квадратные волны на море что это такое
Квадратные волны – прекрасное и невероятно опасное явление
Квадратные волны представляют собой сетчатый рисунок из множества квадратов на поверхности моря. Эти волны могут казаться безопасными, но они достаточно сильны, чтобы направить пловцов, серферов, лодки и даже большие суда в непредсказуемом направлении.
Что вызывает квадратные волны?
Квадратные волны формируются из двух различных групп волн, сходящихся под разными углами. Отличительной особенностью является то, что углы редко превышает 45°. Квадратные волны распространяются на сотни километров по водной поверхности, и даже в спокойный день штормы, бушующие далеко в океане, могут создавать такие волны. При отсутствие местных ветров, нарушающих их колебания, они путешествуют на огромные расстояния.
Когда волны, движущиеся в разных направлениях сталкиваются, то они создают рисунок из многочисленных квадратов на поверхности моря. На первый взгляд они кажутся безопасными, но под поверхностью воды скрываются достаточно сильные течения, которые способны привести к кораблекрушению. Квадратные волны более опасны, чем водоворот, а их сетчатый узор затрудняет ориентировку в пространстве.
Где возникают квадратные волны?
Квадрантные волны могут возникать в любой части океана, если будут подходящие условия. Они распространены на острове Ре во Франции, где привлекают значительное количество туристов. Посетителям рекомендуется держаться подальше от океана во время таких волн. Они не являются постоянными, и теряют свою энергию во время движения. Местные ветра также могут легко нарушить квадратный рисунок на водной поверхности.
Опасны ли квадратные волны?
Как правило, квадратные волны впечатляют своей красотой, но в тоже время они чрезвычайно опасны даже при небольших колебаниях. Они затягивают серферов и пловцов далеко в океан, раскачивают лодки и корабли со всех сторон. Хотя это явление относительно редко и может появляться и исчезать в течение нескольких минут.
Похожи ли квадратные волны на отбойное течение?
Эти явления отличаются между собой. Отбойные течения представляют собой узкий, мощный и стремительный поток воды, направленный под прямым углом от побережья к морю. Такие течение часто затягивает пловцов и небольшие лодки. Паникующие пловцы стараются противостоят течению и плыть назад к берегу, но рискуют утонуть из-за усталости. Каждый год тысячи людей теряют свои жизни из-за отбойных течений.
Квадратные волны
Редко кому доводилось видеть своими глазами сетчатый узор на море, напоминающий шахматную доску. Трудно поверить, что такая идеальная геометрия – дело рук природы. Это уникальное явление называют перекрестные cross-waves или квадратные волны.
Что вызывает перекрёстные волны?
При сочетании ряда погодных факторов и ветра обе системы в море образуют волны, которые пересекаются под прямым или острым углом. Так появляется «шахматная доска» на море.
Такая же геометрия появляется и при смене направления ветра. В момент контакта первой волновой системы со встречным холодным фронтом. В этот момент новый ветер рождает новую волну, в то время как старая, продолжает двигаться независимо.
Перекрестные волны сохраняются до тех пор, пока старые волны, берущие начало за многие мили от острова, не потеряют всю силу и полностью не рассеются у побережья.
Где возникают квадратные волны?
При подходящих условиях квадратные волны могут возникать в любой части океана, как за много миль от берега, так и на мелководье.
На Земле есть несколько мест, где образуются такие волны: Тель-Авив (Израиль), побережье в городе Ла-Рошель (остров Ре, Франция), на пляжах Азорских островов (Португалия), иногда наблюдают это чудо природы в Крыму.
Но увидеть это уникальное явление можно не только в соленых водах Атлантики, но и у побережья Байкала (в посёлке Богульдейка).
Мировой столицей квадратных волн считают остров Ре (Иль-де-Ре, фр. Île de Ré), Франция. Куда приезжают со всех уголков Земли, чтобы посмотреть на удивительное, редкое явление.
