Ответ на 44.

Когда газовая плита работает, то продукты горения поднимаются вверх, огибают чайник или кастрюлю и снова смыкаются. Получается эдакий прозрачный "кокон", оболочка из горячих газов, которая укутывает не только сам чайник, но и небольшое количество горячего воздуха над ним. Этот горячий и насыщенный водяными парами воздух не может пройти сквозь оболочку, застаивается.

Как только выключается газ, эта оболочка пропадает, пар, бывший взаперти, высвобождается, входит в контакт с более холодным воздухом, его температура падает, но концентрация пара не изменяется, и потому пар резко конденсируется в виде мелких капелек. Это облачко мы и замечаем.

Попробую на 26 кратенько ответить:

Нет, микробы не смогли бы видеть своих собратьев. Дело в том, что из-за физических свойств света такой оптический прибор, как глаз, имеет минимальный допустимый размер, и этот минимальный размер больше крупного микроба. К тому же, глаз не так просто построить - это орган, требующий многих живых клеток, а у микроба их всего одна - это он сам: ведь микробы обычно одноклеточные.

Но, скажете вы, пусть все же у микробов появились волшебным образом невозможные микроглаза. Что тогда?

Но и тогда микробы не смогут увидеть других микробов. Потому что для того чтобы увидеть, мало одних только глаз. Глаз воспринимает свет, а зрение - то чувство, которое "видит", - плод более сложной деятельности нервной системы. Зрение может обеспечиваться незамысловатой нервной системой, как у пчелы, а может - необыкновенно мудреной и разветвленной, как у кошки. Но у микроба, простейшего существа, нет совсем никакой нервной системы, поэтому глаза, даже если бы их и удалось разместить на поверхности микроба, просто оказалось бы не к чему подключить.

А если бы микробы оснастились бы вдруг и нервной системой, то это стали бы уже не микробы.

Дело в том, что отполированная поверхность ложки отражает свет и строит изображения, как зеркало. Разница лишь в том, что привычное нам зеркало - плоское, а ложка - выпукло-вогнутая.
С внутренней стороны ложка представляет собой вогнутое зеркало, которое, в большинстве случаев, переворачивает изображение, а с внешней - выпуклое зеркало, образующее только прямые и уменьшенные изображения. Поэтому в выпуклой части мы отражаемся прямо, а в вогнутой - вверх тормашками.

Отвечу про хрупкость.

Хрупким называется материал, который не умеет искривляться, не умеет изменять свою форму. Либо он держит ту форму, которая у него всегда была, либо -- при слишком сильном воздействии -- ломается на кусочки. Можно сказать, бескомпромисный материал, не желающий подчиняться внешним силам!

Все, наверно, знают, что тела состоят из атомов, которые связаны друг с другом определенными силами. Какие силы держат вместе хрупкое или эластичное тело, можно понять с помощью аналогии. Возьмите несколько маленьких предметов (например, гаек) и свяжите их в цепочку с помощью резиночек. Получившаяся цепочка будет очень эластичной: она может растягиваться в несколько раз. Эта цепочка есть простая моделька эластичного материала, например, металла.

Если же гайки связать не резинками, а нитками, то получится как раз модель хрупкого тела. Либо длина цепочки остается постоянной, либо -- при слишком большом натяжении -- она рвется на отдельные части. Никакой эластичности нет и в помине. Так что будет тело эластичным или хрупким, зависит именно от связей между атомами.

----
Остается добавить, почему получается так, что стекло хрупкое. Я ответа на этот вопрос не знаю.

Как человек, в миру имеющий некоторое отношение к системам машинного зрения, попробую продолжить про "конкурирующие изделия" (биологические зрительные системы).

Вот вопрос 21:Правда ли что собаки дальтоники ?

