Текст книги "Все обо всем. Том 3"

Автор книги: Аркадий Ликум

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 32 страниц)

Что такое вирус?

Вирусы – это крошечные частички, которые вызывают различные заболевания у людей, животных и растений. Слово «частички» может показаться странным, однако давайте разберемся, почему мы используем именно его. Вирусы настолько малы, что могут просачиваться даже сквозь самые мелкопористые фильтры. Крошечный размер не позволяет разглядеть их в обычный микроскоп, поэтому, изучая вирусы, ученые вынуждены пользоваться фотографиями, полученными с помощью электронного микроскопа.

В отличие от бактерий их нельзя разводить в сахарном сиропе: они растут и размножаются только в присутствии живой материи. Являясь паразитами, они целиком и полностью зависят от организма, в котором находятся. Из-за того, что они так малы и искусственно создать условия для их роста необычайно трудно, многие исследователи склоняются к мысли, что вирусы – вовсе не живые организмы, но некое среднее звено между живой и неживой материей. Вирусы являются источниками болезней, многие из которых известны всем. Воздействуя на различные органы тела, каждая группа вирусов вызывает различные виды заболеваний.

Многие кожные болезни, такие как ветрянка, оспа, корь, – результат деятельности одной группы вирусов. Другая является причиной заболеваний центральной нервной системы: бешенство, воспаление мозга, детский паралич. Третья воздействует на внутренние органы и вызывает желтую лихорадку, грипп, обычную простуду, вирусное воспаление печени и многие другие.

Кто такие позвоночные?

Как вы полагаете: есть ли что-нибудь, что объединяет воробья, акулу, питона, лягушку, собаку и человека? Вы правы, если ответили на этот вопрос утвердительно, потому что такой общий для всех вышеперечисленных существ признак имеется. Заключается он в том, что у них всех есть позвоночник. Позвоночник представляет собой не целую кость, а вытянутую цепочку из последовательно соединенных между собой маленьких косточек – позвонков. Наличие или отсутствие его оказывается столь важным обстоятельством, что все животные, обладающие позвоночником, выделяются учеными в особый тип позвоночных. Все же остальные животные – моллюски, насекомые, черви и прочие – относятся к непозвоночным.

У истинных позвоночных к одному из концов позвоночника присоединяется череп, похожий на пустую коробку из кости. В нем содержится головной мозг животного. К нему вдоль позвоночного столба тянутся толстые пучки нервов, спрятанные в углублениях на позвонках. Эти пучки образуют спинной мозг. К спинному мозгу со всех сторон присоединяются более тонкие нервы, окончания которых имеются на каждом участке тела позвоночного животного.

Другой характерный признак позвоночных – наличие кровеносной системы, то есть соединенных между собой кровеносных сосудов, по которым кровь разносит питательные вещества и кислород, добираясь до каждой клеточки организма. Мелкие сосуды, сливаясь, образуют более крупные – вены и артерии, главные из которых тянутся к центру кровеносной системы – сердцу. Позвоночные отличаются от прочих животных и своим хорошо развитым опорно-двигательным аппаратом, состоящим помимо скелета из мускулов и сухожилий. К позвоночному столбу прикрепляются ребра и кости, на которых держатся конечности.

Число конечностей у позвоночного никогда не превышает четырех, а у некоторых животных, например у змей, они и вовсе отсутствуют. Эти конечности могут иметь различный вид. У птиц одна пара конечностей превратилась в процессе эволюции в крылья, а у человека одна – в руки, а другая – в ноги. Типичные представители позвоночных являются обладателями хвостов. Однако точно так же, как некоторые из них, развиваясь, утратили конечности, человек на ранних стадиях своего существования лишился хвоста.

Что такое центробежная сила?

Когда какой-либо объект тянут или толкают так, что он изменяет свое положение (или с ним вообще происходят какие-то изменения), то говорят, что к нему прикладывают силу. Представьте, что вы тащите по земле тяжелое бревно, используя силу собственных мускулов. Стоит вам разжать руки, и оно неподвижно замрет на месте. Однако, допустим, вы катите то же самое бревно перед собой, вместо того чтобы тащить его. В этом случае оно будет продолжать некоторое время двигаться вперед, после того как вы перестанете толкать его. За счет чего это происходит?

