Забавни загадки, които науката не може да реши

Съвременната наука е плод на вековното човешко любопитство, необходимостта на хората да получат отговор за всяко нещо. И макар че голяма част от изключително сложните явления и процеси в природата са изучени, описани и доказани, то винаги се оформят нови въпроси, дават се нови отговори, а в някои случаи последните се отричат и споровете започват отново.

Именно тези уж прости неща, с които сме свикнали и приемаме за даденост, понякога могат да ни изненадат с факта, че всъщност не са напълно разгадани. Техники и предмети, познати от хилядолетия, се оказват възможни, но необясними. Дейности и вещи, с които сме отраснали, се противопоставят на научните правила. А какво да кажем за още по-сложните и фундаментални научни загадки, като тъмната материя, измеренията на Вселената и други по-мащабни въпроси?

В настоящата статия обаче ще се позабавляваме с размисли над някои доста прости на пръв поглед „неща“, повечето от които едва ли сте подозирали, че трудно намират научното си обяснение.

 

Какво представлява стъклото?

Дотолкова сме свикнали с този „продукт от пясък“, че днес за нас той представлява почти само обикновен „амбалаж“. Нали знаете, че за да се получи стъкло, изходните материали се загряват до висока температура, достатъчна то да образува нещо като гъста течност?

Нобеловият лауреат Уорън Андерсън веднъж се изказва за стъклото по следния начин: „Най-сериозният и неразрешен проблем в съвременната теория на твърдото състояние се крие в природата на стъклото.“ И наистина – макар и познато на хората от хилядолетия, на какво точно се дължат неговите специални механични свойства, си остава загадка за учените.

Може би си спомняте от уроците в училище, че стъклото се причислява към течностите. Но то на практика има няколко състояния, като учените не могат точно да определят каква е природата на прехода между течна, твърда или стъкловидна фаза, както и какви точно физични процеси водят до придобиването на основните му свойства.

 

Процесът на формиране на стъклото не се обяснява с нито един от днешните инструменти на физиката на твърдите тела, теорията за множествата от частици или теорията за течностите. Ако обобщим накратко – течното разтопено стъкло при охлаждането си постепенно повишава вискозитета си и става все по-твърдо. В същото време по същия начин, както се формират кристално твърдите тела (например графитът), атомите в даден момент образуват специфични периодично повтарящи се структури. Ако сравним организацията на молекулите на веществата с един музикален танц, то идеално твърдото тяло би приличало на бавен танц, при който партньорите заедно с останалите двойки се движат в кръг спрямо началната си позиция на дансинга. Идеалната течност пък представлява нещо като приятелска среща, когато всеки се старае да потанцува с останалите хора от компанията, като средното темпо на танца е еднакво за всички.

 

Според тази аналогия стъклото прилича на особен вид танц, при който група хора се разделят на малки групички и всяка от тях си обикаля по свой начин. На всичко отгоре можете да сменяте партньорите си (но само от вашата групичка) и този танц е безкраен…

Стъклото се държи така, че към момента то не може да бъде описано точно с равновесната статистическа механика. На пръв поглед физичната „стъклена“ система работи разбираемо и предсказуемо, но ако я наблюдавате за по-дълъг период от време, ще установите, че поведението й се мени с времето и особеностите й се описват по-добре чрез теорията на вероятностите и случайните процеси.

 

Защо велосипедът не пада настрани?

Не ме разбирайте неправилно. Не че не пада, но падането, или по-точно държането в равновесие, е повод на много научни спорове. Конструкцията на велосипеда е много проста и със сигурност ви се вижда разбираемо как и защо то задържа стабилността си. Винаги се е смятало, че за съхраняване на баланса на двуколесното возило най-важна роля играят два механизма.

Първият е автоматичната корекция (почти рефлекторна) на кормилото наляво и надясно. Ако велосипедът се наклони на една страна, предното колело се завърта в същата посока, след което центробежната сила връща колелото в началното положение. Вторият механизъм е свързан с жироскопичния ефект на въртящите се колела.