(Интересно, что я, пользуясь "шаговой доступностью", опросил на эту тему трех докторов биологических наук, двух докторов наук медицинских, одного член.-корра РАМН и еще некоторое количество менее титулованных научных сотрудников (медиков и биологов). И на сто процентов уверенного ответа, на мой взгляд, не получил. В тексте попробовал объяснить почему.)

---

Цветное зрение - гораздо более психологическое явление, чем физиологическое. Цветоощущение создается мозгом и сильно зависит от предыдущего зрительного опыта. А поэтому у каждого человека цветоощущение разное. Поэтому, чтобы люди, обсуждая цвета (а ведь их часто приходится обсуждать в разных инженерных и научных задачах), могли отталкиваться от общей характеристики, а не от субъективных ощущений, придумывают разнообразные методы и таблицы для измерения цветов. Но и это не дает нужной уверенности. А раз люди не могут даже между собой договориться о цветах, то что уж тут спрашивать о собаках.

Действительно, в точности представить себе, как видит собака, мы не можем. Не можем и в точности говорить, существует ли для нее какое-то понятие, сходное с человеческим понятием цвета или нет. Но какие-то предположения ученые строят исходя из исследований устройства глаза собаки. А устройство ее глаза говорит о том, что скорее всего собака воспринимает только яркость источника, но не видит его "цвет": ведь сетчатка собачьего глаза оснащена рецепторами лишь одного вида - палочковыми клетками, - а всякое "цветное зрение" требует наличия хотя бы двух видов. Если же вы понаблюдаете за собаками, то заметете, что они, благодаря не слишком хорошему устройству глаз, вообще очень слабо видят: собаки ориентируются прежде всего на слух и запах, визуально же они различают только нечеткие контуры.

> 62. Мой сын задал вопрос: Каким образом мухам удается засидеть потолок(против силы тяготения)?
Ответ вроде на сайте был. На главной странице ссылка есть...

8. Почему растут волосы и ногти?

- Волосы и ногти - производные кожи, которые подвластны тем же законам, что и последняя. Для кожи и ее придатков характерно постоянно самообновление, для чего в основе кожи, волос, ногтей лежат клетки, которые активно размножаются; новые клетки вытесняют старые. Это можно сравнить с осадой города - наша кожа выполняет роль защитного войска, которое постоянно атакуется массой агрессивных факторов, при этом воины (эпителиальные клетки), ближайшие к внешней среде, погибают и калечатся, не могут больше обороняться, им на смену приходят новые с задних рядов.
Только если в коже этот ее постоянный рост и обновление не заметны (кожа плоская, старые эпителиальные клетки тоненьким слоем постоянно слущиваются, потому размножение и прибавление новых клеток не заметно), то волосы и ногти - ороговевают и потому их старые клетки не так просто "слущить". Потому мы и наблюдаем их "рост", хотя то же самое происходит с любым эпителием.

10. Почему синяя лампа убивает микробов?

- Не убивает она их. Излучение определенного цвета может оказать определенные биологические эффекты за счет избирательного поглощения некоторыми веществами. Например, синее излучение может применяться при гипербилирубинемии, т.к. способствует превращению билирубина в его нетоксические метаболиты. Теоретически избирательное поглощение синего света липидами низкой плотности приводит к их разрушению и снижению уровня их содержания в крови, при этом запускается генетический механизм регуляции липидного обмена, приводящий к разрушению атеросклеротических бляшек. Но практически это не показало никакой эффективности.
Касательно микробов, возможно, тоже есть какие-то данные о чувствительности определенных возбудителей или веществ, необходимых для их жизнедеятельности, к синему цвету, но на практике эта возможность (если она есть) не реализуется. То есть нет никаких подтверждений, что синее излучение оказывает клинически значимый бактериостатический или бактерицидный эффект. Синяя лампа - один из мифов медицины прошлого века. Но не путать синее излучение с ультрафиолетовым - последнее действительно "убивает микробов" и вполне эффективно.

16. А белые медведи зимой тоже спят?

