«Почему при прохождении голоса через гелий частота звуков повышается, даже если на последнем отрезке пути до слушателя они проходят через воздух?»
Дэвид Болтон
Мосгил, Новая Зеландия
В гелии звук распространяется быстрее, чем в воздухе, потому что атомы гелия (молекулярная масса 4) легче молекул азота и кислорода (молекулярные массы 14 и 16 соответственно). Звук голоса, как и любого духового инструмента, создает стоячую волну в столбе газа, обычно – воздуха. Частота звуковой волны, умноженная на ее длину, равна скорости звука. Длина волны зависит от формы рта, носа и гортани, так что, если скорость звука возрастает, частота должна остаться неизменной. После того как звук покидает ротовую полость, его частота не меняется, поэтому до слушателя звук долетает с такой же частотой, как на выходе. Представьте себе «американские горки». Вагончики скользят по рельсам, набирая скорость при движении вверх и замедляя ход при движении вниз, но все вагончики проходят по одному и тому же пути. Каждые 30 секунд отправляется новый, в конечную точку они приходят за одно и то же время, что бы ни происходило в промежутке между отправкой и прибытием.
У струнных инструментов высота звука зависит от длины, толщины и натяжения струны, поэтому состав воздуха на звучание инструмента не влияет. Следовательно, если поместить оркестр в гелиевую среду, получится какофония. Высота звучания деревянных и медных духовых инструментов увеличится, а высота звучания струнных и ударных останется практически неизменной. При исполнении «Песни о белой лошади» Дэвида Брэдфорда солирующему сопрано требуется вдохнуть гелия, чтобы взять самую верхнюю ноту.
Йоун Маколи
Дублин, Ирландия
«Зачем нужны борозды и складки на поверхности головного мозга?»
Брайан Лассен
Канберра, Австралия
Извилины мозга увеличивают площадь поверхности его коры. У относительно неразвитых животных, таких как крысы, поверхность мозга гладкая. Значительную часть работы мозга выполняют несколько верхних слоев клеток, в сущности, они обеспечивают связь всех клеток головного мозга.
Когда требуется обрабатывать много информации, наращивать извилины гораздо полезнее и эффективнее, чем увеличивать площадь поверхности мозга, а вместе с ней и диаметр черепа.
Энтони Стейнс
По электронной почте, без обратного адреса
Скорее всего, извилины увеличивают площадь поверхности коры головного мозга. Вопрос в другом: зачем это нужно? Вероятно, все дело в сравнительном количестве ближних и дальних связей.
Когда требуется много ближних связей, разумнее будет расположить блоки обработки на двух тонких, почти двумерных пластинах, а третье измерение оставить для дальних связей.
Если бы распределение нейронов было однородным во всем головном мозге, длинные связи были бы короче, но они занимали бы место между вычислительными блоками мозга и таким образом удлиняли короткие связи, в итоге увеличивая общий объем мозга.
Янне Синкконен
Финляндия
Еще одна возможная причина – количество тепла, вырабатываемого мозгом. – Ред.
Ткани мозга потребляют много энергии, выработанное в результате тепло требуется куда-то направить. Приложите ладонь к голове, и вы убедитесь, что она более горячая по сравнению с бедром.
У низших позвоночных нет развитых мозговых извилин, поэтому они вырабатывают сравнительно мало тепла.
Большой человеческий мозг выполняет огромную работу. Дополнительные извилины нашего мозга увеличивают площадь поверхности для кровеносных сосудов, с помощью которых отводится лишнее тепло, выработанное при напряженном мыслительном процессе. Поскольку наш мозг со временем развивался, увеличивался в размерах и становился все более сложным органом, росло и количество извилин, необходимых для выведения лишнего тепла, выработанного мозгом.
Джералд Легг
Брайтон, Западный Суссекс, Великобритания
У многих разумных позвоночных мозг большой, а в коре полушарий много извилин. Дельфин и акула могут иметь примерно одинаковые размеры, но у дельфина мозг крупнее, а извилин в нем больше, чем у акулы.
