Ученый-любитель

Ученый-любитель

Когда я был маленьким, у меня была «лаборатория». Лаборатория не в том смысле, что там я что-то измерял или проводил важные эксперименты. Я там играл: делал двигатель, делал приспособление, которое выстреливало, когда что-то проходило через фотоэлемент. Я игрался с селеном и постоянно баловался. Иногда я занимался расчетами для лампового блока, серии выключателей и лампочек, которые я использовал в качестве резисторов для контроля напряжения. Но все это было так, для развлечения. Я никогда не проводил никаких лабораторных опытов.

Кроме того, у меня был микроскоп, и я обожал под ним рассматривать всевозможные штуковины. Для этого требовалось терпение: я устанавливал что-нибудь под микроскоп и мог бесконечно на это смотреть. Я видел огромное множество интересных вещей, которые видит любой: кремниевую водоросль, медленно ползущую по предметному стеклу, и т.п.

Однажды я наблюдал за парамецием и увидел что-то, что не было описано в книгах, по которым мы учились в школе, более того, в учебниках для колледжа этого тоже не было. Все эти книги всегда упрощают все, чтобы мир был более похож на то, как описывают его они. Говоря о поведении животных, они всегда начинают так: «Парамеций чрезвычайно прост; он ведет себя простейшим образом. Во время движения его туфлеобразной формы в воде он поворачивается, пока не ударится обо что-то, тогда он отскакивает, поворачивается на какой-то угол и снова начинает двигаться».

На самом деле все это совсем не так. Во-первых, как всем известно, парамеции, время от времени, спариваются друг с другом: они встречаются и обмениваются ядрами. Как они определяют, когда настало время это сделать? (Забудьте; это не мое наблюдение).

Я наблюдал, как эти парамеции ударяются о что-нибудь, отскакивают, поворачиваются на какой-то угол и снова начинают движение. В учебниках это поведение описано как чисто механическое, подобное компьютерной программе – но выглядит оно совсем не так. Они движутся на различные расстояния, отскакивают на различные расстояния, поворачиваются на разные углы, не всегда поворачиваются направо – они ведут себя очень нестандартно. Их движение кажется весьма беспорядочным, так как неизвестно, обо что они ударяются; неизвестно, запах каких химических веществ они чувствуют, и все такое.

Мне очень хотелось понаблюдать, что происходит с парамецием, когда вода, в которой он находится, высыхает. В учебнике было написано, что парамеций высыхает и превращается в нечто вроде маленького твердого зернышка. Я поместил на предметное стекло микроскопа каплю воды, в которой был парамеций и несколько «травинок» – в масштабе парамеция эти травинки напоминали сеть из соломы. По мере того, как вода испарялась, в течение пятнадцати или двадцати минут, парамеций оказывался во все более затруднительном положении, он все больше и больше двигался вперед-назад, пока это не стало совсем трудно. Он оставался между этих «соломинок», он почти застрял там.

А потом я увидел нечто, чего никогда не видел и о чем никогда не слышал: парамеций утратил свою форму. Он мог изгибаться как амеба. Он начал давить на одну из палок и раздваиваться до тех пор, пока раздвоение не дошло до середины его тела, потом он решил, что это не слишком удачная мысль, и вернулся в исходное состояние.

Так что, наблюдая за этими животными, я получил впечатление, что в учебниках их поведение представляют слишком упрощенно. Оно далеко не так механистично или одномерно, как там написано. Поведение этих простых животных следовало бы описывать правильно. Пока мы не увидим истинный масштаб поведения одноклеточного животного, мы не сможем до конца понять поведение более сложных животных.

Также мне нравилось наблюдать за жучками. Когда мне было лет тринадцать, у меня была книжка про насекомых. Там было написано, что стрекозы не опасны; они не жалят. Однако в нашем районе все хорошо знали, что «швейные иглы», как мы их называли, очень опасны, потому что больно жалят. Так что, если мы где-то играли в бейсбол или во что-то еще и мимо пролетала стрекоза, все бежали в укрытие, махая руками и вопя: «Швейная игла! Швейная игла!»

Однажды я был на пляже, и я совсем недавно прочитал эту книгу, в которой было написано, что стрекозы не жалят. Тут появилась «швейная игла», все завопили, начали носиться по пляжу, а я просто сидел на месте. «Не беспокойтесь! – сказал я. – „Швейные иглы“ не жалят!»

