеранг заменяют свежая пища или поверженный враг.
  Я видел, как племя варлпири бросает бумеранг карли и поражает цель с расстояния более 100 метров. Наиболее опытные охотники мечут это смертоносное оружие с поразительной легкостью. Кроме того, варлпири в качестве оружия используют бумеранги вирлки (крючкообразные или в форме семерки).
  Даже в тех районах Австралии, где летающие бумеранги не изготавливают, похожие на них парные лопасти используют в качестве ударных инструментов для церемоний. Такие бумеранги привозят для ритуальных целей за тысячи километров.
  В Австралии делают множество самых разнообразных бумерангов. О них можно узнать в книге «Бумеранг: символ Австралии» (Boomerang: Behind an Australian Icon) Филипа Джонса, изданной Музеем Южной Австралии.
  ЧИПС МАККИНОЛТИ
  Найтклифф, Северная территория, Австралия
  Щелкающий бич

«Почему конец кнута щелкает?»
  ДЭВИД ИННС
  Фарнхем, Суррей, Великобритания
  Щелканье кнута - на самом деле звуковой удар, вызванный достижением звукового барьера. Это вполне возможно, потому что кнут суживается к кончику. При взмахе энергия, приданная ручке, волной проходит по всей длине кнута. Пока волна движется по суживающемуся кнуту, поперечное сечение и масса кнута на ее пути уменьшаются.
  Энергия этой волны - функция массы и скорости, и, поскольку она должна быть сохранена, при уменьшении массы скорость возрастает. Следовательно, волна распространяется все быстрее и быстрее, а к моменту достижения кончика кнута приобретает скорость звука.
  МАЙК КАПП
  Оксфорд, Великобритания
  Когда волна достигает кончика кнута, ей предстоит рассеяться. Часть энергии уходит в воздух, часть - в отраженную волну, пробегающую по кнуту в обратном направлении. В тот момент, когда волна достигает кончика кнута и уже собирается в обратный путь, на краткое время она приобретает колоссальное ускорение. Результат этого ускорения имеет сверхзвуковую природу.
  ЭНДРЮ ПЛАНТ
  Лаймингтон, Гемпшир, Великобритания
  Пролитый свет

«На лабораторной работе по физике наш учитель поставил зажженную свечу на вращающийся столик. Мы думали, что при вращении столика увидим, как кончик свечи отклонится наружу, а он вместо этого указывал внутрь круга. Это явление не смог объяснить даже директор школы. Может быть, вы сможете?»
  РУТ ХЕЙВЛЕНД
  Бетус-и-Коэд, Гуинет, Великобритания
  Да, читатели смогли, но несмотря на то что ответов пришло много, понадобилось объединить их, чтобы составить ясное представление. Скажем сразу, что задача действительно серьезная.  - Ред.
  Моей первой реакцией было недоверие. Я поставил опыт сам - и действительно, пламя повело себя по-другому. Оно тянулось за свечой, которая вращалась по орбите вокруг центра столика. Точно так же пламя ведет себя, когда мы несем в руках зажженную свечу.
  ГАРЕТ КЕЛЛИ
  Учитель физики,
  школа Пенглес, Аберистуит, Дивед, Великобритания
  Прочитав вопрос, я нашел у себя на кухне свечу и поставил ее на вращающуюся доску для сыра. При скорости примерно 60 оборотов в минуту пламя просто тянулось за свечой и не отклонялось ни внутрь круга, ни наружу. Позднее в тот же день я повторил эксперимент с проигрывателем для пластинок, включенным на 78 оборотов в минуту, и результат оказался тем же. Или я что-то упустил?
  ДЖОН ЭШТОН
  Монмут, Гуэнт, Великобритания
  Да, читатели из Диведа и Гуэнта, вы действительно кое-что упустили, хотя ваша деятельность и честность достойны похвал. Итак, сначала…  - Ред.
  Чтобы увидеть этот эффект, свечу следует поместить в какой-нибудь сосуд, иначе пламя оттянется назад. Итак, свечу - в банку, банку - на край вращающегося столика.
  ДЭВИД МЕЙ
  Учитель физики,
  муниципальный колледж Хинд-Лейз,
  Шепшед, Лестершир, Великобритания
  Причина, по которой пламя свечи направлено внутрь круга,  - слабая центробежная сила, которую создает вращающийся столик.