Объяснение этому эффекту впервые было дано Исааком Ньютоном. Для этого он впервые ввел в обращение термин инерция. Инерция, которой обладает любое тело, заставляет его продолжать двигаться, когда действие силы, вызвавшей это движение, уже прекращено. В таком случае, при условии отсутствия сил сопротивления, тело должно перемещаться дальше по прямой линии с той же скоростью, что и на момент прекращения действия силы. Так будет до тех пор, пока оно не подвергнется воздействию другой силы. Что такое инерция, вы можете испытать на себя, когда автобус, на котором вы едете, резко тормозит, и ваше тело наклоняется вперед, стремясь продолжать движение. Давайте теперь перейдем к центробежной силе.

Заметим сразу, что любому из нас доводилось иметь с ней дело на практике. Мы замечаем результат ее действия всякий раз, наблюдая за объектом, движущимся по кривой траектории. Например, вы сидите в том же самом автобусе, когда он внезапно поворачивает за угол. Возможно, что через мгновение вы обнаружите, что, слетев с сидения, вы беспомощно растянулись в проходе. Никто не толкал вас: просто вы попали под действие центробежной силы. Природу этой силы можно объяснить, используя понятие инерции. Дело в том, что когда автобус заворачивает, то ваше тело стремится двигаться по прямой в прежнем направлении и выйти за пределы окружности, частью которой является дуга, описываемая автобусом при повороте.

Следует знать, что центробежная сила всегда толкает объект именно в этом направлении. Поэтому, поворачивая на велосипеде влево или вправо, вы наклоняетесь в ту же самую сторону. Тем самым вы уравновешиваете центробежную силу и не позволяете ей опрокинуть вашу машину.

Почему лед плавает?

Лед образуется, когда температура окружающей среды становится достаточно низкой, и вода замерзает, при этом заметно увеличиваясь в объеме. Известно, что из десяти литров воды получаетсяпримерно одиннадцать литровльда. Способность любого тела плавать или тонуть в воде определяется в соответствии с принципом, впервые сформулированным Архимедом, древнегреческим ученым, жившим в III веке до н. э. Он открыл закон, который впоследствии получил название закона Архимеда.

В нем утверждается, что всякое тело, погруженное в жидкость, выталкивается на поверхность с силой, равной весу вытесненной телом жидкости. Дерево в среднем вдвое легче воды, поэтому деревянный брусок удерживается на плаву количеством воды, равным половине его собственного объема. Кора пробочного дуба впятеро легче воды, а лед – примерно на одну десятую. Вот почему айсберг на девять десятых погружен вводу, и на самом деле он гораздо больше, чем нам кажется. Когда температура окружающей среды лишь ненамного ниже точки замерзания воды, то есть нуля градусов по шкале Цельсия, лед можно растопить без дополнительного нагревания, путем увеличения давления. При снятии добавочного давления, однако, вода снова замерзает.

Так, например, когда, набрав пригоршню снега, вы сжимаете его в руках, чтобы слепить снежок, часть снежинок при этом плавится, превращаясь в воду, которая вновь замерзает, стоит вам лишь разжать ладони. Расширение воды при образовании льда приводит к высвобождению значительной силы. Вода, из года в год заполняющая маленькую трещину в скале, превращаясь зимой в лед, увеличивается в объеме и в конце концов способна расколоть огромную глыбу из гранита! Этот процесс играет важную роль в выветривании и разрушении горных пород. Человек издавна научился использовать эту силу в своих целях. В огромных каменоломнях в Финляндии рабочие-каменотесы без особых усилий расщепляют гигантские обломки скал, заполняя имеющиеся в камне трещины водой и затем дожидаясь, пока она замерзнет.

Что такое опыление?

