100 знаменитых загадок природы
Шрифт:
Дельфины – прекрасные пловцы и ныряльщики. Ученые долго пытались найти объяснение парадоксу Грея: плывущий дельфин тратит в два раза меньше энергии, чем того требуют законы гидродинамики. Не так давно выяснилось, что секрет такого экономного расхода энергии – особое строение кожного покрова, которое гасит турбулентные завихрения, возникающие при движении. Был проведен целый ряд экспериментов с покрытием для кораблей и подводных лодок, и расход топлива для опытных образцов резко снизился. К запасам кислорода дельфины также относятся крайне экономно. По сравнению с человеком, который использует всего лишь 20 % вдыхаемого кислорода, дельфин способен усвоить до 80 %. Часть кислорода используется сразу же, а часть запасается в крови и мышцах. Именно это и позволяет дельфинам проводить под водой до получаса.
Водная среда изменила не только внешний облик дельфинов, но и их систему восприятия. В отличие от наземных животных, для которых главным является зрение, водные животные, как правило, вынуждены полагаться на другие чувства, в первую очередь – на слух. Дельфины могут воспринимать гораздо больший диапазон звуковых частот, чем человек. Человеческое ухо воспринимает звуковые волны частотой до 15–20 кГц, ухо дельфина – до 150–200 кГц. Но это еще не все. Его слух в 100 раз чувствительнее человеческого, да и способность различать звуки и раскладывать общий звуковой фон на составляющие частоты в 3–4 раза превосходит человеческие возможности. Все это позволяет дельфинам ориентироваться в воде при помощи эхолокации. Анализируя отраженный сигнал, дельфины безошибочно находят в воде шарики диаметром 3 мм, различают натянутую поперек бассейна проволоку толщиной 0,15 мм. Эхолот дельфина настолько совершенен, что позволяет ему определять не только размер предмета, но и материал, из которого он изготовлен. Опыты показали, что дельфин не только не путает живую рыбу с муляжом, но и способен среди одинаковых по форме и размеру предметов различить, например, пластмассовые и металлические.
Впрочем, те, кто считает, что у дельфинов плохое зрение, сделают большую ошибку. Оно, по человеческим меркам, вполне нормальное, причем не только в воде, но и в воздухе. Способность видеть одинаково хорошо в разных стихиях – редкое явление в природе. Коэффициенты преломления воды и воздуха сильно отличаются, именно поэтому аквалангисты при погружении пользуются маской. В ходе эволюции строение глаза дельфина изменилось таким образом, что вместо одной образовалось две области, определяющих остроту зрения, причем не в центре, а на периферии сетчатки.
Интеллектуальные способности дельфинов пока что мало изучены. Известно, что они обладают прекрасной памятью, мгновенно реагируют на малейшие изменения окружающей среды, способны решать простейшие логические задачи. Кстати, дельфины – единственные существа, кроме людей, которые легко узнают себя в зеркале. Исследовательской группе из Калифорнийского университета под руководством Лори Марино удалось установить, что интеллектуальная эволюция дельфинов началась приблизительно 35 млн лет назад. Судя по размерам черепов древних дельфинов, именно в это время у них резко увеличился объем головного мозга. Следующий скачок произошел примерно 15 млн лет назад. В это время мозг дельфина еще раз увеличился в размерах и по своим параметрам стал близок к современному человеческому.
В 1872 году, впервые исследовав мозг дельфина, немецкий физиолог М. Тидеман был поражен: он оказался намного больше, чем у обезьяны, и практически не уступал человеческому. Швейцарец А. Портман, проводивший исследования умственных способностей животных, выяснил, что дельфин находится на втором месте после человека, значительно опережая слона и обезьяну. Однако дельфинов продолжали считать всего лишь сообразительными животными. Первым, кто заговорил о возможной разумности дельфинов, был Джон Лилли, долгое время изучавший их в различных условиях. Тогда казалось возможным использовать способности дельфинов к звукоподражанию, чтобы научить их разговаривать с людьми по-английски. Как это часто бывает, все началось с незначительного эпизода.
Однажды один из дельфинов – Эльвар – обрызгал водой помощницу ученого Элис Миллер. Элис крикнула дельфину: «Stop it!» (перестань!). Через несколько минут она услышала, как Эльвар повторяет: «Stop it! Stop it!» Элис рассказала об этом Джону Лилли, и он начал обучать дельфина английскому. К сожалению, опыт не удался. Эльвар повторял за ученым свое имя и несколько других слов, но так и не научился выражать мысли на английском.
