Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации

Секстант – это инструмент, измеряющий угол между двумя точками, например, между солнцем и горизонтом. Зная этот угол в локальный полдень, можно вычислить свою широту, но при этом надо знать, когда именно настает локальный полдень, а это зависит от долготы. Если у тебя есть точные часы, которые показывают точное время на какой-то опорной долготе, например, на Гринвичском меридиане (или в родной голубятне, если ты голубь), их показания можно сравнить с местным временем, и это теоретически позволит вычислить свою долготу. Но откуда голубь знает, который час в точке, где он находится?

Тот же Джеффри Мэтьюз предположил, что птицы замечают не только высоту солнца, но и его дуговое движение за отрезок времени. Для этого им необходимо некоторое время наблюдать за солнцем, чтобы экстраполировать дугу. Казалось бы, маловероятно, но эксперименты Эмлена показывают, что молодые овсянковые кардиналы проделывают что-то похожее, когда определяют, какой участок неба находится в центре вращения. А ученик Мэтьюза Эндрю Уайтен провел в лаборатории эксперименты на голубях, результаты которых показали, что эти птицы вполне способны на такие же чудеса наблюдательности.

Экстраполируя дугу видимого движения солнца, голуби теоретически могли бы рассчитать, где будет (или было) солнце в самой высокой точке в локальный полдень. Мы уже знаем, что высота солнца в зените указывает им, на какой широте они находятся. А горизонтальное угловое расстояние от предполагаемого зенита указывает на локальное время. Если они сравнят это локальное время со временем на своих внутренних часах, то есть со временем в родной голубятне (личным Гринвичем), это даст им долготу.

Увы, даже крошечная погрешность часов приводит к большим ошибкам в навигации. Великий мореплаватель Фернан Магеллан в свое первое плавание вокруг света взял 18 песочных часов. При использовании их в навигации погрешность была огромной. В XVIII веке британское правительство объявило конкурс с солидной денежной премией тому, кто изобретет морской хронометр – точные часы, которые не отставали бы и не забегали бы вперед даже в качку, которую маятниковые часы не выдерживают. Награду получил йоркширский плотник Джон Харрисон. И хотя у почтовых голубей действительно есть внутренние часы, они не идут ни в какое сравнение ни с хронометром Харрисона, ни даже с песочными часами Магеллана. С другой стороны, перелетной птице, возможно, и не нужна такая точность, как мореходу, который из-за неверных расчетов рискует угодить на рифы.

Чтобы разгадать загадку дальних перелетов птиц, были предложены и другие астрономические теории, такие же общие, как и гипотеза Мэтьюза.

Какими еще картами могут пользоваться птицы? Возможно, картами, основанными на магнетизме: известно, что по ним ориентируются акулы. У разных точек поверхности Земли свои магнитные характеристики. Поясню на наглядном примере. Эта теория опирается на то, что магнитный северный полюс (или южный) не вполне совпадает с истинным Северным полюсом (или Южным). Магнитный компас измеряет магнитное поле Земли, которое лишь приблизительно согласуется с осью вращающейся планеты. Это расхождение между магнитным и истинным севером называется магнитным склонением, и все пользователи компасов, которым нужна точность, вынуждены его учитывать. Магнитное склонение разное в зависимости от места (и времени: из-за движения ядра Земли магнитные полюса с течением столетий иногда меняются местами). Если вы можете измерить склонение, например, измерив угол между Полярной звездой и стрелкой магнитного компаса, указывающей на север, значит, вы можете вычислить, где вы находитесь (также опираясь на интенсивность магнитного поля). Это и будут магнитные характеристики, которые мы ищем.

Есть поразительные данные, что на такое способны тростниковые камышовки, которые водятся в России. В ходе экспериментов с этими птицами в воронках Эмлена ученые искусственно сдвинули магнитное поле на 8,$°. Если бы птицы просто ориентировались по магнитному компасу, предпочитаемое направление их взлета в воронке сместилось бы на ту же величину. Однако на самом деле смещение составило 151°. Сдвиг магнитного поля на 8,5°, который повлиял бы на расчеты на основе магнитного склонения, сообщил им, что они уже не в России, а в Абердине! И, представьте себе, направление, которое они предпочли в воронке Эмлена, было тем самым, которое они должны были бы избрать, если бы очутились в Абердине и хотели попасть в ту же конечную точку, что и обычно. Характеристики магнитного поля в принципе могут быть любыми, не обязательно абердинскими. Этот эксперимент – большой шаг к пониманию, что магнитное чувство может не ограничиваться показаниями компаса. Мне кажется, это до того прекрасно, что даже не верится.