Цветки являются органами размножения покрытосеменных (цветковых) растений. Другими словами, цветок предназначен для образования пыльцы или семян данного растения или и того, и другого. Самыми главными частями цветка являются пестики и тычинки. Во многих цветках (но не во всех) имеются и пестик (один или несколько), располагающийся в центре, и окружающие его со всех сторон тычинки. В утолщении на нижнем конце пестика находятся маленькие тельца, называемые семяпочками, каждая из которых при благоприятных обстоятельствах способна развиться в семя. Наиболее важная часть семяпочки – крошечная яйцеклетка. Яйцеклетки настолько малы, что их удается разглядеть только под микроскопом. Каждая тычинка заканчивается мешочком, содержащим пыльцу. Когда наступает период размножения, эти мешочки открываются, и пыльца, имеющая вид мелко измельченного порошка, как правило желтого цвета, попадает вокружающий мир.

Для зарождения семян необходимо, чтобы пылинки каким-то образом попали на пестик. Процесс переноса пыльцы с тычинок на пестики, вне зависимости от того как он осуществляется, называется опылением. Существует немало различных способов опыления. Наиболее простой – это когда пыльца сама собой стряхивается на пестик: такой способ называется самоопылением. Однако все же чаще в этом процессе принимают участие ветер или насекомые. Ветром опыляется большинство травянистых растений (не только простые луговые травы, но и пшеница и другие злаки). Механизм протекающего при этом процесса весьма прост. Ветер раскачивает растение, сбивая пыльцу с тычинок, подхватывает ее и разносит по всему полю или лугу. Часть ее оседает на пестиках, в которых происходит оплодотворение яйцеклеток, то есть зарождение семян. Очень часто опыление осуществляется при помощи насекомых.

Обычно это имеет место у тех растений, цветки которых обладают яркой окраской или сильным ароматом, чем и привлекают к себе насекомых. Те опускаются на цветки в поисках нектара, из которого они делают мед, и пыльцы, служащей для них пищей. При этом часть пыльцы прилипает к их тельцам и крылышкам, а затем, когда пчела, бабочка или шмель перелетают к следующему цветку, то они невольно стряхивают ее на пестик последнего.

Как люди открыли законы наследственности?

Каждое живое существо на нашей планете, будь то животное или растение, производит потомство только того же вида, к которому относится само. Это происходит именно так вследствие действия законов наследственности. Сказанное выше отнюдь не означает, что потомок двух родителей обязательно должен походить на них по своему внешнему виду, физическому или умственному развитию. Эти различия также вытекают из законов наследственности. Каждое существо отличается от других индивидуальным набором черт – признаков наследственных и приобретенных.

Наследственными признаками являются такие, которые формируются у данной особи в тот самый миг, когда ее жизнь зарождается, причем источник их находится внутри нее самой. Изучением всех вопросов, связанных с наследственностью, занимается наука генетика. Начало ей было положено благодаря работам австрийского монаха и ученого Грегора Менделя, жившего всередине XIX века. В своем саду Мендель ставил эксперименты по наследственности у сладкого гороха. Он обнаружил, что целый ряд различных факторов определенным образом влияет на то, какое потомство вырастает из семян, полученных от взрослых растений. В то время, однако, Мендель не мог установить истинную природу этих факторов. Это было сделано его последователями, назвавшими их генами.

Признание истинности учения Менделя произошло не сразу. Лишь в 1900 году, шестнадцать лет спустя после его смерти, другие ученые осознали важность сделанных им открытий. Правила, сформулированные на основе этих открытий, получили название законов Менделя.

Почему цвета радуги располагаются в таком порядке?

Мы называем обычный солнечный свет белым, ибо он кажется нам таковым. Однако на самом деле в нем имеются различные цвета. Когда солнечный свет попадает на скошенный торец зеркала, грань стеклянной призмы или поверхность мыльного пузыря, то нам удается увидеть в нем целый набор цветов. В каждом из этих случаев происходит то, что белые лучи распадаются в соответствии с длинами волн на красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синие и фиолетовые цвета. В результате перед нашими глазами предстает полоска, состоящая из параллельных линий разного цвета, причем на их границах один цвет плавно переходит в другой. Такая полоска называется спектр. Красная линия всегда находится на одном конце спектра, а фиолетовая – на другом. Это определяется различием длины волн лучей различного цвета: она возрастает от фиолетового к красному.