Именно на этот остров герцог Бекингем попытался высадить английский десант, чтобы поддержать французских протестантов, в ходе осады портового города Ла-Рошель (роман “Три мушкетёра”)
Благодаря географическому положению и теплому течению Гольфстрим, на острове создаётся мягкий климат. В то же время эта местность расположена в зоне влияния двух метеорологических волновых систем. Поэтому редчайшее явление перекрестных волн здесь встречается гораздо чаще, чем где бы то ни было.
Идеальный обзор открывается стоит лишь подняться повыше. Популярным местом у туристов стал маяк Бален, сооруженный в 1853 году, высотой 57 метров. Со смотровой площадки которого можно наблюдать весь размах стихии. Видимость достигает 39 км. Это действительно эпическое зрелище.
Местные шутят: «Это Боги решили сыграть в морской бой». И правда, когда видишь то, что даже трудно представить, легче сослаться на что-то сверхъестественное. Ведь наш мозг привык ассоциировать волны с плавными, волнистыми линиями, а не с идеально ровными квадратами или ромбами.
Но феномен имеет вполне научное объяснение.
Научное объяснение появления квадратных волн.
Уравнение Кадомцева-Петвиашвили описывает нелинейные волны в двумерных средах со слабой дисперсией. Получено Б.Б. Кадомцевым и В. И. Петвиашвили в 1970 году. (Нелинейные длинные волны на поверхности воды и солитоны, Р. Х. Зейтунян, 1995)
Какую опасность представляют квадратные (перекрестные) волны?
Данный феном изучали в Центре материаловедения и исследования побережья им. Гельмгольца Центре материаловедения и исследования побережья им. Гельмгольца (является членом Объединения немецких научно-исследовательских центров имени Гельмгольца – крупнейшая научно-исследовательская организация Германии).
В немецком языке для этого феномена есть свое слово – Kreuzsee.
Доктор Ральф Вайс говорит, что такие волны представляют опасность как для кораблей, так и для пловцов.
Морякам издавна были известны такие волны, и они считались плохой приметой.
“На мелководье рядом с пляжем квадратные волны опасности не представляют, так как уже утратили свою мощь во время движения”, – считают эксперты.
Но вот плавать в кройцзее доктор Ральф Вайс не советует: «Против таких волн даже у опытных пловцов нет шансов».
И даже, если на первый взгляд Вам волны показались безобидными, то точно не стоит соглашаться разыграть эту партию с Посейдоном. Ведь будьте уверены, что под поверхностью воды скрываются сильнейшие течения, которые легко могут привести к кораблекрушению.
Квадратные волны более опасны, чем водоворот, а их сетчатый узор затрудняет ориентировку в пространстве. Сильнейшие вихревые подводные течения моментально заглатывают, перемалывают все, что попадается на пути, а волны на поверхности обрушиваются на жертву с самых неожиданных сторон и они достаточно сильны, чтобы направить пловцов, серферов, лодки и даже большие суда в непредсказуемом направлении.
Квадратные волны распространяются на сотни километров по морской поверхности. При отсутствии местных ветров, нарушающих их колебания, они путешествуют на огромные расстояния.
На острове Ре местный Гидрометцентр предупреждает, когда акватория острова представляет угрозу для дайверов, серферов, отдыхающих и даже яхт и рыболовецких лодок. На некотором отдалении квадратные волны становятся крайне опасны и для крупных судов. Но несмотря на предупреждения синоптиков, кораблекрушения здесь случаются в три раза чаще, чем в отдаленных морских регионах.
Нередко такая же учесть постигает и любителей уникальных кадров. Спасателям береговой охраны мировой столицы квадратных волн постоянно приходится вылавливать горе-фотографов с вертолета.
Рекомендация спасателей: «Если уж вы оказались в воде в самый неподходящий момент, не паникуйте и не пытайтесь плыть против течения, это верный способ выбиться из сил и утонуть. Единственно верное решение – плыть параллельно берегу».