- Нет. За исключением лишь беременных самок.
В зимнюю спячку животные впадают потому, что зимой трудно найти пищу. Поэтому бурые медведи зимой "питаются" лишь собственными жировыми запасами, а для этого им надо резко замедлить жизненные процессы. Летом накапливает жир, усиленно питаясь, а зимой потребляет этот жир. Это связано с резким перепадом температур между зимой и летом, соответственно - и с резкой разницей между условиями жизни в разные сезоны.
На Крайнем Севере разница температур зимой и летом незначительна, за тамошнее "лето" невозможно что-нибудь накопить для того, чтобы "переждать" неблагоприятные условия. Собственно, неблагоприятные условия там круглый год. Поэтому белый медведь не имеет никакого морального права впадать в спячку.
Самцы и небеременные самки белых медведей иногда ложатся в спячку на короткий срок и не ежегодно. Можно предположить, что это связано с особо неблагоприятными условиями - слишком большие морозы, слишком мало еды и т.д.

23. Я слышал, что кошки могут видеть в абсолютной темноте. Скажите, пожалуйста, правда ли это и, если это так, то объясните мне, пожалуйста, как это у них получается.

- В абсолютной темноте видеть не может никто. Темнота тоже бывает разная - разной степени "затемненности". Органы зрения человека и животных приспособлены для восприятия света и имеют разную степень чувствительности. У ночных животных глаза, как правило, большие, с большим зрачком, у дневных - меньше. У кошек особое строение зрачка - он щелевидный, благодаря этому в условиях яркого света он хорошо уменьшает световой поток, а в условиях света низкой яркости (вечером, ночью) - пропускает к сетчатке больше информации, чем круглый зрачок. Кроме того, у многих ночных животных, в том числе и у кошки, возле фоторецепторов расположены специальные образования, отражающие не поглощенный клетками сетчатки свет снова на фоторецепторы, что обеспечивает лучшее видение в сумерках. Поэтому а) глаза кошки светятся в темноте, б) в темноте она видит лучше.
Все это НЕ относится к _абсолютной_ темноте, то есть в условиях полного отсутствия каких-либо световых излучений. Кошка - не господь бог и "видит" она, так же, как и мы, посредством восприятия световой информации. А в абсолютной темноте нет никакой световой информации.

25. Вот мой вопрос — сама ответ найти не могу. Насколько долгое пребывание в одном из типов среды оказывает влияние на мировосприятие? "Все лётчики" — "все моряки" — "все шахтёры" — есть ли общие характеристики, разительно отличающиеся от других?

- Если имеется в виду "среда" - вода, воздух, земля, то надо вспомнить, что летчики соприкасаются с воздухом ничуть не чаще, чем банальный учитель математики. А моряк не болтается в воде круглые сутки. И шахтер не сидит в земляной куче. С таким же успехом можно было бы говорить о том, что влиянии двигателя на шофера или о влиянии антибиотиков на врача. Возможно, они имеют дело с этими факторами чаще, чем обычные люди (хотя далеко не всегда), потому определенным образом меняется и физиология, и психология, соответственно общим законам изменения фенотипа. Но нет каких-то четких и абсолютных критериев. "Мировосприятие" чаще заметно меняется у людей "социальных" профессий, то есть часто общающихся по долгу службы с другими людьми и вынужденными принимать серьезные решения, связанные с этим. Поэтому говорят о "профессиональной деформации" у врачей, милиционеров, педагогов, руководителей. Имеется в виду именно деформация психовосприятия.

28. Больно ли растениям, когда у них отрывают листья?

- Нет. Боль - это свойство высших организмов, обладающих нервной системой. У растений нет нервной системы, равно как и гуморальных ноцицептивных механизмов. Во всяком случае, пока их не открыли.

31. Есть ли интеллект у животных или только инстинкты?

