Загадка падающей кошки и фундаментальная физика
Хезерингтон ушел в отставку из Университета штата Мичиган после 35 лет работы, но продолжает вести активную жизнь. Теперь он делит свое время между Мичиганом и Францией и не только работает по договору с инженерной компанией, но и исследует художественные возможности представления математических функций{18}.
Американское физическое общество — издатель журнала
APS с гордостью объявляет новую инициативу открытого доступа, целью которой является дальнейшее расширение преимуществ открытого доступа для более широкого круга авторов. Согласно новой политике, действующей сегодня, все статьи за авторством кошек доступны бесплатно. Это прогрессивное дополнение — естественное продолжение лидерства APS в области как открытого доступа, так и публикации домашних любимцев. Еще в 1975 г. APS начало публиковать статьи «кошачьих» авторов, самым заметным из которых был некий Ф. Д. Ч. Уиллард [Дж. Х. Хезерингтон и Ф. Д. Ч. Уиллард. Двух-, трех- и четырехатомные обменные эффекты в ОЦК гелии-3 (Willard, Two-, Three-, and Four-Atom Exchange Effects in bcc 3),
Ф. Д. Ч. Уиллард сумел опубликоваться в одном из самых престижных физических журналов в мире, но так никогда и не смог защитить научную степень. Другие кошки, однако, оказались более успешными в этом отношении, поскольку сослужили науке важную службу.
Около 2001 г. некая Зоя Д. Катци получила аккредитацию на оказание услуг гипнотерапии и стала доктором Катци. Эта Зоя была кошкой и спутником психолога Стивена Эйхеля, который получил сертификат для Катци дистанционно через Американскую ассоциацию психотерапевтов. Целью этой эскапады было показать, самым драматичным и абсурдным способом, как легко кто угодно может получить лицензию на работу с пациентами. Еще одной аккредитованной кошкой стала Генриетта, любимица научного журналиста Бена Голдакра. Генриетта получила диплом нутрициолога в 2004 г. от Американской ассоциации консультирующих нутрициологов — особенно впечатляющее достижение, особенно если учесть, что она умерла годом раньше. Такие исследования (их на самом деле намного больше) используются для разоблачения теневых «фабрик дипломов», готовых выдать корочку любому, кто заплатит.
Получит ли когда-нибудь представитель кошачьего племени ученую степень по физике? Если судить по недавним исследованиям, кошки знают о физике больше, чем мы могли бы предположить. В 2016 г. исследователи из Киотского университета изучали, насколько хорошо кошки понимают причинно-следственные связи{19}. Для этого они поместили в кастрюлю электромагнит и три металлических шара, которые могли в ней греметь. Когда магнит был включен, шары фиксировались на месте; они не гремели при встряхивании кастрюли и не выпадали из нее при переворачивании. Когда магнит был выключен, шары гремели и выпадали.
Целью эксперимента было проверить, свяжут ли кошки гремящий звук с ожиданием того, что шары выпадут из кастрюли. Магнит позволял реализовать четыре сценария. При выключенном магните исследователи могли проверить «соответствующие условия», а именно: полная кастрюля гремит и шары падают, или пустая кастрюля не гремит и шары не падают. Если магнит был включен половину времени, они могли проверить «несоответствующие условия», а именно: полная кастрюля гремит, но шары не выпадают, или полная кастрюля не гремит, но шары из нее выпадают.
Исследователи отсняли 30 домашних кошек (восемь из семей и 22 — из нескольких котокафе), чтобы проверить их реакцию на соответствующие и не соответствующие условия. Кошкам разрешалось исследовать кастрюлю после каждого события, если им этого хотелось. Выяснилось, что кошки дольше рассматривали контейнер, если демонстрация не соответствовала нормальным ожиданиям. То есть, если кастрюля гремела, но шары не выпадали или если кастрюля не гремела, а шары выпадали, кошки проявляли больше любопытства к происходящему. По сообщению исследователей, их «результаты указывают на то, что кошки использовали каузально-логическое понимание звуковых стимулов, чтобы предсказывать появление невидимых объектов». Если подумать, в этом нет ничего удивительного, ведь кошки на охоте будут более успешными, если смогут связывать звуки с присутствием спрятавшейся добычи.
Некоторые новостные издания восприняли результаты более сенсационно. Одна из статей, посвященных этой работе, вышла под заголовком «Кошки — чудесные физики»{20}. На основании собственного опыта могу сказать, что некоторые кошки, как демонстрирует приведенная фотография, действительно склонны к этому.
Благодарности
Написание книги такого сорта требует больших усилий, как интеллектуальных, так и эмоциональных. Мне помогали в этом друзья, коллеги и другие щедрые души, и в последних строках я хотел бы написать, что высоко ценю их помощь.