Почему нельзя купаться в «Квадратных волнах» Чем опасно, явление и есть ли оно на Чёрном море
Есть и такое редкое природное явление, как «Квадратные волны». В большинстве своем, о них знают только опытные моряки. Квадратные волны на море или океане напоминают шахматную доску.
За счет того, что квадратные волны образуются достаточно редко, это чудо природы не часто становится причиной серьезных происшествий. Однако, такая волна способна потопить, как небольшую лодку так и огромное судно, все будет зависеть от ее размера. Квадратные волны опасны и для профессиональных пловцов, что уж говорить о не подготовленном человеке.
Причина возникновения квадратной волны:
Так называемые «Волны дальних берегов» образованные непогодой, за много километров в море, постепенно накатывают на побережье. При сильном ветре, направленном перпендикулярно этим волнам, образуются другие волны, которые пересекают их под прямым углом. Сталкиваясь они и образуют волну напоминающую квадратную сетку на поверхности. Так же в бухтах, волны отраженные от противоположных берегов могут «нарисовать» сетку на поверхности воды.
На Черном море, это явление крайне редкое, но все же случается. Мировой столицей квадратных волн можно назвать акваторию острова Ре, который принадлежит Франции. Ввиду географических и климатических особенностей, здесь они появляются достаточно часто. Это явление привлекает сюда тысячи туристов и фотографов со всей планеты.
Полезные ссылки, на наш ресурс:
Больше интересного и статья оригинал, читайте на нашем сайте:
Я так понял вам платят за символы?
Весь интернет забит подобными «водостатьями»
так в итоге, чем опасны квадратные волны кроме того, что они волны? тем что их две? )))
Ииии? На вопрос заголовка ответа не последовало
(на последней фотке): у вас море потрескалось!
Владивостокский морской торговый порт
Сделал эти фотографии во время своего тура из Москвы во Владивосток в конце августа 2021-го.
Если понравилось, заглядывайте сюда в инстаграм!)
Штормит
Наполняя паруса своими идеями, упрямством, и воспоминаниями.
Вот помру а память обо мне останется.
Два новых отличных фильма о море, о подводном мире!
1. «Становление Кусто» (Becoming Cousteau)
2021. США. Жанр: Документальный фильм. Режиссер: Лиз Гарбус.
Взгляд на жизнь, страсти, достижения и трагедии, происходившие вокруг известного исследователя и защитника окружающей среды Жака Кусто.
2. «Чудеса коралового рифа» (Puff: Wonders of the Reef)
2021. Австралия, США. Жанр: документальный, семейный Режиссер: Ник Робинсон
В поисках дома малёк иглобрюха путешествует по удивительному микромиру Большого Барьерного рифа, полному самых фантастических созданий.
Фильмы доступны в HD VideoBox, LazyMedia Deluxe, в других приложениях и ресурсах
Судно борется со штормом
Вот что происходит, когда в оповещении: «Доставка с aliexpress задерживается»
Синее, темно-синее
Подписывайтесь на инст: @Felis96
Мыс Меганом. Судак. Крым
Наша встреча была странно короткой но эмоциональной и после недельного знакомства мы поженились!
Полгода я приводил ее в чувство, после семилетнего забвения. Она очень мне напоминала забытую, потеряную женщину, которая устала от смены рук, невнимания и разуверилась во всем!
Я был беден, но делал что было в моих силах, обещая Любовь, ласку, заботу и дальние страны, которые никогда не увидят ее соседки по клубу! Она мне поверила.
Вот уже два с половиной года мы вместе. Я держу обещание данное ей. Она выполняет свое. За нашими плечами две трети пути кругосветки, не простой, сами знаете. Она порой сдавала, ломалась. Я тоже. Но мы не предали друг друга!
Очень надеюсь, моя дорогая Хикари, что ты мне будешь так же верна, как и я тебе! И мы будем еще не раз по настоящему счастливы, будем дышать в унисон подставляя лица теплым пассатам и жмуря глаза от красот Мира. И умрём. в один день!