 

Американският инженер Анди Руин заедно с колеги се опитал да опровергае и двете твърдения. Екипът конструирал велосипед, приличащ на скутер с много хитроумна конструкция, елиминираща и двата ефекта – на автоматична корекция и жироскопичен момент. Предното колело било „изолирано“ така, че да не може да се коригира посоката на залитане, а жироскопичният момент се „нулирал“ от допълнителни две колела, въртящи се в противоположна посока. Въпреки това новият тип велосипед не падал настрани много по-бързо от „древните“ си събратя. Затова събирайки резултатите от опитите, учените дошли до извода, че въртенето на кормилото и жироскопът играят важна роля в съхраняването на баланса на велосипеда, но и двата ефекта не са критично важни за него.

Така че защо велосипедът не пада, си остава не напълно известно. Според последни проучвания на инженери, работещи в тази област, ключова роля в целия процес играе разпределението на натоварването на тялото спрямо конструкцията.

Как работи плацебото?

За плацебото, или по-точно – веществата, които нямат лечебни свойства, но въздействат положително на организма, науката знае много отдавна. В основата на плацебо ефекта лежи психо-емоционалното въздействие. Но учените нееднократно са доказвали, че плацебо, което няма никакви активни вещества, успешно може да стимулира съвсем реални физиологични реакции. В това число дори изменение на честотата на сърдечните съкращения и артериалното налягане, а дори и химичната активност на главния мозък. Плацебото може да помага за лечение на болка, депресии, тревога и умора и дори някои от симптомите на болестта на Паркинсон.

 

Това, как нашата психика може да въздейства на здравето, и до днес обаче не е ясно, а учените не могат да разкрият механизмите, стоящи в основата на действието на плацебото. Очевидно е, че в ефекта му се преплитат много различни аспекти, като на всичко отгоре „безполезното лекарство“ не оказва влияние на източника или причината за заболяването. По опитен път е доказано, че реакцията на организма се различава в зависимост от начина за доставка на плацебото в организма (таблетки или инжекции). То дава само очаквания или предварително уговорения с пациента ефект. Колкото по-високи са вашите очаквания – толкова по-силен е ефектът на плацебото. Освен това е известно, че действието му може допълнително да се усили при активно вербално въздействие на пациента.

Плацебо ефектът обаче не важи за всички хора. По-често той е валиден за екстравертите, хора с повишено ниво на тревожност, мнителност, неувереност в себе си. През октомври 2013 година е публикувано изследване, демонстриращо това, че плацебо ефектът е свързан с повишение на алфа-активността в главния мозък. Алфа-вълните възникват в отпуснато състояние, което прилича на лек транс или медитация – или състоянието, в което човек е най-възприемчив на внушения. Плацебо ефектът оказва значително въздействие на нервната система на човека в областта на гръбначния мозък, но засега подробно описание на механизма на това въздействие не е създадено – просто никой не е успял да го направи.

 

Какво значи сигналът Wow?

На 5 август 1977 година се случва едно от най-загадъчните събития в историята на проучване на Космоса. Доктор Джери Еман по време на работа с телескопа Big Ear, в рамките на проекта за търсене на извънземни цивилизации SETI, фиксира силен теснолентов космически радиосигнал. Неговите характеристики (честота на предаване и съотношение сигнал/шум) напълно съответствали очакванията за сигнал от чужда раса. Поразеният от събитието Еман разпечатал съответстващите на явлението символи и написал до тях на ръка удивлението си – Wow! Оттам и името на сигнала.

 

Сигналът бил с произход от малка зона на нощното небе в съзвездието Стрелец, на около 2.5 градуса на юг от звездната група „Хи“. Така или иначе дълги години след това той не се повторил никога.

Учените потвърждават, че ако сигналът е имал извънземен произход, то съществата, които са го изпратили, трябва да принадлежат към изключително развита цивилизация. За да изпратят толкова мощен сигнал, е необходим минимум 2.2-гигаватов предавател, който е многократно по-мощен от всеки земен (например системата HAARP в Аляска, една от най-мощните в света разполага с максимум мощ на предаване от 3600 киловата).