Радуга, по сути дела, иявляется таким спектром, раскинувшимся дугой по небу. Солнечные лучи, проникая в капли воды, преломляются, то есть распадаются на составные части, как это происходит, когда они проходят через стеклянную призму. Уже внутри самой капли мы видим линии разных цветов, протянувшиеся от одного ее края до другого. Часть цветных лучей отражается от задней стенки капли и выходит из нее. Эти лучи отражаются под различными углами в зависимости от цвета, точнее, как нам уже известно, длины волны.

Поэтому, глядя на радугу, вы видите, что на вершине ее всегда красный цвет, а внизу – фиолетовый. Радугу можно наблюдать только когда одновременно идет дождь и светит солнце, как часто бывает во время летних ливней. Чтобы увидеть ее, следует находиться между дождем и солнцем, светящим у вас из-за спины. Причем солнце, ваш глаз и центральная точка разноцветной дуги должны располагаться на одной прямой.

Как путешествует свет?

Свет является одной из самых больших тайн мира, в котором мы живем. Сотни лет ученые специально изучают его, но так до сих пор и не знают точно, что же он из себя представляет. Единственное, чтоудается, это описать свет с точки зрения его поведения. Нам известно, что свет – одна из форм существования энергии. Подобно тому, как это имеет место с некоторыми другими формами энергии – теплом, радиоволнами, рентгеновскими лучами, – можно измерить его скорость, частоту и длину волны. Во многих других отношениях он ведет себя так же, как и эти формыэнергии. Мы знаем скорость света, она составляет примерно 300 000 километров в секунду.

Таким образом, за год лучи света (в вакууме) проходят около 9 461 000 000 000 километров. Такое расстояние астрономы называют световым годом, и оно является главной единицей измерения бескрайних просторов космоса. Было создано множество теорий, пытающихся объяснить, что такое свет и как он существует. В XVII веке знаменитый английский ученый Исаак Ньютон сделал предположение, что свет состоит из маленьких частичек – «корпускул», нечто вроде крошечных пуль, вылетающих из источника света, как из дула автомата. Однако его «корпускулярная» теория света оказалась неспособной объяснить некоторые особенности его поведения. Примерно в это же самое время другой ученый – Христиан Гюйгенс – развил волновую теорию света. Его идея заключалась в том, что отражающее излучающее свет тело создает вокруг себя колебания или волны, похожие на круги волн, расходящиеся по спокойной поверхности пруда, если в него уронить камень. Споры между сторонниками этих двух теорий не замолкали на протяжении двух веков.

По мере того, как становились известны определенные особенности света, идея корпускулярной природы света казалось начала отмирать. Однако развитие науки продолжалось, и, в конце концов, ученые пришли к выводу, что природа света может быть объяснена только объединением двух теорий. Экспериментальные исследования показали, что каждая из них может быть справедлива. Начало объединенной теории положил французский физик Луи де Бройль, который ввел понятие волна-частица. Таким образом, точного и однозначного ответа на вопрос, что такое свет, просто не существует.

Что такое шум?

Звук порождается механическими колебаниями. Однако для того, чтобы эти колебания стали слышны, они должны происходить в какой-нибудь среде: воздухе, жидкости или твердом теле. Благодаря среде звук колебаний может достичьухаслушателя. Колебания могут быть правильными, то есть, другими словами, объект создает в среде волны, следующие через строго определенные временные промежутки. В этом случае результатом является мелодичный звук. Однако, если колебания неправильны, то их воздействие на наши уши доставляет гораздо меньше удовольствия. Звук, являющийся результатом подобных колебаний, называется шумом. Звуки отличаются друг от друга по громкости, высоте и тембру. Громкость звука зависит частью от удаления уха слушателя от звучащего объекта, а отчасти от амплитуды колебания последнего.