S. Africa, Richards Bay. 2013
Одина из самым мемных мартышек- Хомяков Де Брезза. Их выражения мордочек, очень подойдут на случай важных переговоров
Salty stories. Морские байки
Новый формат. Посмотрим, как зайдёт. Встречаем моряцкие байки.
— А, что, Андрей. – говорит он. – Знаешь ли ты каких-либо сказочных существ из вашей мифологии?
— Лешие есть. Такие чуваки, которые живут в лесу и следят там за порядком.
— Да никакие. Как договоришься. Если деревья живые рубишь, или мусоришь, могут в болото завести. А если попросить по-доброму, покажут путь, если заблудился.
— У нас в Перу тоже такие есть. (Название вылетело, не вспомню) – отвечает Роберто. – Только они злые. Утаскивают детей в джунгли. Зато, если их (детей), ими пугать, они лучше слушаются.
Фшшшить. Блесна летит далеко за борт и плюхает в воду.
— У нас в Норвегии тролли есть. (Ула, не отрываясь от деревяхи)
— Мужики, мы два месяца в море. Давайте без пикси. До земли ещё неизвестно сколько, а тут им взяться неоткуда.
— Русалки должны быть. – Педро со смаком закидывает очередной орех в пасть.
— Знаете, джентельмены. – Роберто чешет поседевшую бороду, отложив спининг. – У меня дома жена и дочь. Да и вообще. Такими темпами, если в этом путешествии мы поймаем русалку, скорее всего мы ее сожрём.
За качество фоток извиняюсь, часть нарезал с гоупрошки.
Как такой формат, братцы – сестрицы? Или лучше как раньше, блоками по темам писать? Дайте знать.
Опасность и загадка квадратных волн
Природные явления зачастую удивительны и многим непонятны. Одни из них представляют собой завораживающее зрелище. Они абсолютно не опасны и потрясающе красивы, например, радуга, которую мы наблюдаем после дождя, или северное сияние. Другие – таят в себе угрозу для здоровья и даже для жизни. Волны в виде квадратов относятся к таковым. По виду они напоминают шахматную доску, но не все так просто.
1. Откуда берутся квадратные волны
Причин появления квадратных волн существует несколько / Фото: YouTube
В большинстве своем это связано с разным направлением морского течения и ветра, когда воздушные потоки направляют волны в перпендикулярном направлении водных потоков. В других случаях это связано с тем, что волны различных штормов сталкиваются, а появившиеся в результате этого новые волны направлены по отношению одна к другой под острым углом либо прямым.
Клетка на море может появиться в результате изменения направления ветра / Фото: makataka.ru
Также это может быть связано и с резким изменением направления ветра, когда волны идут в противоположную сторону, а водные потоки и дальше движутся по отношению к вновь образовавшимся потокам под углом.
Сетка преимущественно появляется вблизи берега, на мелководье / Фото: ostrnum.com
Появиться такая сетка из волн может практически везде в море, но в основном это явление наблюдается вблизи берега, на мелководье. Характерной чертой является то, что в этом случае море успокаивается довольно быстро и рисунок пропадает сам по себе.
Очень много путешественников, чтобы увидеть своими глазами море в клетку, едут на французский остров под названием Ре. И неизменно местные жители всех предупреждают, что если на воде появились квадраты, лучше в нее не заходить.
2. Почему это опасно
Даже если амплитуда небольшая, волны могут быть небезопасными, так как есть вероятность того, что человека просто затянет в открытое море.
Сетчатые волны создают подводные, достаточно сильные течения, что опасно не только для пловцов, но и судов. Корабли могут перевернуться в связи с качкой, спровоцированной течением.
Попав в такие волны, корабль может попросту перевернуться / Фото: mota.ru
При волнении на море с древних времен капитаны направляют свои суда к волне под небольшим углом. В случае, если вести корабль поперек, появляется огромный риск того, что он уйдет ко дну. Справиться с волнами намного сложнее, если они движутся в нескольких направлениях.
