خانه | دانش و فن‌آوری

چند سؤال ساده و بی‌پاسخ

چهارشنبه, 1391-06-29 04:58
نسخه قابل چاپنسخه قابل چاپ
ناتالی والشوور (Natalie Wolchover)
برگردان: 
احسان سنایی

ناتالی والشوور - اگر از یک فیزیکدان راجع به شعاع سیاهچاله مرکزی کهکشان‌مان بپرسید، خیلی بیشتر از آنچه که می‌خواستید بدانید، به شما خواهد گفت. حال، اگر از او بپرسید که یک دوچرخه چطور کار می‌کند، شانه‌ بالا می‌اندازد و چیزی نمی‌گوید. شاید تعجب کنید اگر بفهمید که دانشمندان، برای بعضی از ساده‌ترین سؤالاتی که فکرش را هم نمی‌کنید، هیچ پاسخی پیدا نکرده‌اند. این مقاله را تا پایان بخوانید تا دست‌تان بیاید که چه سؤالات پیش پاافتاده‌ای را نمی‌دانیم.

 

چرا گربه‌سانان خُرخُر می‌کنند؟

 

به گفته لزلی لایونز (Leslie Lyons)، استاد دامپزشکی دانشگاه کالیفرنیا-دیویس، اغلب گربه‌سانان، از یک گربه اهلی گرفته تا یک یوزپلنگ وحشی، صدای خرخرمانندی از خودشان ساتع می‌کنند. گربه‌ها حتی در اوضاع و حالات مختلفی هم این کار را می‌کنند – چه وقتی که از بچه‌هایشان مراقبت می‌کنند، چه وقتی که نوازش می‌شوند و چه وقتی که حتی دچار استرس‌اند. بله، درست خواندید: گربه‌ها، هم هنگام راحتی و هنگام ناراحتی‌شان خرخر می‌کنند. همین هم باعث شده تا کارکرد این صدا، برای دانشمندان معمای لاینحلی بشود.

 

لایونز، طی گزارشی که در نشریه Scientific American انتشار داده، احتمال داده که شاید این صدا موجب تقویت استخوان‌های حیوان می‌شود. صدای خرخر گربه، در فرکانس مابین ۲۵ تا ۱۵۰ هرتز واقع شده و صداهایی هم که در این بازه قرار دارند، بر تراکم بافت‌های استخوانی می‌افزایند و فرآیند بهبودشان را تسریع می‌کنند. از آنجاکه گربه‌ها با خواب‌های طولانی‌شان انرژی زیادی ذخیره می‌کنند، احتمالاً این خرخر ممتد، روش بهینه‌ای برای حفظ سلامت بافت‌های ماهیچه‌ای و استخوانی، بدون کار کشیدن مستقیم از آن‌ها محسوب می‌شود. ولی خب این فرضیه، توضیحی برای اینکه چرا گربه‌ها در شرایط مختلفی چنین می‌کنند، ارائه نکرده است.

 

دوچرخه‌ها چطور کار می‌کنند؟

 

حدود صد سال است که سوارشان می‌شویم و در این مدت همیشه می‌گفته‌ایم حتماً کسی هست که بداند یک دوچرخه دقیقا چطور کار می‌کند. اما واقعاً هیچکس این موضوع را نمی‌داند و هنوز این مسأله در حد یک معماست.

حدود صد سال است که سوارشان می‌شویم و در این مدت همیشه می‌گفته‌ایم حتماً کسی هست که بداند یک دوچرخه دقیقا چطور کار می‌کند. اما واقعاً هیچکس این موضوع را نمی‌داند و هنوز این مسأله در حد یک معماست.