- Конечно, есть, но не столь развитый, как у человека. Мало того, инстинкты неправильно противопоставлять интеллекту - они его непосредственный продукт. Интеллект - это способность самостоятельно, эффективно находить качественные решения разнообразных сложных задач, в том числе новых, ранее неизвестных. Как можно понять из этого определения, интеллект свойствен не только человеку. Он необходим живым существам для функционирования в сложной среде, для достижения объектом своих целей (в первую очередь для гомеостаза, выживания, продолжение рода). И они успешно справляются со всем этим. Инстинкты - это проявление низшего уровня интеллекта, так называемый родовой интеллект.
Это с общебиологической точки зрения. Психология (вот за что, в частности, я терпеть не могу эту "науку") может говорить, что интеллект свойствен лишь высшим существам (в качестве одной из характеристик личности), но вы ее не слушайте.

32. Почему человек седеет?
34. Почему волосы не бывают синими?
47. Правда, что человек может поседеть за 5 минут? И как это возможно?

- В волосах есть два пигмента, синтезирующихся на основе меланина: черно-коричневый (эумеланин) и желто-красный (феомеланин). Кроме того, в волосе есть микроскопические пузырьки воздуха. Итоговый цвет волос зависит от соотношения этих пигментов и количества воздушных пузырьков. Синего цвета из этого сочетания никак не может получиться - это ответ на №34. И зеленого тоже, к примеру.
При старении 1) пигменты разрушаются, 2) воздушные пузырьки увеличиваются в размерах. В итоге – волосы 1) теряют окраску, 2) становятся белыми (см. детский вопрос про пену), а также иногда серебристыми, блестящими.
В норме потеря цвета происходит из-за снижения функции меланоцитов. Постепенно уменьшается, а затем и вообще прекращается активность фермента тирозиназы – незаменимого участника процесса выработки меланина. Производство пигментов в фолликуле замедляется и потом вообще прекращается, так что со временем волосы становятся бесцветными. Этот процесс растянут на несколько лет. Время его естественного начала заложено генетически, имеет свои закономерности в зависимости от пола, этнической принадлежности и т.д., плюс корректируется внешними факторами. Так, раннее и несвоевременное поседение может быть при ряде заболеваний, при хроническом гиповитаминозе или нехватке микроэлементов, при хронических стрессах.
Однако известны случаи, когда люди седели за исключительно короткий промежуток времени - при сильных стрессах. Тут, конечно, дело не в замедлении синтеза пигментов, а в их патологическом состоянии. Предполагают, что при стрессе пигменты волос в одночасье теряют связь с белком, вследствие чего быстро дезактивируются, разрушаются. Это может происходить под влиянием гормонов и других биологически активных веществ, которые вырабатывается в условиях стресса. Главный недостаток этого объяснения - волосы не имеют ни кровеносных сосудов, ни иннервации. Но считают, что по тончайшему протоку внутри волоса может циркулировать жидкость, по нему как раз и могут проникать гуморальные факторы, выработанные в условиях стресса.
Но тонкие механизмы мгновенного поседения не изучены на сегодняшний день. К тому же у некоторых ученых есть сомнения в существовании этого механизма вообще - ведь факт внезапного и быстрого поседения обычно лишь описывается в книгах или байках, но ни разу его не довелось наблюдать в клинических условиях, задокументированно и так далее. И вряд ли удастся.

55. Отчего происходит икота? Что происходит с организмом, когда человек икает?