  ДЭВИД БЛЕЙК
  Стерлинг, Великобритания
  По мере вращения воздуха в банке на центрифуге более плотный воздух выходит с предсказуемыми последствиями.  - Ред.
  Пламя свечи наклоняется к центру круга по тем же причинам, по которым пламя направлено вверх, а не вниз. Нагретый пламенем воздух не такой плотный, как окружающий, поэтому более плотный воздух выходит из банки, отклоняя пламя свечи внутрь.
  Если бы я была придирой, то возразила бы, что движение менее плотного пламени свечи ускоряет та же центростремительная сила. Согласно известному закону Ньютона для одной и той же силы произведение массы и ускорения одинаково. Если же масса уменьшится, ускорение должно возрасти. А школьникам достаточно просто понять, что сила больше действует на плотный воздух.
  СЬЮ-ЭНН БОУЛИНГ
  Университет Аляски,
  Фэрбенкс, Аляска, США
  Можно также перейти к системам координат и математике.  - Ред.
  Понять, почему пламя свечи указывает внутрь круга, гораздо легче, если рассмотреть эту задачу в линейной системе координат. Представим, что вы едете в машине и держите за веревочку шарик с гелием. Вы резко затормозили. Что случилось с шариком? Ремень безопасности врезался вам в тело, а шарик отнесло к заднему сиденью. Все потому, что воздуху в машине присуща инерция, он продолжает двигаться вперед вместе с вами, а шарик стремится в область самого низкого давления и низкой плотности воздуха - в заднюю часть салона.
  Подобно этому, пламя свечи обладает «плавучестью», своей формой оно обязано сложному взаимодействию между горячим воском у фитиля и температурой окружающего воздуха. Поэтому пламя тоже уплывает в направлении самого низкого давления - к оси вращения. Закончим аналогию: свеча, как и машина, движется с ускорением по отношению к воздуху, окружающему пламя, поэтому воздух направлен из круга радиально по отношению к свече, а пламя - к центру круга.
  ТОМ ТРАЛЛ
  Университет Тасмании, Австралия
  В закрытой банке менее плотные газы пламени будут вытесняться к центру вращения под действием центростремительной силы. Можно определить арктангенс угла пламени (a/g) в плоскости с вертикалью (где а - центростремительное ускорение).
  Тот же эффект можно продемонстрировать с помощью наполненного гелием шарика в машине. Шарик отклоняется вперед при ускорении, назад - при торможении и вбок - на поворотах. Применима та же формула. Для машины, которая обходит поворот дороги по дуге радиусом 20 метров со скоростью 50 километров в час отклонение должно составить около 44°.
  НИЛ ХЕНРИКСОН
  Ректор высшей школы Джеймса Янга,
  Эдинбург, Великобритания
  И еще более простая демонстрация того же эффекта.  - Ред.
  Если поставить спиртовой уровень на вращающийся столик, расположив его как спицу в велосипедном колесе, а затем раскрутить столик, пузырек воздуха быстро придвинется внутрь круга. Более тяжелый спирт отталкивает к центру круга легкий пузырек.
  КОЛИН СИДДОНС
  Брэдфорд, Западный Йоркшир, Великобритания
  Мячи с отклонениями

«Я играю в разные игры с мячом и часто вижу эффект Магнуса, который заставляет мяч, вращающийся по часовой стрелке (если смотреть сверху), отклоняться вправо. Если мяч подкрутить в обратном направлении, его полет будет долгим, по плавной траектории. Такие эффекты можно продемонстрировать с помощью кожаных футбольных мячей, мячей для большого и настольного тенниса. Но если попробовать подкрутить пластмассовый футбольный мяч, какие продают на заправках и пляжах, наблюдается совсем другое явление: вращение по часовой стрелке создает отклонение влево, а подкручивание в обратном направлении завершается досадным падением. Эти мячи такие же, как для настольного тенниса, только побольше, на них нет ни впадинок, ни других отметок, почему же они по-другому реагируют на подкручивание?»