За квадратными волнами лучше наблюдать с берега, а в воду заходить только после их исчезновения / Фото: nastroy.net
Не совсем обычный рисунок затрудняет и пространственное ориентирование. Что касается подводных течений, то они образуют вихрь, который затягивает все, что находится в радиусе его действия. В итоге даже большие корабли отбрасываются в сторону от своего курса. В связи с этим наблюдать за этим явлением рекомендуется с берега, а в воду заходить только после его исчезновения.
Материалы по теме
А вот ещё:
Удивительные способности животных к математике
Еще в XIX веке считалось, что животные не имеют никакого представления о числах и отличают разве что «много» от «мало». Теперь же ученые обнаружили массу свидетельств того, что некоторые виды не только умеют оперировать абстрактными величинами, но и воспринимают концепцию нуля. Чем понимание чисел животными отличается от нашего и каковы биологические корни их математических способностей?
Хорошо известно, что врановые обладают высоким интеллектом. Недавно ученые доказали, что вороны обладают способностями к вычислениям, которые до этого были обнаружены лишь у нескольких видов: например, они понимают концепцию пустого множества — нулевой численности.
Понимание чисел часто рассматривается как специфически человеческая способность — признак нашего высокого интеллекта, который, наряду с владением языком, отделяет нас от всех остальных животных.
Но такой взгляд далек от истины.
У одного вида лягушек на числах ]]> основан ]]> весь брачный ритуал. Сначала один самец издает зов — скулящее «пиу», за которым следует короткий звук («чак»), его соперник отвечает, добавляя два «чака» после своего «пиу». Затем первая лягушка отвечает тремя, потом четырьмя и так далее до примерно шести «чаков», пока самцы не выдохнутся.
Теперь исследователи обнаруживают все более сложные математические навыки у своих подопытных животных. Многие виды проявляют способность к абстрактному вычислению — вплоть до уровня простой арифметики.
Несколько видов продемонстрировали понимание концепции «нуля» — настолько парадоксальной идеи, что даже люди в раннем возрасте порой испытывают трудности с ней. Более того, эксперименты показали, что и обезьяны, и пчелы понимают, как обращаться с нулем как с численностью, размещая его на воображаемой числовой линии в ряду единицей, двойкой и т.д. А в ]]> исследовании, ]]> опубликованном в Journal of Neuroscience, ученые доложили, что на это способны и вороны.
Тот факт, что эти три вида принадлежат к разным таксономическим группам (приматы, насекомые и птицы) означает, что некоторые вычислительные способности развивались у разных животных независимо. Ученые ломают голову над тем, почему природа даровала умение обращаться с числами (хотя бы элементарное) такому большому количеству животных и что это может рассказать нам о глубинных истоках человеческой математики.
Понимание числа
В начале XX века в Берлине был знаменит конь по имени Умный Ганс. Всем казалось, что он мог выполнять арифметические операции, выбивая копытом результаты сложения, вычитания, умножения и деления. Но вскоре один психолог-аспирант понял, что на самом деле животное пристально следило за мельчайшими поведенческими сигналами тренера и аудитории — своими реакциями окружающие выдавали ответы.
Этот инцидент укрепил скептицизм по поводу вычислительных способностей животных, который сохраняется и по сей день. Например, некоторые исследователи полагают, что люди обладают «истинным» пониманием числовых концепций, в то время как животные различают группы объектов по количеству, полагаясь на менее абстрактные характеристики, такие как размер или цвет.
Вороны обращают внимание количество предметов в своем поле зрения. У них есть нейроны, которые настроены на разные количества и позволяют им отличить множество из четырех элементов от множества из трех или пяти. Фото предоставлено Андреасом Нидером
Но скрупулезные исследования, которые проводились течение последних двух десятилетий, показали, что даже животные с очень маленьким мозгом могут совершать невероятные подвиги в области вычислений. Похоже, что один общий для всех животных механизм — это система аппроксимации (приблизительного представления) численности, которая в большинстве случаев дает верный результат, но иногда сбоит.