Една от хипотезите, които се опитват да обяснят явлението е, че първоначално слабият сигнал е бил значително усилен благодарение на действието на гравитационна леща (надявам се знаете какво е това явление, случващо се при преминаване на вълни покрай масивен космически обект). Но така или иначе дори да е вярна, тази теория пак не изключва възможността за изкуствения му произход.
Според други учени еднократността на събитието може би се дължи на факта, че сигналът е приет само веднъж, защото източникът вероятно се върти подобно на маяк и в този момент сигналът е бил насочен точно към нас. Съществува и версия, че е отправен директно от борда на бързодвижещ се… звездолет. Извънземен, разбира се.

 

През 2012 година, по случай 35-ата годишнина от Wow сигнала, обсерваторията в Аресибо изпрати отговор във вид на 10 000 закодирани послания в направление към предполагаемия източник. Дали някой ги е получил или ще ги получи, е… неизвестно. Така че до ден-днешен Wow сигналът си остава една от най-големите загадки за астрофизиците.

 

Как неживата материя става жива?

В научните среди днес преобладава концепцията за биологичната еволюция, съгласно която първоначално животът се е зародил сам от неорганични вещества в резултат на химични и физични процеси. Начинът, по който от неживата материя се създава жива, се описва в теорията, наречена „абиогенеза“. Проблемът е, че в нея има множество… проблеми.

Известно на всички е, че основните компоненти на живия организъм са аминокиселините. Но вероятността от случайно възникване на определена аминокиселинно-нуклеотидна последователност съответства на вероятността да вземете няколко хиляди изрязани от картон отделни буквички, да ги хвърлите от покрива на някой небостъргач и при падането си на земята те да паднат така, че случайно да образуват няколко страници точен текст от роман на Достоевски… Абиогенезата в класическия си вариант предполага, че подобно „хвърляне“ и подреждане на страници се е случвало не само един път, ами хиляди пъти, и то така, че се е получила необходимата за познатия ни живот подредба. Само че според математическите изчисления, за да се случи това случайно, според теорията на вероятностите ще са нужни толкова много години, че те превишават неколкократно настоящата възраст на самата Вселена.

 

На всичко отгоре в лабораторни условия всички опити да се създаде изкуствена жива клетка не са дали истински успех. Дори да имате пълния набор от нуклеотиди и аминокиселини за най-простата бактериална клетка, пак до създаването й лежи истинска пропаст. Разбира се – възможно е първите живи клетки сериозно да са се отличавали от тези, които наблюдаваме днес.

Голям брой учени напоследък поддържат и теорията, че първите живи клетки вероятно са попаднали на нашата планета благодарение на метеорити, комети или други извънземни обекти. И това по всяка вероятност е напълно възможно, съдейки последните данни и новини, отразявани дори на нашия сайт. Това е теорията за „панспермията“. Но тя отново не дава отговор как неживата материя се е превърнала в жива – просто премества „проблема“ на друго място и по друго време.

Защо хората са разделени на десняци и левичари?

През последните години по тази тема са правени множество проучвания, както и защо болшинството хора са десняци. И въпреки всичко стандартен емпиричен тест за десняк или левичар не съществува, както и учените до момента не могат да изяснят всички механизми, участващи в този процес.

Мненията  на учените се разделят по отношение на това, какъв процент от човечеството са десняци и какъв – левичари. Най-общо се смята, че болшинството (70–95%) са десняци, а малцинството (5 до 30%) – левичари. Но освен тях има и немалък брой (неуточнен процент), при които се наблюдава пълна симетрия – тоест могат да ползват еднакво крайниците си.

Доказано е, че това, дали работите с дясна или лява ръка, се дължи на гени, но точният ген на левичарите и до днес не е известен. Съществуват и доказателства за това, че на склонността да работите с дясна или лява ръка влияят социални и културни механизми. Само допреди броени години в много държави (включително и нашата) учителите насила са заставяли децата да използват дясната си ръка, макар някои да предпочитали лявата. Може би затова към момента бившите или настоящи тоталитарни общества като цяло притежават доста по-малко левичари.