Эта штука села на мою ногу. Все орали, суетились, потому что у меня на ноге сидела «швейная игла». А я, эдакое научное чудо, сидел и утверждал, что она меня не ужалит.

Вы уверены, что сейчас я расскажу о том, что она все-таки меня ужалила, но этого не произошло. Книга была права. Но я немножко вспотел.

Кроме того, у меня был маленький ручной микроскоп. Это был игрушечный микроскоп, из которого я вытащил увеличительную часть и держал ее в руке как лупу, хотя этот микроскоп мог увеличивать в сорок или пятьдесят раз. Если очень постараться, то фокус можно было удержать. Так что я мог гулять на улице и рассматривать разные штуки прямо на месте.

Когда я учился в Принстонском выпускном колледже, однажды я достал свою лупу из кармана, чтобы рассмотреть муравьев, которые ползали по плющу. Я так удивился, что даже вскрикнул. Я увидел муравья и тлю, о которой заботятся муравьи: они переносят ее с растения на растение, если растение, на котором они находятся, умирает. Взамен муравьи получают частично переваренный сок тли, который называется «медвяной росой». Я об этом знал, потому что мне рассказывал отец, но сам я никогда раньше это не видел.

Итак, на листе сидела тля, мимо пробегал муравей, он подбежал к ней и начал пошлепывать ее лапками – всю тлю, шлеп, шлеп, шлеп, шлеп. Зрелище было потрясающее! Потом на спинке тли начал выделяться сок. И поскольку я смотрел через лупу, я видел огромный, красивый, блестящий мяч, который из-за поверхностного натяжения походил на воздушный шар. Так как микроскоп был не слишком хорошим, капля была слегка окрашена из-за хроматической аберрации в линзе – великолепное зрелище!

Муравей взял этот мяч передними лапками, поднял его с тли и держал его. Мир становится совсем другим, когда на него смотришь в таком масштабе, где можно поднять каплю воды и удержать ее! Возможно, на лапках муравьев есть какая-то смазка, которая не разрушает поверхностное натяжение воды, когда они поднимают каплю. Потом муравей надкусил поверхность капли, и под давлением поверхностного натяжения капля попала прямо в его живот. Было безумно интересно наблюдать, как это происходит.

В моей комнате в Принстоне был эркер с U-образным подоконником. Однажды на подоконнике появились муравьи. Мне стало любопытно узнать, как они находят разные вещи. Мне было интересно, откуда они узнают, куда нужно идти? Могут ли они сказать друг другу, где находится пища, как это делают пчелы? Обладают ли они чувством геометрии?

Все это я проделывал как любитель; ответ известен всем, но мне он был неизвестен, поэтому прежде всего я натянул какую-то веревочку через U-образный подоконник эркера и подвесил на нее кусочек согнутого картона, на котором был сахар. Идея заключалась в том, чтобы изолировать сахар от муравьев с тем, чтобы они не нашли его случайно. Я хотел все взять под контроль.

Затем я нарезал несколько маленьких полосок бумаги и согнул их так, чтобы можно было подбирать муравьев и переправлять их с места на место. Я поместил сложенные полоски бумаги в двух местах: некоторые рядом с сахаром (я подвесил их на веревочку), а другие неподалеку от муравьев, в определенном месте. Я весь день просидел там, читая книгу и наблюдая за муравьями, пока один муравей не забрел случайно на одну из моих бумажек. Тогда я перенес его к сахару. После того, как я перенес к сахару нескольких муравьев, один из них случайно попал на одну из соседних бумажных полосок, и я перенес его обратно.

Мне хотелось посмотреть, сколько времени понадобится остальным муравьям, чтобы получить сообщение о том, что нужно идти на «место положения этих бумажных полосок». Началось это медленно, но потом так быстро ускорилось, что я носился как сумасшедший, переправляя муравьев туда-сюда.

Но внезапно, когда все происходило на самом пике, я начал переправлять муравьев от сахара в другое место. Вопрос был следующий: научится ли муравей возвращаться туда, откуда он только что пришел, или он пойдет туда, куда он шел до этого?
[1] [2]