Так, животные наиболее эффективно различают множества, которые сильно отличаются по величине. Им проще отличить группу из шести точек от группы из трех, чем от группы из пяти. А когда разница между двумя множествами одинакова, им легче иметь дело с меньшими количествами: отличить 34 элемента от 38 намного труднее, чем четыре элемента от восьми.
Эти сильные и слабые стороны отражены в нейронной активности животных. В префронтальной коре обезьян исследователи обнаружили нейроны, которые были выборочно настроены под разные численности. Нейроны, которые реагировали на три точки, слабо отзывались на две и четыре и совсем не реагировали на одну и пять. У людей тоже есть такое приблизительное чувство количества. Но, помимо этого, мы ассоциируем численность с определенными символами — цифрами. Потому у нас есть еще и другая группа нейронов, которая представляет те же количества.
Это наблюдение, похоже, предполагает, что чувство числа — врожденное и глубоко укорененное в мозгах всех животных, включая людей. «В основе чувства числа лежит древний фундаментальный психофизический закон», — утверждает Валлортигара.
Если у животных есть врожденная способность различать количества, встает вопрос, какие еще способности могли возникнуть вместе с ней. Сначала исследователи взялись за арифметику. Несколько видов животных продемонстрировали, что они могут складывать и вычитать.
Для этого им не требовалось никакого обучения. «Они справляются с такими вычислениями спонтанно», — сказала Ругани.
Психологиня Роза Ругани из Университета Падуи показала, что цыплята после импринтинга, похоже, могут использовать арифметику, чтобы отслеживать количество запечатленных предметов.
Медоносные пчелы способны к простой арифметике. В 2019 году Ховард и ее коллеги ]]> научили насекомых ]]> запоминать цвета и количество объектов, а затем добавлять единицу к количеству синих и вычитать единицу из количества желтых. Например, если пчелы пролетали через лабиринт с тремя синими фигурами, а затем им предлагался выбор — пролететь между двумя или четырьмя предметами, они каждый раз выбирали группу из четырех.
«Они способны решать эти задачи, потому что в естественной среде им приходится многому учиться», — сказала Ховард. Никто не знает, занимаются ли пчелы сложением и вычитанием в дикой природе. Без обучения такое поведение никогда не наблюдалось. Но у ученых и не было причин его искать.
Тем не менее, пчелы способны выполнять арифметические операции. «Их среда может быть для них тренировочной площадкой», — добавила Ховард.
В поведенческих исследованиях пчелы продемонстрировали понимание нулевой численности. Их также обучили простой арифметике, хотя неизвестно, используют ли они эту способность в дикой природе
Такие открытия побудили ученых проверить, есть ли у животных еще более абстрактные формы численного представления.
В 2015 году, спустя несколько лет после исследования арифметических способностей цыплят, Ругани и ее коллеги обнаружили, что животные ]]> ассоциируют ]]> меньшую численность с левой стороной, а большую — с правой. Так же, как люди пространственно представляют возрастающие значения на числовой прямой.
Других насекомых, птиц и приматов также удалось научить связывать символы с количеством элементов. «Мы брали пчел и учили их так, как будто они в начальной школе: этот символ означает это число», — рассказывает Дайер. Шимпанзе, которых научили связывать численности с символами чисел, смогли потом указывать на цифры в порядке возрастания.
Теперь исследователи изучают способности животных к решению других типов численных задач. Ругани и ее команда изучают способность обезьян разделять количество пополам, чтобы определить наличие у них понятия «середины», для которого им требуется посчитать и сравнить количества элементов справа и слева. По ее словам, пока что « ]]> результаты впечатляют ]]> ».
Раз за разом Ругани и другие ученые находят доказательства наличия у животных не только относительно простого повсеместного чувства численности, но и гораздо более абстрактных и сложных форм числового познания. Вот почему сейчас для некоторых нейробиологов важно узнать, распространяется ли понимание числовых абстракций некоторыми видами животных на скользкую концепцию «ничего».