  РИЧАРД БРИДЖУОТЕР
  Уолсолл, Западный Мидлендс, Великобритания
  Этот феномен подробно описывался в статье «Изнанка игры в мяч» (The seamy side of swing bowling), опубликованной на с. 21 журнала New Scientist от 21 августа 1993 года; его удобнее всего объяснять с точки зрения «отделения пограничного слоя».
  Когда мяч летит по воздуху, его поверхность покрыта тонким слоем воздуха, который мяч гонит с собой. Далее располагается непотревоженный воздух. Между воздушной пленкой и спокойным воздухом можно выделить тонкий пограничный слой. Перед мячом этот слой двигается медленно. Но, обтекая мяч, он постепенно набирает скорость и оказывает меньше давления (согласно закону Бернулли, который гласит, что, чем быстрее течет жидкость, тем меньшее давление она оказывает).
  В определенный момент пограничный слой отделяется от поверхности мяча. Если мяч круглый и не подкрученный, это происходит в один и тот же момент на всей поверхности мяча. Если мяч подкрученный, отделение пограничного слоя происходит асимметрично, поэтому на одной стороне мяча пограничный слой занимает большую площадь, чем на другой. В итоге с одной стороны от мяча образуется большая область низкого давления, которая толкает мяч вбок.
  При сильном свинге (созданном эффектом Магнуса -Робинса) вращающийся мяч несет с собой очень тонкий слой воздуха. Он смещает точку отделения пограничного слоя к задней части мяча, где вращение происходит в том же направлении, что и в окружающем потоке воздуха, и к передней части бока мяча, который движется против движения воздушного потока. Итогом становится область низкого давления на боку мяча, где продолжается пограничный слой, заставляющий мяч вращаться в этом направлении. Вот почему вращение по часовой стрелке вызывает отклонение мяча вправо. (Еще один способ описания происходящего: сдвиг точки отделения пограничного слоя смещает линии воздушного тока вокруг мяча и за ним в одну сторону, поэтому мяч отклоняется в другую).
  Все это означает, что поток в пограничном слое ламинарный, его гладкие слои движутся один по другому, не перемешиваясь. На практике часть потока может быть турбулентной, с перемешиванием слоев воздуха, именно в этом случае может произойти смена направления вращения. Эксперименты показали, что турбулентные потоки держатся у поверхности мяча дольше, чем ламинарные. Поэтому если пограничный слой является турбулентным с одной стороны и ламинарным с другой, давление будет ниже в зоне турбулентности и мяч повернется в эту сторону.
  При определенных обстоятельствах турбулентность может развиться сначала на той стороне мяча, которая движется против воздушного потока, поэтому здесь пограничный слой отделится позднее. Результатом будет обратный поворот. Образование турбулентной зоны зависит от вида мяча, его скорости, размера и вращения, поэтому обратное вращение встречается в некоторых видах спорта чаще, чем в остальных (см. следующие ответы).
  В таких играх, как крикет, в которых используются мячи со швами, у подающих есть дополнительные возможности создать прямое или обратное вращение с помощью турбулентности. Опытные игроки могут подать мяч так, что он закрутится швом к воздуху под определенным углом. Шов влияет на поток воздуха, вызывает турбулентность пограничного слоя только на той стороне, где есть этот шов. Когда позднее пограничный шов отделяется, мяч закручивается непредсказуемо.
  При достаточно быстрой подаче можно закрутить мяч в обратную сторону. Если мяч летит с огромной скоростью (более 130 километров в час), как бывает при подаче игроков мирового класса, воздух движется настолько быстро, что пограничный слой становится турбулентным еще до того, как достигнет области шва на мяче. В этом случае шов отталкивает пограничный слой, способствует его отделению от мяча раньше со стороны шва. После этого мяч неожиданно отклоняется в противоположном направлении. Это и есть знаменитый крученый мяч.
  Такого же эффекта могут добиться рядовые игроки в крикет, если у них заслуженный мяч: на шероховатой поверхности турбулентный пограничный слой образуется легче. Разумеется, умышленная порча мяча запрещена правилами.  - Ред.