Во-первых, я выражаю величайшую благодарность Саре Эдди, другу и талантливой художнице, нарисовавшей для меня все те красивые иллюстрации с кошками, на которые не хватило моего умения рисовать. Именно благодаря ей вам не приходится смотреть на схематичные изображения в невероятных позах.
Многие давние статьи и книги, о которых я рассказываю, написаны не на английском. Пытаясь в них разобраться, я по большей части полагался на Google Translate — к счастью, научные статьи обычно пишутся в сухой и формальной манере, что делает их интерпретацию однозначной. Несколько ключевых пассажей на французском требовали более элегантного перевода, и я хотел бы поблагодарить за них моего друга Яну Слоан ван Гист. Спасибо также доктору Йенсу Фоэллу за перевод ключевой цитаты Альберта Эйнштейна с немецкого. Мне хотелось бы также поблагодарить своего давнего друга Ребекку Старки за полезные советы по работе с библиотечным миром.
В ходе работы над книгой я обращался с просьбой о беседе или за информацией ко множеству ученых; к несчастью, ответов я получил куда меньше, чем разослал запросов (подозреваю, что многие просто не поверили, что речь идет о серьезном проекте). Так что я особенно благодарен Алексису Ноэлю из Технологического института Джоржии, Уиллу Робертсону из Университета Аделаиды, Джеку Хезерингтону из Университета штата Мичиган и P. I. Engineering и его жене Мардж и Майлу Берри из Университета Бристоля за то, что они великодушно нашли время, чтобы ответить на мои вопросы. (Однако за любые неточности, которые могли появиться в книге, отвечаю я сам.)
Друзья морально поддерживали меня во время долгого и часто напряженного процесса работы над книгой. Я хотел бы особо поблагодарить Бет Сабо, Махи Эль-Куэди и Кайлу Аренас за добрую дружбу. Хотелось бы также поблагодарить (как я это делаю в каждой книге) инструктора по горным лыжам Тэппи Деллинджера; преподавателя гитары Тоби Уотсона; и своих друзей по парашютному спорту в клубе Skydive Carolina за то, что они отвлекали и развлекали меня. Спасибо, как всегда, моим родителям Пэт Гбур и Джону Гбуру за все.
Для этой книги мне пришлось получить немало разрешений на публикацию иллюстраций, и я ценю всю ту помощь, которую получил в процессе их добывания. Я хотел бы выразить особую признательность Пэм Дэй, ответственному редактору журнала
Иллюстрации для воспроизведения в книге стоят денег, а некоторые из них стоят невероятно много денег. В конце 2018 г., когда я попросил на краудфандинговой платформе GoFundMe помощи в финансировании иллюстраций, мои друзья, сетевые и знакомые в реальном мире, откликнулись на просьбу на таком уровне, за который я вечно буду благодарен. Особую признательность выражаю следующим людям (и их любимцам): Марку Манчини; Брайану, Бреннану и Тазу Коксам; Ёнтао Чжану; группе CAT и профессору Бигелоу из Университета Рочестера; Лауре Кинништцке и ее дорогим любимцам Берту (лучшему мейн-куну в мире) и Дикси (лучшему другу-гончей); Картику и Майтрейи через; Азур Хансен, Зиги и Анастасии; Дейву Кёртису и псу Джеку; Рональду Амброзу-мл. и его коту мистеру Скитлсу; Деймону Диэлю и Брэду Крэдоку, в память об Эльфабе и Эразмусе; Чансу (Бадди) Круйшенку; Джеффу Сенсабо, в память о его кошке Натмег; Сью, Боузеру и (покойной) Сере; Гарету Дью; Джону Гбуру (он же папа); Ребекке Стефофф и Ксерксу; Стиву Кэрроу; Брайану Гибсону; Лоуренсу Роджерсу; Йену Кроссу и Зул; Аарону и Саре Колас и кошке Линк; Томасу Свансону; Крису Сузе и Скиппи, когда-то бездомному коту, принятому в их семью, и Пика-Чарру, шиншилле, ради спасения которого стоило проехать две сотни миль; Мишель Бэнкс и Типоту; Джоанне Пауэр и Мо; Мариан Тьяден и Джету; Джейсону Талкену; Стиву Куку. Сверхособую благодарность выражаю Паскаль Лейн и Дотти и Яне Миддлтон!
Наконец, я хотел бы поблагодарить Джозефа Каламия и Мэри Пейсти, моих редакторов в Yale University Press, за помощь в публикации этой книги и доведении ее до возможно наилучшего вида.
Примечания
Глава 1