Особое количество
Все численности — это абстракции. Численность «три» может относиться к группе из трех точек, трех стульев или трех человек. «В целом обладание чувством числа означает способность оценить и сделать выводы о размере группы, независимо от ее состава и незначительных различий между ее элементами, — говорит Баттерворт. — Когда пчелы считают лепестки, каждый цветок в некоторых отношениях отличается от других — своим расположением и формой лепестков».
Но есть одно числовое значение, которое отличается от остальных. «Ноль — особый и своеобразный, — объясняет Ругани. — Это абстракция, которая обозначает не только восприятие чего-то, но и восприятие его отсутствия».
Даже людям ноль дается нелегко. Например, маленькие дети поначалу ]]> не воспринимают ]]> пустое множество как численную величину. Вместо этого они считают его отдельной категорией — отсутствием, которое не имеет отношения к другим величинам. Так, если обычно дети умеют считать к четырем годам, им часто требуется еще пара лет, чтобы приобрести понимание нуля как числа.
Андреас Нидер, нейробиолог из Тюбингенского университета, изучает, как мозг обезьян и ворон отображает в себе численности, включая ноль
«Если вы посмотрите на историю математики, то обнаружите, что и в нашей культуре ноль появился очень поздно», — продолжает Нидер. Примерно до VII века люди не использовали ноль в своих математических вычислениях.
Ошибка, которую допускали животные при использовании нуля, о многом говорит: они чаще путали пустой набор с численностью в один элемент, чем с численностью в два элемента. «Они воспринимают пустое множество (ничего) как количество, которое стоит рядом с единицей на числовой прямой», — сказал Нидер. В 2018 году Ховард, Аваргес-Вебер, Дайер и их коллеги ]]> обнаружили ]]> такое же поведение и у медоносных пчел. По мнению Ховард, эти открытия предполагают, что числовое познание, понимание абстрактных числовых концепций является врожденным. Понимание нуля может оказаться более распространенной чертой в животном мире, чем считалось ранее.
Медоносные пчелы могут считать ориентиры — в данном исследовании это серия желтых палаток — которые помогают им найти путь к еде. Ларс Читтка
Исследование пчел, продемонстрировавшие, что они тоже могут воспринимать ноль как величину, вызвало удивление — даже животное с менее чем одним миллионом нейронов в мозге (по сравнению с 86 миллиардами у человека) оперирует категорией пустого множества.
Есть и другой нюанс: пчелы и млекопитающие разошлись в эволюции целых 600 миллионов лет назад. Их последний общий предок был едва ли способен воспринимать что-либо в принципе, не говоря уже о том, чтобы считать, утверждает Аваргес-Вебер. По словам Нидера, который не участвовал в работе с насекомыми, это означает, что способности к восприятию пустого множества и других численностей ]]> развивались независимо ]]> в двух филогенетических линиях.
Параллельная история
Нидер и его команда обратились к воронам, чей общий предок с приматами существовал более 300 миллионов лет назад, и у которых в процессе эволюции развился совсем другой мозг.
«У птиц нет префронтальной коры — вместо этого у них есть свои собственные интеллектуальные мозговые центры с четкой структурой, связями и траекторией развития», — говорит Нидер.
Несмотря на эти различия, исследователи обнаружили уже знакомое численное понимание нуля: вороны чаще путали пустой экран с изображениями одной точки, чем с изображениями двух, трех или четырех точек. Записи мозговой активности ворон во время выполнения этих задач показали, что нейроны в паллии, одной из областей мозга, отображают ноль в виде количества, наряду с другими численностями — точно так же, как и в префронтальной коре головного мозга приматов. «С физиологической точки зрения все прекрасно сходится, — уверен Нидер. — Мы наблюдаем точно такие же реакции, тот же тип кода представлен в мозгу и вороны, и обезьяны».