 

Някои изследователи споменават и „патологично левичарство“ – свързано с мозъчни травми по време на раждане. Още през XIX век френският хирург Пол Брок забелязва връзката между използването на ръцете и полукълбата на мозъка. Съгласно неговата теория половинките на мозъка са „съединени“ с ръцете на кръст – т.е. ако сте десняк, то по-активната половина на мозъка ви е лявата и обратно. Днес обаче е ясно, че нещата далеч не са толкова прости. През 1970 година е доказано че повечето левичари имат еднаква активност на лявото полукълбо с тази на десняците. И само част от левичарите всъщност имат някакви отклонения от нормата.

Изучавайки проблема с левичарството при висшите маймуни, приматите, учените установили, че повечето животни в отделни популации се оказват или преобладващо десняци, или преобладаващо левичари. Освен това отделните маймуни често развиват и свои индивидуални предпочитания. Така че, ако сме свързани по някакъв начин с маймуните, това допълнително обърква представите ни за „правилно и неправилно“ държане на писалката.

 

Защо спим?

Нормалният човек спи през около 36% от живота си, но въпреки това учените не могат да обяснят природата на съня. Изписани са стотици томове книги по тази тема но… За хората сънят е присъщо състояние, заложено в гените. Но защо то се е появило в процеса на еволюцията, е загадка. Освен при топлокръвните животни (бозайници и птици) сънят не се наблюдава при другите живи същества и какви са преимуществата му, не е ясно и до днес.

Учените вече са изяснили, че по време на сън мускулите растат по-бързо, раните също зарастват по-бързо, а дори се ускорява и синтезът на протеини. С други думи – сънят помага на организма да възстанови онова, което е загубил по време на бодърстване. Неотдавнашни изследвания доказват, че по време на сън мозъкът ни се пречиства и от токсини. Затова, ако се намесвате в този процес (не спите), в него започват да се отключват психични отклонения. Освен това по време на отдих в мозъка се отслабват или разделят връзки между нервни клетки, или образно казано се „освобождава място“ за постъпване на нова информация. В мозъка се генерират нови синапси и затова недоспиването води до понижаване на способностите да придобивате, обработвате и запомняте информация.

 

По време на сън мозъкът често инсценира някои епизоди от живота ни, които са се случили през деня, и по мнението на учените това помага да заздравим паметта си. Въпреки че съдържанието на сънищата се определя от реални впечатления, нашето съзнание по време на сън коренно се различава от това, когато не спим. В съня ни окръжаващият ни свят е много по-образен и емоционален. Виждаме различни картини, преживяваме случките, но да осмислим напълно образите – не можем. Или поне не всеки от нас. Учените предполагат, че синхронизиращите механизми, господстващи в мозъка по време на сън, в голяма степен са свързани с първосигналната система на човека и емоциите му. Но какво точно представлява сънят и особено сънищата, никой не може със сигурност да каже.

 

Защо котките мъркат?

Никой не знае със сигурност. Мъркането се отличава от многото други звуци, издавани от животните, по това, че звукът се издава не само при издишане, но и при вдишване. Преди време се считало, че звукът се произвежда благодарение на кръвния поток, преминаващ през долната куха вена, но днес болшинството учени са съгласни, че в процеса на генериране на този звук участват ларинксът, мускулите му и нервни импулси.

Котетата започват да мъркат още докато са само на няколко дни. Ветеринарните лекари предполагат, че тяхното мъркане е нещо подобно на човешкия звук за думата „мама“, „аз съм тук“, „добре съм“. Тези звуци помагат за укрепване на връзката между котенцето и майката. Когато обаче те порастват, всички знаем, че мъркането продължава. Затова много изследователи предполагат, че този звук в напреднала възраст е свързан с удоволствие или радост.

 

Само че… много котки мъркат и когато са получили сериозни травми или са болни. Затова д-р Елизабет фон Мугенталер предполага, че мъркането и нискочестотните трептения, които то произвежда, се явява естествен механизъм за самолечение, който може да укрепва организма, да заздравява рани и да облекчава болката.

 

Гласовата особеност на домашните котки не е уникална само за тях. Други видове от семейство Котки – рисове, гепарди и пуми, също мъркат. На другият край на дъската обаче стоят някои големи котки, като лъвове, леопарди, ягуари, тигри, които не могат да правят това. Така че… всъщност знаем ли защо котките мъркат?

Източник - www.lookatme.ru