دوچرخه‌ها، تعادل‌شان را تا زمانی‌که رانده شوند، حفظ می‌کنند؛ چراکه هروقت یک دوچرخه کمی به طرفین‌اش مایل بشود، محور فرمان آن (یعنی راستای همان میله‌ای که به فرمان وصل شده)، به سمت مخالف می‌چرخد و دوچرخه‌ را دوباره سرپا نگه می‌دارد. مدت‌ها تصور می‌شد این فرآیند، از تبعات یک قانون فیزیکی، معروف به قانون «بقای تکانه زاویه‌ای»‌ست که بر اساس‌اش استدلال می‌شد: وقتی‌که تعادل دوچرخه از دست می‌رود، نیروی وارده بر محور عمود بر راستای حرکت چرخ‌ها دچار تغییر می‌شود و دوچرخه برای «حفظ بقا»ی راستای این محور، به وضع تعادل‌اش برمی‌گردد. به عبارت دیگر، دوچرخه در اینجا یک ژیروسکوپ متحرک فرض شده است. از این گذشته، تصور می‌رفت «اثر راستا» هم نقشی در حفظ تعادل دوچرخه داشته باشد: از آنجاکه راستای محور فرمان، کمی جلوتر از نقطه تماس چرخ جلو با جاده، با زمین تلاقی دارد، این چرخ مجبور است همیشه تابع راستای محور فرمان باشد.

 

اما همین چندی پیش، گروهی از مهندسین دانشگاه کرنل نیویورک به سرپرستی اندی روینا (Andy Ruina)، این فرضیه را به چالش کشیده‌اند. پژوهش آن‌ها، که مشروح آن طی مقاله‌ای به سال ۲۰۱۱ در نشریه Science انتشار یافت، نشان می‌داد که دوچرخه برای حفظ تعادلش نه شبیه یک ژیروسکوپ متحرک عمل می‌کند و نه نیازی به اثر راستا دارد. این مهندسین برای اثبات حرف خودشان، یک دوچرخه معمولی ساختند که شرایط تحقق هیچکدام از این دو پدیده را نداشت. این دوچرخه طوری طراحی شده بود که هریک از چرخ‌هایش، چرخ فرعی دیگری را در بالای خود، و در خلاف جهت حرکتش‌ به چرخش وامی‌داشت. از این طریق، هر دو چرخ، حرکت‌شان را خنثی می‌‌کردند و نهایتاً برآیند تکانه زاویه‌ای دوچرخه، صفر می‌شد؛ به‌طوریکه دیگر اثر ژیروسکوپ پاسخگوی نحوه حفظ تعادل این وسیله نبود. نقطه تماس چرخ جلوی دوچرخه آزمایشی با زمین هم دقیقاً در راستای محور فرمانش طراحی شده بود تا اثر راستا را خنثی کند، اما باز دوچرخه کار می‌کرد.

 

مهندسین، علت عملکرد مطلوب دوچرخه آزمایشی‌شان را می‌دانند: آن‌ها در نقاط خاصی از دوچرخه، وزنه‌هایی آویختند تا تعادل آن، خودبه‌خود از طریق برآیند تأثیرات نیروی جاذبه تضمین بشود. اما این پژوهش نشان می‌داد عوامل زیادی – از جمله اثر ژیروسکوپ و اثر راستا، در آن دوچرخه‌هایی که شرایط تحقق‌شان را دارند - در حفظ تعادل یک دوچرخه دخیل‌ است و نوع تعامل‌ این نیروها فوق‌العاده پیچیده است.

 

روینا می‌گوید: "هنوز این تعاملات پیچیده درک نشده‌اند. اصلاً بعید هم می‌دانم این کار عملی بشود، اما [در این زمینه هم] اطمینانی به شما نمی‌دهم".

 

منشأ رعد و برق چیست؟

 

می‌دانیم چرا رعد و برق رخ می‌دهد: دلیلش را باید در انباشت بار مثبت الکتریکی بر لایه‌های فوقانی ابرهای طوفان‌زا جست. جاذبه الکتریکی مابین این ابرها و بار منفی قابل توجهی که در نواحی تحتانی‌شان و همچنین بر سطح زمین انباشت می‌شود، بالاخره به قدری قوی می‌شوند که بر مقاومت الکتریکی هوا هم می‌چربند. این بارهای مخالف، ناگهان به سمت یکدیگر روانه می‌شوند؛ برخورد کرده، و با رهاسازی برقی از آذرخش، این مدار تمام‌عیار الکتریکی را تکمیل می‌کنند.

