Загадка падающей кошки и фундаментальная физика

Иными словами, кролик ориентируется на основании не того, каким было гравитационное поле в самый момент падения, а того, каким оно было на протяжении нескольких секунд до того. Задним числом можно сказать, что это разумно: в момент, когда животное падает, оно может испытывать на себе действие любого числа самых разных сил, пока топчется на месте, пока его сталкивают или сбрасывают с гнезда. Память о направлении силы тяжести в недавнем прошлом более надежна, чем память непосредственно о моменте падения.

Но Бриндли на этом не закончил. Затем он взял кролика в автомобиль.

Тот же ящик без колес был установлен в автомобиле. Внутрь, как и раньше, посадили кролика. Машина сначала ехала по прямой со скоростью 32 км/ч на протяжении 30 с, а затем внезапно поворачивала с той же скоростью по круговой траектории диаметром 50 м, так что кролик внезапно испытывал на себе искаженное гравитационное поле, наклоненное под углом 17°51′ к вертикали. После 10 с движения по кругу пол в ящике раскрывался и кролик фотографировался в падении с высоты 80 см (0,404 с) на подушку. Все время падения он сохранял наклон примерно в 18° к вертикали.

При круговом движении автомобиля в этом эксперименте кролик испытывал на себе центробежную силу, которая вынуждала его ощущать, будто действующая на него сила тяжести наклонена наружу по отношению к радиусу движения. Как и в предыдущем эксперименте, кролик падал в соответствии с направлением силы тяжести, которую испытывал исторически, а не с вертикальной силой тяжести.

Как удалось определить позже, этот эксперимент был проведен на заброшенной взлетной полосе аэродрома в Даксфорде. Жена Бриндли Хилари вела машину, а сам Джайлс фотографировал^{23}.

И эксперимент с рельсами, и атомобильный эксперимент описывались в первом выступлении Бриндли на конференции; на второй конференции он рассказал еще об одном испытании, связанном с раскручиванием кроликов на центрифуге.

Кролики были помещены в ящик с автоматически открывающимся дном, поднятый на 105 см от оси центрифуги («карусели» Инженерных лабораторий Кембриджского университета). Центрифугу разогнали до скорости, обеспечивающей наклон поля тяготения-ускорения примерно на 30° к вертикали. После полуминуты или более вращения ящик быстро передвигался к оси центрифуги, и в некоторый момент времени в интервале от 1/4 с до 15 с после этого дно ящика открывалась… Кролики, которых сбрасывали через 1 с или меньше после сдвига, обычно падали в сильно наклонном положении, примерно соответствующем направлению поля на периферии центрифуги. Промежуточные моменты давали промежуточные позы.

Конечным результатом всех экспериментов Бриндли стал вывод о том, что кролики и, предположительно, кошки имеют «банк памяти» направления силы тяжести примерно за 6–8 последних секунд и падают в соответствии с данными, в этом банке содержащимися. Иначе говоря, после резкого изменения направления силы тяжести животному обычно требуется около 6 или 8 с, чтобы полностью акклиматизироваться. Видимо, полукружные каналы вестбулярного аппарата, регистрирующие вращение, способны отследить, насколько повернулось животное относительно запомненного состояния силы тяжести, даже если глаза животного закрыты.

Хотя остаются, очевидно, вопросы о том, как именно центральная нервная система кошек и кроликов умудряется разобраться с разными сенсорными импульсам и рефлекторными действиями и обеспечить надежную и точную работу рефлекса переворачивания, ясно, что Бриндли удалось адекватно разрешить вопрос о том, как действие этого рефлекса согласуется со счастливейшей мыслью Эйнштейна. На то, чтобы разгадать эту загадку, после открытия Эйнштейна потребовалось около 45 лет.

Следует отметить, что в экспериментах Бриндли изменения кажущегося направления силы тяжести, испытываемые кроликом, были все более резкими и кардинальными — от 13°6′ до 17°51′ и далее до 30°. В своем втором выступлении на конференции Бриндли предложил еще более экстремальный эксперимент, в котором кролика предполагалось посадить в пикирующий самолет, чтобы изменить для него кажущееся направление силы тяжести на 40°. Судя по всему, этот эксперимент так никогда и не был проведен, вероятно потому, что ВВС США в то время уже проводили аналогичные эксперименты с кошками, связанные с подготовкой полета человека в космос.

8. Кошки… в космосе!