Слово амплитуда означает расстояние, которое проходит тело от одной крайней точки до другой во время своих колебаний. Чем больше это расстояние, тем громче звук. Высота звука зависит от быстроты или частоты колебаний тела. Чем больше колебаний совершает объект за одну секунду, тем выше производимый им звук. Однако два звука, абсолютно совпадающие по громкости и высоте, могут отличаться друг от друга. Музыкальность звука зависит от числа и силы обертонов, присутствующих в нем. Если заставить струну скрипки колебаться вдоль всей длины так, чтобы при этом не возникало никаких дополнительных колебаний, то будет слышен самый низкий тон, который она только способна произвести. Этот тон называется основным.

Однако, если на ней возникнут дополнительные колебания отдельных частей, то появятся дополнительные более высокие ноты. Гармонируя с основным тоном, они создадут особенное, скрипичное звучание. Эти более высокие по сравнению с основным тоном ноты и называются обертонами. Они-то и определяют тембр того или иного звука.

Что такое вечный двигатель?

Сотни лет люди мечтали создать механизм, который, будучи однажды приведенным в движение, продолжал бы его, выполняя полезную работу, при этом не черпал бы энергию из внешнего источника. Однако каждая из известных нам машин требует наличия источника энергии. Например, крылья ветряных мельниц вращаются за счет энергии ветра, а двигатели автомобиля работают, используя энергию, высвобождаемую при сжигании топлива. Идея вечного двигателя заключается в том, что в процессе своей работы он должен сам для себя производить энергию.

Другими словами, всякий раз, совершая полный цикл, то есть возвращаясь висходное состояние, он должен произвести больше энергии, чемупотребил. Большинство людей, пытавшихся придумать вечный двигатель, исходили из каких-либо практических соображений. Они думали о том, как замечательно было бы, если б механизм качал воду илимолол зерно, не требуя никаких затратэнергии. Возможно ли создание такого двигателя?

Любой ученый ответит вам на этот вопрос отрицательно, ибо существование подобного механизма противоречило бы одному из самых главных законов природы: закону сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия в природе не создается и не уничтожается. Энергия может переходить из одной формы в другую, высвобождаться, накапливаться или рассеиваться. Однако ее нельзя создать, и это означает, что всякий механизм должен иметь источник энергии. За историю человечества были предприняты тысячи попыток решить задачу создания вечного двигателя. Они начались задолго до того, как был открыт закон сохранения энергии. Даже после того как это произошло, появлялось немало сообщений о том, что подобный аппарат наконец-то удалось сконструировать. Однако в каждом таком случае впоследствии обнаруживались ошибки изобретателя или простое жульничество.

Что такое вакуум?

Большинство людей полагают, что вакуум – это пространство, в котором абсолютно ничего нет. Однако, как утверждают ученые, подобное просто невозможно. Они считают, что не существует такого места, где не было б вообще никакой материи: ни единой молекулы газа или частички пыли. Таким образом, вакуум в действительности является пространством, где очень мало материи. Глубокий вакуум означает почти полное ее отсутствие. Однако главную роль в этой фразе играет слово «почти».

Одним из наиболее простых способов получения вакуума является откачка воздуха из сосуда, в котором он и создается. В настоящее время существуют достаточно мощные насосы, способные создавать очень глубокий вакуум, необходимый как для научных, так и для различных производственных целей. Такие насосы, например, создают вакуум в электрических лампочках при их производстве. Если б в лампочке оставался кислород, содержащийся в воздухе, то при ее включении нить накаливания сгорела бы за долю секунды. В самых современных лампочках удается откачать при помощи вакуумных насосов почти весь воздух. То же самое можно сказать и об электронных лампах в телевизорах или радиоприемниках, в которых перед запайкой отсасываюткак можно больше воздуха.

Другим хорошо знакомым всем предметом, в котором используется вакуум, является обычный термос. Он имеет двойные стенки, в промежутке между ними создается вакуум. Поскольку количество молекул газа в этом пространстве невелико, они находятся на большом расстоянии друг от друга, и тем самым передача тепла между ними уменьшается. Поэтому, если в жаркий летний день налить в термос холодное молоко, оно останется холодным. И наоборот, горячий чай не остынет в термосе, даже в самую морозную погоду.