 

اما چرا قسمت‌های مختلف یک ابر طوفان‌زا، بایستی بار مخالف داشته باشد؟ همین بهانه‌ای شده تا بحث نظری مفصلی دراین‌باره مطرح شود. یک نظریه می‌گوید هنگامی که قندیل‌های یخی سازنده ابرها به هم می‌خورند، می‌شکنند و قطعات کوچک‌ترشان بار مثبت، و قطعات بزرگ‌تر، بار منفی پیدا می‌کنند. نیروی جاذبه هم ذرات بزرگ‌تر و منفی را به سمت پایین می‌کشد و جای خالی‌شان را ذرات ریز و مثبت پر می‌کنند، به‌طوریکه توزیع الکتریکی ابر، کاملاً نامتعادل می‌شود. اما پژوهش‌ها حکایت از این دارند که چنین فرآیندی را نمی‌توان به میدان‌های الکتریکی عظیمی که در ابرها پراکنده‌اند، نسبت داد. نظریه دیگری می‌گوید این الکترون‌های پرانرژی حاصل از واپاشی ذرات جو فوقانی زمین در پی برخورد با پرتوهای کیهانی هستند که بر لایه‌های فوقانی ابرها می‌ریزند و با نفوذ در آن‌ها و القای بار منفی به ذرات پیرامون‌شان، در کف ابرها ته‌نشین می‌شوند و این توزیع نامتوازن را به وجود می‌آورند. حالا کدام‌یک از فرضیه‌ها درست است؟ هیئت منصفه هنوز ابراز نظر نکرده‌اند.

 

چرا شاپرک‌ها جذب نور می‌شوند؟

 

هیچ‌وقت نشده کسی بگوید: "ببین! آن پروانه راست‌راست رفت طرف لامپ و مُرد!". این صحنه را دیگر آنقدر دیده‌ایم که ذهن‌مان را به جای سؤال، متوجه وقت خواب‌مان می‌کند. ولی جالب اینجاست که دلیل شیرجه مرگ‌بار این حشرات به سمت شمع و لامپ، هنوز یک معماست. بهترین حدسیات علمی در این زمینه هم حرف چندانی برای گفتن ندارند.

 

چهارصد هزار سال است که انسان چادرنشین، دور و بر سکونتگاهش آتش روشن می‌کرده. در این‌صورت آیا نبایستی فرآیند انتخاب طبیعی، تاکنون آن دسته حشراتی که به‌شکل مرگباری محو نور می‌شده‌اند را از میان برده باشد؟

بعضی از حشره‌شناسان معتقدند که شاپرک‌ها به سمت چراغ‌ها شیرجه می‌روند، چون نورشان باعث برهم‌خوردن سیستم مکان‌یابی این حشرات می‌شود. برخی حشرات، طی رفتاری که به «جهت‌گیری اریب» معروف شده، با زاویه ثابتی نسبت به یک جسم درخشان و دوردست، مثل ماه، می‌پرند تا مسیرشان را گم نگنند. اما در اطراف منابع مصنوعی نور، از قبیل چراغ پیشخوان منازل و آتشی که دور چادرمان برپا کرده‌ایم، زاویه نور از دید حشره‌ای که می‌پرد، مدام عوض می‌شود. جری پاول (Jerry Powell)، حشره‌شناسی از دانشگاه کالیفرنیا-برکلی است که گمان می‌برد این حشرات، "محو نور می‌شوند و به سمت‌اش کشیده می‌شوند".