- Так называемый блуждающий нерв, ответственный за иннервацию многих внутренних органов, проходит из грудной клетки в брюшную, тесно прилегая к пищеводу, при этом вместе с ним протискивается через узкое отверстие через диафрагму, далее уходит на желудок и другие органы брюшной полости. Вот в этом узком месте он чаще всего травмируется - при торопливой еде через пищевод проходят довольно большие куски еды, блуждающий нерв в области диафрагмы прижимается и раздражается. То же самое может быть при быстром наполнении желудка, при переедании, а также в неудобной позе, когда нерв сжимается. Сжатие этого нерва чревато нарушением функций очень многих органов, поэтому организм очень быстро и активно реагирует на неудобство - он посылает сигнал в ЦНС, которая активирует диафрагмальный нерв - нерв, ведающий сокращениями диафрагмы. Икота - результат регулярной ("пульсирующей") активности этого нерва, который заставляет диафрагму сокращаться мощными и энергичными движениями. Это - попытка "сбросить" груз с блуждающего нерва.
Исходя из этого, при икоте помогает следующее: 1) выпрямиться, можно потянуться, 2) глубоко вдохнуть, задержать дыхание (но не просто прекратить дышать, а именно на вдохе, словно продавливая диафрагму вниз), можно просто глубоко и медленно подышать, 3) выпить воды, но немного, иначе будет обратный эффект. Все эти действия способствуют "упорядочиванию" нарушенных взаимоотношений между органами, уменьшают давление на блуждающий нерв в пищеводном отверствии диафрагмы. Испуг иногда тоже действует - нервные связи + резкий вдох при испуге.

61. Почему разные люди любят разную еду? Это язык по-разному чувствует или мозг по-разному воспринимает чувства языка?

- Это сочетание разных факторов: разная чувствительность рецепторов, различия в их локализации и плотности размещения на единицу площади слизистой оболочки, разная обработка сигналов в ЦНС, тесная связь с кучей внешних и внутренних психологических факторов. Мы и слышим по-разному, и запахи предпочитаем разные, и прикосновения нам нравятся разные и т.д.

63. Почему так приятно утром потягиваться?

- Отдохнувшие мышцы после периода неподвижности нуждаются в мягком и вместе с тем сильном напряжении - это подготавливает их к нормальной работе, восстанавливает "рабочее" кровообращение, переключает с режима сна в режим активности. А все, в чем нуждается организм, обычно снабжено такими связями с ЦНС, которые возбуждают центры удовольствия. ЦНС нас дрессирует, дает кусочек сахара, чтобы мы прыгнули через обруч )).

Цемент представляет собой раскрошенный камень, близкий к так называемому "сланцу" (не путать с горючими сланцами). Наш цементный "сланец" является известняком (и т.д. с примесями).

Этот "сланец" крошат в мелкую крошку, добавляют воду и другие наполнители (у нас в стране около 40%-50% цемента занимают камни).

Затем цемент "выливают" туда, где ему положено застывать. Вода испаряется и "сланцевая" крошка засыхает, при этом образуя нечто подобное глине.

ЗЫ: Я 18 лет прожил в г. Туапсе, это черноморское побережье Кавказа. Кавказ богат известняками, и мы пацанвой делали самостийный цемент :)

> 68. А что наполняет это пространство между молекулами в воздухе?

Электромагнитные и электростатические поля, как минимум.
Если не считать гравитацию искривлением пространства, то также гравитационные поля.
И вакуум, если кроме полей имеется что-то еще :).

Ах, да, про нейтрино чуть не забыл и космические лучи (протоны, гамма-кванты, пионы, мюоны, электроны), а еще темная масса, темная энергия и маленькие черные дыры :)

По вопросу 72:

Почему преодоление самолетом звукового барьера сопровождается взрывоподобным хлопком? И что, собственно, такое «звуковой барьер»?

С "хлопком" происходит недоразумение, вызванное неверным пониманием термина "звуковой барьер". Этот "хлопок" правильно называется "звуковой удар". Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. Упрощенно эти волны можно представить себе в виде сопровождающего полет самолета конуса, с вершиной, как бы привязанной к носовой части фюзеляжа, а образующими, направленными против движения самолета и распространяющимися довольно далеко, например до поверхности земли. Когда граница этого воображаемого конуса, обозначающая фронт основной звуковой волны, достигает уха человека, то резкий скачок давления воспринимается на слух как хлопок. Звуковой удар, как привязанный, сопровождает весь полет самолета, при условии, что последний движется достаточно быстро, пусть и с постоянной скоростью. Хлопком же кажется проход основной волны звукового удара над фиксированной точкой поверхности земли, где, например, находится слушатель.