  Обратное отклонение пластмассового футбольного мяча происходит из-за отделения пограничного слоя. Сбоку от мяча, где относительная скорость воздуха и мяча больше, поток воздуха в пограничном слое становится турбулентным. С другой стороны он остается ламинарным. Ламинарный пограничный слой отделяется от поверхности мяча сразу же, как только поток воздуха перестает прижимать его к поверхности. В отличие от него, турбулентный пограничный слой остается в контакте с поверхностью мяча дальше по его окружности. В итоге задняя по ходу движения часть мяча отклоняется в направлении, противоположном его вращению. Возникает сила, направленная к боку мяча, который движется в направлении, противоположном потоку воздуха (справа налево - для мяча, закрученного по часовой стрелке).
  Эксперименты показывают, что основной фактор, управляющий отклонениями мяча,  - отношение скорости вращения его поверхности к скорости прямолинейного движения. Обратное отклонение наблюдается, когда это соотношение мало (меньше 0,4), а эффект Магнуса проявляется при более высоких соотношениях. Этим объясняется, почему быстро крутящийся теннисный мяч вращается в направлении, противоположном футбольному.
  ОЛИВЕР ХАРЛЕН
  Университет Лидса,
  Западный Йоркшир, Великобритания
  Отклонение вращающегося мяча обычно приписывают эффекту Магнуса, но еще за 100 лет до Гейнриха Магнуса Бенджамин Робинс изучал вращение пушечных ядер, а в 1742 году опубликовал подробное объяснение, почему ядра даже в безветренные дни отклоняются от траектории.
  БРАЙАН УИЛКИНС
  Веллингтон, Новая Зеландия
  В настоящее время во многих публикациях эффект называется эффектом Магнуса -Робинса. Не следует забывать, что еще в 1672 году Исаак Ньютон писал о том, как вращение влияет на полет ядра.  - Ред.
  Красное каление

«Чем вызвано появление разных цветов на чистой поверхности закаливаемого железа или стали после нагревания и охлаждения? Цвета варьируются от желтого при нагревании металла до 200 °C до золотистого, коричневого, лилового, синего и, наконец, черного при нагревании до 600 °C. И поскольку окисленная голубоватая или лиловая поверхность встречается у стальных часовых механизмов, прекрасно сохранившихся с XIX века, хотелось бы узнать, какова физическая природа этого прозрачного и очень стойкого цветного слоя?»
  ДЖОН РОУЛЕНД
  Аллесири, Дербишир, Великобритания
  Горячие печные газы, применяемые для тепловой обработки стали, окисляют элементы, содержащиеся в сплаве, например хром, чтобы образовать тонкую поверхностную пленку. Эта пленка искажает видимые световые волны и создает цветовые эффекты, о которых упоминает автор вопроса.
  Толщина пленки определяет видимый цвет стали, поскольку она влияет на распространение света с разной длиной волны. Более тонкие пленки, образующиеся при низких температурах, кажутся желтыми или золотистыми. Толстые пленки на стали - светло-голубыми. Самые толстые пленки иссиня-черные или черные.
  Цвета закалки на чистой стали нестойкие, обычно они пропадают, если от ржавчины увеличивается толщина поверхностной пленки, где образуются наслоения окислов железа. Многие детали часов, упомянутых в вопросе, обязаны стойкостью цветов закалки практике выдерживания закаливаемой стали в жире кашалота. Этот жир создает прозрачное восковое защитное покрытие на оксидных пленках и надолго сохраняет их цвет. Широкое применение этого метода имело один недостаток: оно стало причиной сокращения численности кашалотов.
  ДЕЙЛ МАКИНТАЙР
  Дхаран, Саудовская Аравия
  Воздушный пузырь

«Мы провели опыт, о котором нам рассказывали учителя естествознания: стоящую в воде свечу надо накрыть перевернутым стаканом. Когда свеча гаснет, уровень воды в стакане повышается.
  Нам объяснили, что повышение уровня воды вызвано тем, что при горении свечи расходовался кислород. Но мы поставили под стакан четыре свечи вместо одной, а уровень воды поднялся гораздо выше. Почему?»
  ЭММА, РЕБЕККА И ЭНДРЮ ФИСТ
  Норвуд, Тасмания, Австралия
  Вопрос Эммы, Ребекки и Эндрю о вполне понятном эксперименте со одной свечой или несколькими свечами показывает, как молодые и пытливые умы опровергают ошибочные объяснения, которые школьные учителя физики повторяют десятилетиями.