 

اما به‌گفته پاول، این فرضیه با دو مشکل اساسی روبروست: اول اینکه چهارصد هزار سال است که انسان چادرنشین، دور و بر سکونتگاهش آتش روشن می‌کرده. در این‌صورت آیا نبایستی فرآیند انتخاب طبیعی، تاکنون آن دسته حشراتی که به‌شکل مرگباری محو نور می‌شده‌اند را از میان برده باشد؟ دوم آنکه حشرات اصلاً نباید از شیوه‌های جهت‌گیری اریب بهره بگیرند؛ چراکه بالغ بر نیمی از جانوران اصلاً مهاجرت نمی‌کنند.

 

مابقی فرضیات هم به مشکلاتی برخورده‌اند. مثلاً یکی‌شان می‌گوید شاپرک‌های نر جذب نور فروسرخ می‌شوند، چون بعضی از فرکانس‌هایی که از هورمون‌های جنسی شاپرک‌های ماده ساتع می‌شود، در محدوده فروسرخ واقع است. خلاصه‌اش این می‌شود که شاپرک‌های نر، از این بابت جذب شمع‌ها می‌شوند که فکر می‌کنند هم‌نوع ماده‌شان قصد جفت‌گیری دارد. اما پاول این را هم می‌افزاید که نور فرابنفش اتفاقاً برای شاپرک‌ها جذابیت بیشتری نسبت به نور فروسرخ دارد. حال‌آنکه پرتوهای فرابنفش، کوچکترین شباهتی به نور ضعیف هورمون‌های جنس‌ مخالف‌شان ندارند. مرگ شاپرک‌ها، آنقدرها هم که فکرش را می‌کنیم، خواب‌آور نیست.

 

چرا چپ‌دست و راست‌دست داریم ؟

 

حدود یک‌دهم مردم، حین ظریف‌کاری، مهارت بیشتری در استفاده از دست و پای چپ‌شان نسبت به اندام سمت مخالف دارند. هیچکس نمی‌‌داند این افراد چرا چپ‌دست‌، یا چپ‌پا هستند؟

حدود یک‌دهم مردم، حین ظریف‌کاری، مهارت بیشتری در استفاده از دست و پای چپ‌شان نسبت به اندام سمت مخالف دارند. هیچکس نمی‌‌داند این افراد چرا چپ‌دست‌، یا چپ‌پا هستند؟ همان‌طوری‌که هیچکسی نمی‌داند چرا بقیه راست‌دست یا راست‌پا هستند. اصلاً چرا مردم نمی‌توانند با هر دو دست‌شان کارهای ظریف انجام بدهند؟

 

طبق یک فرضیه، راست‌دستی یا چپ‌دستی، محصول ساختار پیچیده‌تر آن سمتی از مغز فرد است که به صحبت کردن او مربوط می‌شود، دیگر عملی که مستلزم ظریف‌کاری‌ست. از آنجاکه معمولاً سمت چپ مغز هم – که کنترل امور سمت راست بدن را به عهده دارد – میزبان محرک‌های گفتاری‌ست، اغلب مردم راست‌دست‌اند. اما اینکه چرا محرک‌های گفتاری، معمولاً (یعنی نه همیشه) در سمت چپ مغزمان واقع شده‌اند، هنوز مشخص نیست.

 

این فرضیه هم از آنجا مورد تردید واقع شده که محرک‌های گفتاری همه راست‌دستان در سمت چپ مغزشان قرار ندارد؛ حال‌آنکه در نصف چپ‌دستان اینچنین است. پس تکلیف آن دسته چپ‌دستانی که محرک‌های گفتاری‌شان در سمت چپ‌ مغزشان واقع شده چه می‌شود؟ گیج‌کننده است.