Другими словами, если бы сверхзвуковой самолет с постоянной, но сверхзвуковой скоростью принялся летать над слушателем туда-сюда, то хлопок слышался бы каждый раз, спустя некоторое время после пролета самолета над слушателем на достаточно близком расстоянии.

А звуковым барьером в аэродинамике называют резкий скачок воздушного сопротивления, возникающий при достижении самолетом некоторой пограничной скорости, близкой к скорости звука. При достижении этой скорости характер обтекания самолета воздушным потоком меняется кардинальным образом, что, в свое время, сильно затрудняло достижение сверхзвуковых скоростей. Обычный, дозвуковой, самолет не способен устойчиво лететь быстрее звука, как бы его не разгонять - он просто потеряет управление и развалится. Для преодоления звукового барьера ученым пришлось разработать крыло со специальным аэродинамическим профилем и придумать другие ухищрения. Интересно, что пилот современного сверхзвукового самолета хорошо чувствует "преодоление" своим летательным аппаратом звукового барьера: при переходе на сверхзвуковое обтекание ощущается "аэродинамический удар" и характерные "скачки" в управляемости. Вот только с "хлопками" на земле эти процессы напрямую не связаны.

Если собаки дальтоники, то почему часто на перекрестках видим картину, как бездомная собака стоит на красный свет светофора и терпеливо ждет зеленого?

Тут дело совсем не в восприятии цвета и светофоре. Собака ориентируется на поведение людей на перекрестке, если люди пойдут(на красный или зеленый), то и она двинется вместе с ними. Жизнь научила ее, что именно так будет безопаснее.

попробую на №68 (не вдаваясь в очень серьезные умности, а отвечая на уровне вопроса)
Из лекций о броуновском движении я знаю, что молекулы движутся хаотично и ударяются друг о друга. Так вот у меня вопрос: молекулы воздуха ведут себя так же, а так как воздух газообразен, то его молекулы находятся на значительном расстоянии друг от друга (по сравнению с твердым телом). А что наполняет это пространство между молекулами в воздухе?
ничего между ними нет :)
дело в том, что это только по сравнению с молекулами расстояния большие (где-то в 1000 раз), а если смотреть по меркам нашего большого (макромира) то очень мелкие. Ну смотри сам: эти расстояния в 10.000 раз меньше милиметра

№57
Если размешивать чай в стакане, то утонувшая заварка старается собраться горкой в центре дна. А почему?
Размешивая чай, мы заставляем его двигаться по кругу. Наибольшая скорость движения будет вдоль стенок, наименьшая - в центре (угловая скорость одинакова, а радиусы различны). Там, где больше скорость - больше давление. Поэтому получается, что чай будет давить внутрь стакана от стенок, под этим давлением чаинки и собираются посередине.

Надо дело довести до конца. :)

Моя предыдущая ссылка вела на неправильное объяснение эффекта. Уравнение Бернулли в описании движения чаинок не при чем.

Правильный ответ, на самом деле уже был опубликован в журнале Квант, 1999, вып. 5, стр. 43. PDF, 139 kb. Эффект получается не из-за пристеночного, а из-за придонного поверхностного слоя.

Наверно, можно просто скопировать кусочек текста с картинкой (последняя колонка на стр. 44)?

Кстати, тот факт, что трение о стенки не играет роли, можно проверить и экспериментально. Для этого надо взять высокий стакан и насыпать еще сухих чаинок так, чтоб они не осели на дно, а распределились примерно по всему стакану. Тогда при проведении опыта можно заметить, что на оси кучкуются только придонные чаинки. А чаинки в толще воды никуда особо не стремятся, спокойно крутятся на разных расстояниях от оси.