  Поглощение кислорода может отчасти быть причиной повышения уровня воды, потому что данный объем на моль кислорода сожжет углерод воска с образованием примерно такого же объема на моль углекислого газа и водород с образованием двух объемов на моль водяного пара соответственно.
  Первый частично растворится в воде, а последний почти полностью конденсируется. Это приведет к чистому уменьшению объема пара.
  Но все это - второстепенные детали, главное - тепло, созданное горящей свечой или свечами. К тому времени, как мы накрываем их перевернутым стаканом, свечи успевают повысить температуру вокруг них сильнее, чем сделала бы одна свеча.
  Когда свеча или свечи гаснут, окружающий их воздух сжимается, поскольку остывает, а степень сжатия прямо пропорциональна начальной средней температуре объема воздуха под стаканом. Так что чем больше свечей, тем больше тепла, тем выше температура и выше уровень воды в стакане при охлаждении воздуха.
  Вот наглядное доказательство того, что нельзя верить учителям на слово, не задав предварительно несколько вопросов по существу.
  ЛЕОПОЛЬД ФЛАТИН
  Вена, Австрия
  Поздравляю детей, которые экспериментально опровергли хрестоматийное заблуждение насчет свечи, перевернутой банки, емкости с водой и предположительного выжигания всего кислорода из банки.
  Увидев, как четыре горящие свечи заставили уровень воды в банке подняться еще выше, они поняли, что основная причина этого эффекта - тепло свечей, от которого воздух в банке расширяется. Они наверняка заметили, что при расширении воздух издавал булькающие звуки, выходя из-под края банки. После того как свечи потухли, наступила краткая пауза, и только потом уровень воды поднялся - когда оставшийся воздух остыл и снова сжался.
  Пламя свечи сжигает лишь небольшую часть имеющегося в его распоряжении кислорода. Поэтому неверным будет утверждение, что этот эксперимент можно объяснить изменением количественного содержания кислорода в воздухе.
  ИЕН РАССЕЛЛ
  Interactive Science Limited,
  Хай-Пик, Дербишир, Великобритания
  Отчасти этот эффект вызван толщиной трех дополнительных свечей. Его можно добиться, используя одну свечу переменной толщины. Чем толще свеча, тем выше поднимается вода.
  Вода в стакане или в банке втиснута в промежутки между свечами и стеклом. Чем уже эти промежутки, тем выше поднимется вода.
  ПИТЕР МАКГРЕГОР
  Гринок, Стратклайд, Великобритания
  Дутая величина

«Почему шарики с гелием так быстро сдуваются? Когда дети приносят из гостей домой шарики, то гелиевые уже на следующее утро становятся маленькими и сморщенными. Я понимаю, что гелий должен выходить из них, но, видимо, не только в этом дело, потому что обычные шарики, наполненные воздухом, остаются надутыми гораздо дольше».
  ДЖОН СТОРР
  Грейт-Корби, Камбрия, Великобритания
  Гелий - легкий, одноатомный газ без вкуса, цвета и запаха. В итоге частицы гелия - самые маленькие по сравнению с частицами других газов. Его атомы имеют диаметр всего 0,1 нанометра и вполне способны в процессе диффузии проникать сквозь металлическую пленку. Поскольку гелий проникает даже сквозь мелкие поры, его используют для обнаружения утечек в промышленных и лабораторных вакуумных системах. Молекулы азота и кислорода гораздо крупнее, чем атомы гелия, а это значит, что они не могут проникнуть сквозь стенки шарика. Это все равно что просеивать через сито песок и мелкие камешки: песок утекает через него без труда, потому что он состоит из более мелких частиц.
  Еще один фактор, который увеличивает потери на диффузию,  - вязкоэластичный материал, из которого сделаны шарики. Он состоит из спутанной массы полимерных нитей, немного похожих на спагетти в тарелке. Полимерные нити не могут плотно прилегать друг к другу, между ними есть отверстия, через которые проходит гелий, поэтому даже при низком давлении происходит диффузия гелия через стенки шара. Когда шарик надут, полимер растягивается, стенки становятся тоньше, гелию легче проникнуть через них, молекулярная структура становится более открытой, что облегчает диффузию, а повышенное давление служит для нее движущей силой. Именно по этим причинам шарик быстро начинает сдуваться, а потом, когда он уменьшается в размерах, процесс замедляется.