 

چرا خمیازه مُسری است؟

 

سال گذشته، چندین محقق اتریشی، به پاس کشف اینکه خمیازه در میان لاک‌پشت‌های پاقرمز مسری نیست، جایزه ایگ‌نوبل را به خودشان اختصاص دادند. پس چیزهای زیادی راجع به لاک‌پشت‌ها می‌دانیم. اما درباره انسان‌ها چه؟ نه‌ خیلی! به نوشته رابرت پروواین (Robert Provine)، روان‌شناس دانشگاه مریلند، در کتابش «رفتار عجیب»، تماشای کسی که با چشمان نیمه‌باز و نفسی عمیق دهان‌دره کرده، "بدن‌تان را می‌فریبد و وادارتان می‌کند که رفتار مزبور را تکرار کنید". اما چرا؟

 

اما چرا بایستی روابط اجتماعی افراد، از طریق سکسکه یا باد گلو منتقل نشود و صرفاً منحصر به خمیازه باشد؟ هیچکس به‌درستی نمی‌داند؛ چراکه در واقع هیچکس نمی‌داند چرا خمیازه می‌کشیم.

طبق داده‌های اولیه‌‌ای که از اسکن‌های مغزی به دست آمده، تماشای خمیازه دیگران، قسمت‌هایی از مغز را که تابع نظریه ذهن هستند (که مطابق آن می‌توان حالات ذهنی و احساسات خاصی را به دیگران نسبت داد)، به فعالیت وامی‌دارد. این قضیه بر اغلب بیماران شیزوفرنیک و مبتلا به اوتیسم، صدق نمی‌کند و آن‌ها قابلیت «جذب» خمیازه را ندارند. به‌گفته پروواین، همین شواهد نشان می‌دهند که سرایت خمیازه از فردی به فرد دیگر، مؤید قابلیت‌های همدلانه افراد و تلاقی احساسات فی‌مابین است.

 

اما چرا بایستی روابط اجتماعی افراد، از طریق سکسکه یا باد گلو منتقل نشود و صرفاً منحصر به خمیازه باشد؟ هیچکس به‌درستی نمی‌داند؛ چراکه در واقع هیچکس نمی‌داند چرا خمیازه می‌کشیم.

 

نوزادان برای روان‌‌تر کردن مفاصل آرواره‌شان خمیازه می‌کشند؛ حال‌آنکه افراد بالغ، به‌هنگام خواب‌آلودگی و خستگی چنین می‌کنند. ولی خب خمیازه چه کمکی به رفع خستگی می‌تواند بکند؟

 

منشأ الکتریسیته ساکن چیست؟

 

شوک ناشی از القای الکتریسیته ساکن، به‌هنگام تخلیه بار مثبت یا منفی انباشت‌شده بر سطح بدن‌تان، حین لمس اشیای رسانا رخ می‌دهد و شما را خنثی می‌کند.

شوک ناشی از القای الکتریسیته ساکن، به‌همان اندازه که ناخوشایند است، اسرارآمیز هم هست. تمام چیزی که فعلاً از آن می‌دانیم همین است: این پدیده‌، به‌هنگام تخلیه بار مثبت یا منفی انباشت‌شده بر سطح بدن‌تان، حین لمس اشیای رسانا رخ می‌دهد و شما را خنثی می‌کند. همین پدیده به‌هنگام انباشت بار الکتریکی روی سطح سایر اشیای رسانا – نظیر دستگیره‌های فلزی – که لمس‌شان می‌کنیم هم مصداق پیدا می‌کند. در این‌صورت شما عامل تخلیه بار اضافی آن شیء می‌شوید.