Одно из объяснений тому, почему одна и та же нейронная структура развилась в таких разных мозгах, заключается в том, что это попросту эффективное решение распространенной вычислительной задачи. «Действительно волнующее открытие: оно подразумевает, что это лучший способ решения такой задачи», — говорит Аваргес-Вебер.
Возможно, существуют физические или другие внутренние ограничения мозга в обработке ноля и других численностей. «Может быть … количество возможных механизмов кодирования чисел вообще ограничено», — предполагает Валлортигара.
Джорджио Валлортигара, нейробиолог из Университета Тренто, с коллегами обнаружили признаки того, что у рыб данио-рерио есть область в мозгу для обработки численностей
Но даже если у ворон и обезьян кодирование абстрактных концепций вроде нуля происходит похожим образом, это не значит, что нет другого способа сделать этого. «Вполне может быть, что в ходе биологической эволюции были изобретены разные механизмы для выполнения похожих вычислений», — говорит Валлортигара. Чтобы узнать это, исследователям придется изучить и других животных.
Но, возможно, более фундаментальный вопрос о численной абстракции в мозге различных животных заключается не в том, как работает эта способность, а в том, почему она существует. Почему животные вообще должны уметь распознавать количества? Почему эволюция неоднократно обеспечивала животных не только пониманием того, что четыре меньше пяти, но и что «четыре квадрата» — концептуально то же самое, что и «четыре круга»?
«Животным постоянно приходится считать — даже самым простым из них, — говорит Валлортигара. — А если у вас есть абстрактное представление о численности, это очень легко сделать». Понимание абстрактной числовой информации позволяет мозгу гораздо более эффективно считать конкретные объекты.
Возможно, ноль тоже подходит под эту логику. Если рядом с вами появляется два хищника, но уходит только один, обстановка остается опасной. Ругани предполагает, что в этой ситуации животному нужно не только уметь вычитать, но и интерпретировать ноль как результат ранее выполненного численного или прото-численного вычитания, который животное затем может связать с определенными условиями окружающей среды. «В этом случае всякий раз, когда вы достигаете наименьшего значения, то есть нуля, окружающую среду можно считать безопасной», — рассуждает Ругани. При поиске пищи ноль может соответствовать необходимости искать в другом месте.
Нидера, однако, это не убедило. Он не видит насущной необходимости животным понимать ноль как численность, поскольку обычно достаточно ощущать его как отсутствие [чего-то]. «Я не думаю, что животные используют в своей жизнедеятельности численность ноль как меру количества», — сказал он.
Из чего строится математика
По мнению Нидера, наличие у животных талантов к численной абстракции указывает, «что в их мозгу уже заложена эволюционная основа для того, что у людей развилось в полномасштабное понимание числа ноль». Но какими бы впечатляющими ни были достижения животных, есть существенные различия между тем, как они концептуализируют численность, и тем, как это делают люди. Мы не просто понимаем количества; мы связываем их с произвольными числовыми символами. Множество из пяти объектов — это не то же самое, что число пять, а пустое множество — это не то же самое, что ноль, говорит Нидер.
«Даже когда животных можно обучить ассоциировать два предмета с символом 2 и три предмета с 3, это не значит, что они смогут сложить эти символы вместе, чтобы получить 2+3=5, — говорит Дайер. — Это тривиальная математическая задача для ученика начальной школы. Но эксперименты, которые будут нацелены на проверку такого рода символического мышления у животных, еще предстоит провести».
Сделав этот шаг за пределы субитации и построив символическую систему исчисления, люди смогли разработать более точное дискретное представление числа, манипулировать числами в соответствии с определенными правилами и создать целую науку вокруг их абстрактного использования — математику.
Нидер надеется, что его исследование понимания нуля у животных сможет продемонстрировать, как абстрактное чувство числа возникло из более приблизительного и практического ощущения. Сейчас он занимается исследованиями человеческого мозга, чтобы более точно изучить взаимосвязь между символическими и несимволическими численными представлениями.