  Гелиевые шарики, имеющиеся в продаже, делают из непористых и неэластичных материалов с покрытием, уменьшающим потери гелия, хотя даже через них за день утекает много гелия - как раз столько, чтобы разочаровать детей и взрослых на следующее утро после покупки шарика.
  ГЭВИН УИТЕЙКЕР
  Хериот, Бордерс, Великобритания
  Атомы гелия очень маленькие и легкие. Они способны в процессе диффузии проникать сквозь тонкую растянутую резину шарика, пробираясь через поры размером с атом. Молекулы воздуха, в основном кислорода и азота, гораздо крупнее и тяжелее, диффузия в них происходит значительно медленнее. Вдобавок повышенное давление внутри шарика выталкивает гелий сквозь стенки - это еще один фактор, усиливающий вытекание гелия наружу.
  Поскольку в воздухе почти нет гелия, изнутри шарика о стенки ударяется гораздо больше атомов гелия, чем снаружи; наблюдается вытекание гелия из шарика. Но обратите внимание: шарик сдувается не полностью. Это происходит потому, что внутрь проникает воздух, молекул которого на наружной поверхности шарика больше, чем на внутренней.
  Неожиданный эффект будет достигнут, если наполнить шарик газом гексафторидом серы с крупными и очень тяжелыми молекулами, которые едва ли способны проникнуть сквозь резину. Но как и в случае с гелием, на наружной поверхности шарика по-прежнему много молекул воздуха, которые проникают внутрь. Поэтому шарик постепенно увеличивается в размерах.
  ХАРВИ РАТТ
  Кафедра электроники и компьютерной техники,
  Университет Саутгемптона, Великобритания
  В шахте

«Если вдруг окажешься в свободно падающем лифте, каким образом можно смягчить падение? Может быть, поможет, если подпрыгнуть в тот момент, когда лифт ударится о дно шахты?»
  НАЙДЖЕЛ ОСБОРН
  Амершем, Бэкингемшир, Великобритания
  Несмотря на все голливудские клише, свободное падение лифта в шахту почти невозможно - благодаря запатентованному Элайшей Отисом в XIX веке автоматическому тормозу, реагирующему на ускорение. Как только кабина начинает падать, многочисленные пружинные рычаги срабатывают и удерживают ее в шахте.
  Что касается борьбы за выживание, вероятно, лучшее, что можно сделать,  - лечь на пол лицом вверх и подложить руки под голову, чтобы смягчить удар, хотя в свободном падении выполнить эту задачу нелегко.
  Если подпрыгнуть перед ударом, вы просто отдалите его на несколько миллисекунд. И потом, как вы узнаете, когда уже пора подпрыгивать? Если вы поспешите всего на мгновение, то сначала ударитесь головой о потолок, а потом ногами о пол кабины.
  И даже если вы точно рассчитаете время прыжка, вам понадобится приложить такую силу, чтобы подпрыгнуть на высоту, с которой упал лифт (например, если лифт упал с высоты 100 метров, с помощью прыжка спасется только тот, кто способен подпрыгнуть в воздух на 100 метров). Таким людям лифт ни к чему.
  КИТ УОЛТЕРС
  Скофилдс, Новый Южный Уэльс, Австралия
  Если подпрыгнуть за мгновение до удара о дно шахты и придать себе начальную скорость, направленную вверх относительно движения лифта и равную ему по величине, сначала вы ударитесь головой о крышу кабины. Кроме того, подпрыгнуть будет сложно: при падении вы окажетесь невесомым, а ручки, за которые можно подтянуться к потолку, в кабине не предусмотрены.
  К счастью, перед самым ударом крыша с ускорением отдалится от вас (при условии, что крыша сохранит форму после удара!) с той же относительной скоростью, с которой двигаетесь вы. Пол последует ее примеру, но двигаться будет в вашу сторону. При этом вы приземлитесь на пол с высоты нескольких сантиметров и окажетесь на полу, который будет двигаться вверх с той же относительной скоростью.
