Расплетая радугу. Наука, заблуждения и тяга к чудесам

Переходя к действительно очень медленным колебаниям, я недавно видел на дороге в Национальном Парке Крюгер в Южной Африке волнистую влажную линию, которая следовала в направлении дороги и очевидно очерчивала некоторый сложный повторяющийся рисунок. Мой хозяин и опытный гид сказал мне, что это был след мочи самца слона во время гона. Когда взрослый слон входит в это любопытное состояние (возможно, слоновий аналог австралийского «бродяги»), он пускает мочу более или менее непрерывно, очевидно, в целях запахового мечения. Колеблющийся из стороны в сторону след мочи на дороге был, по-видимому, произведен длинным пенисом, действующим как маятник (это была бы синусоида, если бы пенис был совершенным, ньютоновым маятником, которым он не является), взаимодействуя с более сложной периодичностью тяжелой четвероногой походки всего животного. Я взял фотографии со смутным намерением позже выполнить анализ Фурье. К сожаления, у меня на это не нашлось времени. Но теоретически это можно сделать. Рисунок сфотографированной линии мочи можно наложить на бумагу в клетку и перевести ее координаты в цифровую форму для закладки в компьютер. Компьютер может тогда выполнить современную версию вычислений Фурье и извлечь слагающие синусоиды. Есть более легкие (хотя не обязательно более надежные) способы измерить длину пениса слона, но это было бы забавно сделать, и сам барон Фурье, конечно, восхищался бы таким неожиданным использованием его математики. Нет причины, почему след мочи не мог бы фоссилизировать, подобно следам ног и отпечаткам червей, в этом случае мы могли бы в принципе использовать анализ Фурье, чтобы измерить длину пениса вымершего мастодонта или шерстистого мамонта, исходя из косвенного свидетельства следа его мочи в период гона.

Пенис слона раскачивается с намного меньшей частотой, чем звук (хотя в одном и том же диапазоне, что и звук, если сравнивать его с крайне высокими частотами света). Природа преподносит нам другие периодические колебания, опять же, намного более низкой частоты, с длинами волны, измеряемыми в годах или даже миллионах лет. Некоторые из них были подвергнуты аналогу анализа Фурье, включая циклы популяций животных. С 1736 года компания Hudson's Bay вела учет шкур, доставленных канадскими охотниками за мехом. Выдающийся оксфордский эколог Чарльз Элтон (1900–1991), нанятый компанией в качестве консультанта, понял, что эти отчеты могли обеспечить данные о переменных популяциях зайцев беляков, рысей и других млекопитающих, преследуемых пушным промыслом. Их число возрастает и падает в сложных комбинациях ритмов, которые подверглись обширному анализу. Среди длин волн, которые были выделены благодаря этим анализам, заметна длина волны приблизительно четырехлетней периодичности, и другая, приблизительно 11-летняя. Одна гипотеза, которая была предложена для объяснения четырехлетних ритмов, представляет собой взаимодействие с задержкой по времени между хищниками и добычей (изобилие добычи питает полчища хищников, которые затем почти истребляют добычу; это, в свою очередь, лишает хищников пищи, затем последовательное снижение популяции хищников делает возможным новый бум в популяции добычи, и так далее). Что касается более длинного, 11-летнего ритма, возможно, самое интригующее предположение связывает его с действием солнечных пятен, которые, как известно, изменяются приблизительно в 11-летнем цикле. То, как солнечные пятна влияют на популяции животных, открыто для обсуждения. Возможно они изменяют погоду Земли, которая влияет на обилие растительной пищи.

Везде, где Вы обнаруживаете периодические циклы с очень продолжительными длинами волны, они, вероятно, будут иметь астрономическое происхождение. Они происходят от факта, что астрономические объекты часто вращаются на своей собственной оси, или следуют повторяющимися орбитами вокруг других астрономических объектов. Двадцатичетырехчасовые ритмы активности проникают почти во все мелкие детали живых тел на этой планете. Конечная причина — вращение земли вокруг своей оси, но животные многих видов, включая человека, будучи изолированными от прямого контакта с днем и ночью, продолжают цикл с ритмом около 24 часов, показывая, что они усвоили ритм, и могут свободно соблюдать его даже в отсутствие внешнего стимулятора. Лунный 28 дневный цикл — другая значительная выраженная компонента в комбинации волн в функциях тела многих существ, особенно морских. Луна оказывает свое циклическое влияние через последовательность высоких и низких приливов. Орбитальный цикл Земли, немного более 365 дней, вносит свои, более медленные колебания в сумму Фурье, проявляясь через периоды размножения, сезоны миграций, схемы линьки и выращивания зимней шерсти.