 

اما چرا چنین انباشتی رخ می‌دهد؟ هیچکس نمی‌داند. از قدیم می‌گفتند هنگامی‌که دو شیء به هم ساییده شوند، اصطکاک، انبوهی الکترون را از اتم‌های یکی‌شان به بیرون می‌رانَد و این ذراتِ باردار هم به شیء دوم سرازیر می‌شوند و بدین‌ترتیب یک شیء بار مثبت پیدا می‌کند و شیء دیگر، بار منفی. هر دوی‌ این اشیاء هم (مثلاً موی شما و یک کلاه پشمی)، بعد از این ماجرا دچار تخلیه الکتریکی می‌شوند. اما چرا الکترون‌ها به جای اینکه از هر دو شیء منتقل شوند، از یکی به دیگری می‌روند؟

 

تاکنون هیچ توضیح قانع‌کننده‌ای برای این پدیده مطرح نشده و حتی ممکن است پژوهشی که توسط بارتوز گرزیبوفسکی (Batosz Grzybowski) از دانشگاه نورث‌وسترن صورت پذیرفته، کل این داستان قدیمی را به چالش بکشد. گرزیبوفسکی، چنان‌که سال گذشته به تفصیل در نشریه Science از پژوهش‌خود نوشت، موفق شده توده‌هایی از بار منفی و مثبت را در تمام اشیای باردار (هم منفی و هم مثبت) پیدا کند. ضمناً او فهمیده که ظاهراً حین سایش اجسام، کل مولکول‌های درگیرْ مبادله می‌شوند و قضیه فقط محدود به الکترون‌ها نیست. اینکه چه عاملی آرایش بارها و نحوه تبادل‌شان را تعیین می‌کند همچنان نامشخص است، اما معلوم است هرچه باشد، تعریف‌مان از الکتریسیته ساکن در شُرف دگرگونی‌ست.

 

منبع:

Life’s Little Mysteries

 

در همین زمینه:

آیا «آبی»من، همان «قرمز» توست؟

 

توضیحات تصاویر:

1- عکس از Guido Cuzzi / منبع: Atlantide Phototravel/Corbis

2- منبع: Henrik Trygg/Corbis

3- عکس از Jens Kalaene / منبع: dpa/Corbis

4- عکس از Ilona Habben / منبع: Corbis

Share this
Share/Save/Bookmark

چرا توپ فوتبال میتونه به صورت خمیده حرکت کنه ؟
(کات دار حرکت کنه) ؟

در مورد مسری بودن خمیازه باید عرض کنم که لازم نیست که کسی فرد خمیازه کش را ببیند تا خمیازه اش بگیرد. من شنیده ام که فردی در خانه اش نشسته بوده و ناگهان خمیازه اش میگیرد. در همان لحظه به حاضران که هیچیک از انها خمیازه شان نگرفته بود میگوید "فکر میکنم یکنفر غریبه وارد خانه شده است" وقتی جستجو میکنند دزدی در خانه می یابند. درست یا غلطش را نمیدانم اما احتمالا در هنگام خمیازه امواجی از معز خمیازه کش بروز میکند که توسط حس ششم دریافت میشود و مغز گیرنده را به حرکت مشابه یعنی خمیازه کشیدن وامیدارد.

شاید همین خمیازه کشیدن مدلی باشدبرای اثبات حس ششم و اینکه مغز موجودات زنده امواج نامرعی برامده از سلولهای مغز دیگران را میگیرد.

ارسال کردن دیدگاه جدید

محتویات این فیلد به صورت شخصی نگهداری می شود و در محلی از سایت نمایش داده نمی شود.

نظر شما پس از تایید دبیر وب‌سایت منتشر می‌شود.

لطفا به زبان فارسی کامنت بگذارید.
برای نوشتن به زبان فارسی می توانید از ادیتور زمانه استفاده کنید.

کامنتهایی که حاوی اتهام، توهین و یا حمله شخصی باشد هرز محسوب می شود و
منتشر نخواهد شد.

 

لینک به ادیتور زمانه:         

برای عبور از سد فیلترینگ

پرونده ۱۳۹۱ / چشم‌انداز ۱۳۹۲

مشخصات تازه دریافت برنامه های رادیو زمانه  از ماهواره:

ماهواره  :Eutelsat

هفت درجه شرقی

پولاریزاسیون افقی 

سیمبول ریت ۲۲

فرکانس ۱۰۷۲۱مگاهرتز

همیاران ما