  Но здесь возникает пара проблем. Чтобы развить такую скорость, у вас должна быть возможность подпрыгнуть на такую же высоту, с которой упал лифт. И даже если вы на это способны, ускорение для такого прыжка сравнимо с тем, которое возникает при ударе о дно.
  В таком случае по уже понятным причинам можно считать, что даже невысокий прыжок смягчит удар.
  АЛЕКС УИЛСОН
  Таффли, Глостершир, Великобритания
  Я вижу три способа увеличить ваши шансы на выживание, хотя они и сомнительны. Первый уже упомянули - надо подпрыгнуть как можно энергичнее перед ударом, чтобы хоть немного смягчить его. Второй - прихватить с собой что-нибудь мягкое, например одежду, и подложить под себя перед ударом. При этом увеличится время замедления скорости перед столкновением и слегка уменьшится потенциальный ущерб. Если вам не дороги свои ноги, можно попробовать использовать их как зоны деформации, хотя это будет довольно болезненно. Третий способ едва ли достоин упоминания. Можно попробовать растянуться как можно шире и удерживаться в таком положении, чтобы увеличить площадь поверхности лифта. Таким образом можно на неопределенную величину снизить скорость на конечном участке пути.
  ДЭВИД ФОУЛ
  Толлертон, Ноттингемшир, Великобритания
  Черное и белое

«Когда я работал на заводе, где производили угольный порошок, я заметил черный отпечаток своего большого пальца на бутерброде. И задумался, почему хлеб, картофель, рис и сахар, состоящие в основном из углерода, не черные».
  ДУГЛАС ТОМПСОН
  Холиуэлл, Флинтшир, Великобритания
  Удобнее всего объяснить это на примере. Натрий вступает в бурную реакцию с водой, хлор - ядовитый зеленовато-желтый газ. Но хлорид натрия, вещество, содержащее эти два элемента,  - безобидная пищевая соль, обладающая свойствами, разительно отличающимися от свойств ее компонентов.
  Черный порошок для копировальных аппаратов - измельченный углерод в его элементарной форме. Частицы очень малы и расположены беспорядочно. Падающий на них свет поглощается и не отражается, поэтому порошок кажется черным. Бутерброд, несомненно, содержит углерод, но не в элементарной форме. В данном случае он соединен с кислородом и водородом в составе углеводородов. У таких соединений есть свои свойства, не имеющие ничего общего со свойствами составляющих их элементов. Ломтики хлеба довольно хорошо отражают свет с разной длиной волны, поэтому, когда мы смотрим на хлеб при дневном свете, он выглядит белым.
  РИЧАРД ХАНИ
  Онтарио, Канада
  Углерод обычно пребывает в твердой аморфной форме, это значит, что ему недостает упорядоченной кристаллической решетки. По этой причине, а также из-за положения отдельных электронов на внешней орбите атома углерода свет поглощается, а не отражается. Это значит, что атомы углерода в графите, копоти и черном угле кажутся черными.
  Алмаз - тоже углерод, но обычно прозрачный, потому что в его кристаллической решетке электроны занимают другие положения и создают бесцветный кристалл. Алмазы могут иметь окраску, если в них присутствуют атомы других элементов, обычно - металлов, а связи с электронами меняются. Так появляются голубые, желтые, розовые и зеленые алмазы.
  Г.УИЛЬЯМ БАРНС
  Уоррингтон, Пенсильвания, США
  Углерод присутствует в таких продуктах, как хлеб и картофель, в форме гидратов, т. е. он химически связан с водой и потому не кажется черным. Чтобы он снова стал черным, необходимо удалить воду, обычно путем нагревания. Вот почему подгоревший тост черный.
  Сахар - тоже углерод и вода. Но если добавить концентрированную серную кислоту, вы увидите, как она высосет из сахара воду, оставив один черный углерод.
  ДУНКАН ХОГГ
  Фарнхем, Суррей, Великобритания

 
Книги из этой электронной библиотеки, лучше всего читать через программы-читалки: ICE Book Reader, Book Reader BookZ Reader. Для андроида Alreader, CoolReader Библиотека построена на некоммерческой основе (без рекламы), благодаря энтузиазму библиотекаря. В случае технических проблем обращаться к