Во славу логики

[i_eron]

Из книжки:

Пионером чувств летучих мышей, как и многого другого, был Ладзаро Спалланцани (1722-99), иезуитский священник и профессор естественных наук в Павийском университете, в Италии. Спалланцани обладал бесконечным любопытством к природе и был блестящим наблюдателем и остроумным экспериментатором. Наблюдая за пойманной сипухой, он заметил, что если птица случайно гасит свечу, освещавшую комнату, то она полностью теряет способность избегать столкновений. У летучих мышей такой проблемы не было. Помещённые в полную темноту, летучие мыши, которых Спалланцани собрал в местной пещере, "продолжали летать как раньше, ни разу не наталкиваясь на препятствия и не падая, что произошло бы с ночной птицей [т.е. совой]". Две летучие мыши, чьи глаза Спалланцани прикрыл тёмными колпачками, тоже летали вполне обычно.

Эти явления побудили меня к другому опыту, который я счёл решающим, а именно, к удалению глаз летучей мыши. Я полностью удалил глазные яблоки у летучей мыши ножницами. Брошенное в воздух, животное быстро полетело, следуя разным подземным путям из одного конца в другой, со скоростью и уверенностью здоровой летучей мыши... Моё удивление этой летучей мышью, которая совершенно не могла видеть, будучи лишённой глаз, неописуемо.

Спалланцани задумался, нет ли у летучих мышей шестого чувства. Он написал всем, кто мог бы помочь, предлагая задачу: может ли кто-нибудь установить, как ослеплённые летучие мыши могут "видеть" в темноте? Одно из писем Спалланцани было прочитано Женевскому Обществу Естественной Истории в сентябре 1793 года, где среди публики был швейцарский хирург и естествоиспытатель Шарль Жюрин. Заинтересованный Жюрин решил провести свои собственные эксперименты и начал с повторения того, что сделал Спалланцани, но с хитроумной добавкой. Он не только удалял глаза летучим мышам, но и затыкал им уши воском, и, к своему изумлению обнаружил, что они "беспомощно натыкались на все препятствия". Вывод был поразительным: летучим мышам нужны уши, чтобы "видеть".

Спалланцани узнал о замечательных результатах Жюрина уже на следующий день, и сразу начал собственные новые эксперименты, оглушая летучих мышей и подтверждая, что они используют отражённый звук, но не понимая, откуда он берётся. Недоумевая, он сказал: "Но как, во имя Господней любви, мы можем объяснить или даже вообразить эту гипотезу о слухе?" Если летучие мыши молчали, почему их уши были так важны для избегания препятствий? Эксперименты давали всё те же результаты, раз за разом; трудность была в том, что, будучи не в состоянии вообразить, что какие-то звуки могут быть вне диапазона человеческого звука, он считал эти результаты необъяснимыми.

Жорж Кювье (1769—1832), прославленный и влиятельный французский исследователь, решил в 1795 году, просто на основе логики, что летучие мыши избегали препятствия с помощью осязания. Несмотря на то, что Спалланцани раньше проверял и полностью отверг гипотезу об осязании, мысль Кювье стала принятым объяснением и его "восхваляли за установление порядка из хаотического положения, созданного Спалланцани и Жюрином". Причина, по которой Кювье победил, была в том, что без мысли, что летучие мыши могут издавать звуки, неслышимые человеком, идеи Спалланцани и Жюрина казались совершенно нелепыми.

Предположение об осязании не подвергалось сомнению в течение ста лет, а потом в воздухе стали витать две другие возможности. Первая появилась после катастрофы Титаника в апреле 1912 года. Впечатлённый способностью летучих мышей избегать столкновений, инженер и изобретатель сэр Хайрам Максим задумался, нельзя ли защитить корабли от столкновений с айсбергами и другими кораблями в туманную погоду с помощью прибора, который мог бы реагировать на эхо от низкочастотных звуков. Он предположил, что летучие мыши слышат и реагируют на отражения низкочастотных звуков, производимых биением их крыльев. Другими словами, Максим был первым, предположившим, что летучие мыши могут пользоваться звуками, недоступными человеческому уху.

Вторая идея принадлежала физиологу и специалисту по звуку Хамилтону Хартриджу (1886-1976), который вспомнил о методах обнаружения подводных объектов, разработанных во время Первой мировой войны. Он предположил, что летучие мыши могут избегать препятствия с помощью отражения своих высокочастотных криков.

Предположение Хартриджа о высокочастотных звуках казалось более вероятной из двух этих возможностей, и в начале 1930-ых Гарвардский студент Дон Гриффин решил проверить его. Он использовал единственное оборудование, способное обнаружить и проанализировать высокочастотные звуки: электроный прибор, созданный физиком по имени Джордж Пирс для регистрации высокочастотных звуков, издаваемых насекомыми. Для исследователей не так уж необычно изобрести и построить собственное исследовательское оборудование, но Гриффину повезло, что Пирс был рад поделиться с ним. Результат был замечательным и отлично подтвердил, что летучие мыши издают звуки вне пределов слышимости человека. Большинство людей могут слушать звуки не ниже 20 или 30 Гц и не выше 20 кГц, а летучие мыши, которых изучал Гриффин, кричали на высоте целых 120 кГц.

Вместе с другим студентом, Робертом Галамбошем, Гриффин начал более подробное исследование. Их усилия в начале 1940-ых произвели важное открытие, что летучие мыши не только издают постоянный поток высокочастотных звуков, но и увеличивают его скорость всякий раз, когда облетают особенно сложный объект. Это дало сильное косвенное свидетельство в пользу предположения Хартриджа, что летучие мыши избегают препятствий с помощью эха от их высокочастотных криков. Как раз в это время стало известным, что слепые люди могут обнаруживать препятствия, издавая звуки и вслушиваясь в отражения этих звуков, что вдохновило Гриффина изобрести термин "эхолокация" для этого процесса. Через десять лет Гриффин смог показать, что летучие мыши используют эхолокацию не только для избегания препятствий, но и для охоты на свою добычу - насекомых. Это тоже было совершенно неожиданным. Общепринятым мнением до начала его работы было, что маленькие летящие насекомые не "отразят достаточно акустической энергии для слышимого эха, и всё это предположение выглядело слишком неправдоподобным для серьёзного обсуждения". Тем не менее, это было именно тем, что он обнаружил - эхолокация летучих мышей оказалась намного более совершенной, чем можно было себе представить.

Tim Birkhead, Bird Sense: What It's Like to Be a Bird, Chapter 2: Hearing (извините за корявый перевод).

Книжка, кстати, очень неплохая - сжато и о конкретном; на простом уровне, но успешно создаёт впечатление, что зоология теперь - действительно наука, а не "зоология" (малоосмысленное обсессивное описательное хобби).

Ещё о логике в исполнении Жоржа Кювье: Кювье - Ma gavte la nata