Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию
Шрифт:
В природе кристаллы образовывались в течение миллионов лет, в глубине земной коры под давлением в сотни тысяч атмосфер и при температурах до 2000 °C. Это придало им уникальные свойства и красоту, привлекающие людей. Мест, где складывались такие условия, крайне мало, чем и объясняется редкость драгоценных камней.
Однако в начале XX века монополия природы была нарушена. В 1902 году французский инженер Вернейль синтезировал первый драгоценный камень, идентичный природному, — кристалл рубина весом 6 г. В нынешнее время в лабораториях синтезируют не только рубины, но и алмазы, сапфиры, изумруды
Чем же объясняется драгоценность? Конечно, спросом. Редкая вещь не всегда ценна. В древние времена камни, так же как и золото, часто посвящались богам. Например, в Торе прямо сказано, что золото предназначено для украшения храма. Во многих религиозных традициях рай предстает в необыкновенном сверкании и свечении, земным эквивалентом которого служат самоцветные камни. Это придает им сверхъестественную значимость. Обладание драгоценным камнем переносило часть этой значимости на человека. За это можно было отдать много денег.
В наше время ценность камней отчасти дань древней традиции, отчасти выросший из нее престиж, отчасти красота, а отчасти обыкновенная техническая польза. Например, главными потребителями рубинов долгое время были часовщики. Впрочем, их устраивали и более дешевые искусственные рубины. Когда же речь идет о красоте, то для ювелиров и любителей драгоценностей природные самоцветы по-прежнему вне конкуренции.
Многие считают, что драгоценные камни наделены способностью влиять на жизнь людей и их здоровье. Научного подтверждения такая точка зрения не имеет. Однако люди все равно любят природные драгоценные камни за их уникальность и красоту.
Почему сахар сладкий?
Ответ на этот вопрос очень похож на ответ о том, почему мир разноцветный. Ощущение вкуса, в том числе и сладкого, — психический феномен. Как же он формируется?
Органами вкуса, выполняющими важную для всех живых существ функцию химического анализа, обладают многие животные. У разных существ они расположены в разных местах. Например, у рыб они на всем теле, хотя в основном сосредоточены на усиках ротовой полости. У человека, как и у всех млекопитающих, наибольшая часть вкусовых рецепторов расположена в ротовой полости, хотя они есть и на мягком нёбе, и в гортани, и в верхней части пищевода. Рецепторы реагируют на четыре основных вкуса — сладкий, горький, кислый и соленый. (Не напоминает три рецептора основных цветов?) Открыты также рецепторы вкуса жира, которые есть у крыс, и рецепторы вкуса крови, которые есть и у человека. От сочетания силы возбуждения рецепторов зависит итоговое вкусовое ощущение.
Элементарный вкусовой рецептор называется вкусовой почкой и представляет собой объединение нескольких десятков рецепторных клеток. Чтобы клетки могли реагировать на вещество, оно должно поступить к почке в растворенном виде, поэтому сухая пища не может иметь вкуса.
Вкусовые почки соединены во вкусовые луковицы. У взрослых людей в каждой луковице примерно 100 почек, а у молодых людей и у детей — примерно 200–250. От нескольких сотен до тысяч луковиц располагается на специальных сосочках языка. Луковица живет примерно 10 дней,
Рецепторы распределены на языке неравномерно. На кончике языка сосредоточены рецепторы, реагирующие на сладкое, у корня — на горькое, на задних боковых поверхностях — на кислое. На соленое реагируют кончик и передние боковые части языка. Жесткой связи между вкусом и химическим составом вещества нет. Например, сладкой ощущается не только сахароза, но и спирты, сахарин, соли свинца и поваренная соль в малых концентрациях. Однозначно лишь формирование ощущения кислого вкуса, обусловленного реакцией рецепторов на свободные ионы водорода.
Работа рецепторов напрямую зависит от температуры. Слишком горячая еда лишена вкуса. Наиболее вкусной кажется пища температурой 15–35°C. Ощущение вкуса формируется вместе с ощущением запаха, поэтому при насморке пища воспринимается как безвкусная.
В последние годы, подражая природе, ученые начали разрабатывать искусственные рецепторы, в том числе и вкусовые, например электронный язык — дегустатор для контроля изготовления вина. Он ориентирован на восприятие веществ, отвечающих за формирование ощущений сладкого и кислого.
Таким образом, сахар сладкий потому, что под раздражающим действием раствора сахарозы возникает возбуждение в соответствующих вкусовых рецепторах. От них по волокнам вкусового нерва импульсы проводятся во вкусовую зону коры больших полушарий мозга, в результате их обработки и формируется окончательное вкусовое ощущение. Физиологические и психические механизмы формирования вкусового ощущения имеют много общего с механизмами формирования других ощущений.
Почему сердце бьется?
Долгое время в соответствии с мнением великого медика Галена считалось, что центром кровообращения служит печень, а сердце проталкивает по сосудам кровь, непрерывно поступающую к нему из кроветворных органов.
В 1628 году во Франкфурте была издана книга Уильяма Гарвея, замечательного и разностороннего английского ученого, основоположника современной физиологии и эмбриологии, в которой он доказал, что организм имеет замкнутый цикл кровообращения. Лишь почти через 300 лет датский физиолог Август Крог разобрался, что основная функция кровообращения — доставка тканям кислорода с помощью эритроцитов. Постепенно становилось понятно, что кровь переносит и другие вещества, в частности гормоны, а также лейкоциты и тромбоциты, необходимые для защиты организма. Без кровотока невозможно также регулирование теплообмена.
Гарвей объяснял, что по малому и большому кругам кровообращения кровь движется благодаря насосной функции, выполняемой пульсирующим сердцем. У здорового взрослого человека сердечная мышца в покое сокращается приблизительно 75 раз в минуту. При этом в кровеносные сосуды каждым из двух желудочков выталкивается около 80 мл крови. За сутки сердце совершает примерно 100 000 сокращений, перекачивая чуть менее 10 м3 крови. Это где-то половина производительности обыкновенного садового насоса. По разным оценкам сердце человека совершает работу в 10–15 тысяч килограммометров в сутки, на что расходуется около 100 ккал энергии, то есть 3–5 % рациона.