В 1958 году Лилли выступил с докладом, который взбудоражил весь научный мир. Темой доклада было существование рядом с человечеством иной цивилизации, которой люди не замечают из-за своей ограниченности, «человекоцентризма». Несмотря на то что Лилли так и не удалось организовать прямой диалог между людьми и дельфинами, его опыты породили интерес, результатом которого стал запрет на отлов дельфинов и их истребление. Более того, тысячи людей осудили самого Джона Лилли за то, что он проводит эксперименты на разумных существах.
После выхода знаменитой книги Лилли «Человек и дельфин» (1961 год) исследованием языка дельфинов занялись многие научные лаборатории. Наблюдая за дельфинами, ученые установили, что их речь достаточно разнообразна. Среди звуков, издаваемых дельфинами, можно выделить несколько групп: «свисты», «скрипы», «тявканье», «треск», «клекот», «кваканье», «повизгивание». Все группы насчитывают по нескольку десятков вариаций. Установить точное значение (сигнал опасности, сигнал общего сбора, звуки, которые издают дельфины во время брачных игр) удалось только для некоторых. Интересно, что животные разговаривают то по очереди, то одновременно, то и вовсе переходят на монолог. Еще более загадочно другое: языки дельфинов, обитающих в разных морях, отличаются между собой. Однако существует небольшой набор символов, который встречается у всех особей, независимо от места их обитания – своего рода «международный язык». Изначально многие были настроены скептически: ведь многие животные используют при общении звуковые сигналы. Кроме того, свист и щелчки дельфинов часто интерпретировали как «рабочие шумы» их эхолота.
Отношение к языку дельфинов изменилось после того, как Джордж Зипф (лингвист из Гарвардского университета) изобрел метод, позволяющий определить, несет ли сообщение на незнакомом языке какой-то смысл или является случайным набором звуков. Зипф основывался на том, что в осмысленном тексте одни и те же знаки не могут стоять подряд, а встречаются с определенной периодичностью. Ученый построил график, отражающий частоту появления букв английского языка, и получил наклонную линию, угловой коэффициент которой равен единице. Эксперименты с другими языками дали аналогичный результат: осмысленное сообщение давало на графике наклонную линию, случайный набор букв – прямую. Применив метод Зипфа к языку дельфинов, исследователи испытали настоящий шок: наклонная линия ничем не отличалась от тех, что соответствовали человеческим языкам.
Казалось бы, до разрешения загадки остался всего один шаг. Но работы неожиданно зашли в тупик. Трудностей дешифровки существует несколько. В первую очередь, значительная часть сигналов может быть записана только с помощью специальной аппаратуры. Кроме того, пока что неизвестна структура дельфиньего языка: его грамматика, синтаксис. Делаются только первые шаги в этом направлении.
Ученые и дрессировщики используют для общения с дельфинами систему сигналов. Разумеется, она крайне примитивна, но позволяет людям и дельфинам «объясниться» друг с другом в рамках какой-то задачи. Можно попросить дельфина выполнить какое-то задание или принести определенный предмет. Можно попросить его «спеть». Но задавать ему вопросы на схематичном языке, который используется в дельфинариях, невозможно.
Впрочем, те лингвисты, которые пытались расшифровать язык дельфинов, почему-то упустили из виду одну немаловажную деталь. Если бы мы вернулись на много веков назад и смогли пронаблюдать за рождением первых языков, то обнаружили бы, что основой появления слов является общий опыт. Если два представителя разных племен не могли понять, что имеется в виду под тем или иным словом, они просто показывали пальцем на нужный предмет, произносили его название, выслушивали чужое и таким образом общались. Но ведь оба были людьми… Главная причина «языкового барьера» между людьми и дельфинами – совершенно разный опыт. Возьмем такое простое и всем понятное слово как «вода». Казалось бы, что может быть легче – поговорить с дельфином о его родной стихии? Но дело в том, что для дельфина, возможно, вообще может не быть «абстрактной» воды. Ведь он способен различить тысячи нюансов ее химического состава, он определяет ее температуру, прозрачность, плотность иначе, чем мы. Поэтому не исключено, что в дельфиньем языке существует несколько слов для обозначения воды в разных (наиболее важных для дельфина) ипостасях. Фантастика? Но опыт межнационального общения знает подобные случаи. Скажем, у эскимосов долгое время не было абстрактного понятия «снег». Вместо него в языке использовалось несколько слов, каждое из которых точно описывало состояние снежного покрова, ведь от погоды и структуры снега порой зависела жизнь целых поселений, поэтому для рыхлого и слежавшегося снега существовали разные слова.