Во 2 серии 3-го сезона популярного сериала «Теория большого взрыва» два весьма занудных приятеля Шелдон и Говард вступают в перепалку, разгоревшуюся вокруг сверчка. Сосчитав, сколько раз чирикнул сверчок, внезапно прервавший традиционную трапезу ученых, и сопоставив полученное число с температурой воздуха в помещении, Шелдон с предельной уверенностью заявил, что насекомое принадлежит к семейству стеблевых. Однако Говард был категорически с ним не согласен: «Как ты можешь утверждать это, не увидев самого сверчка?».
Ответ? Закон Долбера (Dolbear’s Law) — абсолютно реальная формула, выведенная в конце 19 века физиком Амосом Эмерсоном Долбером, которая дает возможность определить температуру, основываясь на стрекотании древесного сверчка. Несмотря на то, что Шелдон ошибся с определением вида насекомого, ученым повезло больше: по прошествии нескольких десятилетий им все же удалось доказать, что использование сверчков в качестве природных термометров является абсолютно обоснованным.
Амос Долбер заложил основу для свершения величайших научных открытий в истории США, но невзирая на это его труды так и не получили должного признания.
Когда в 1876 году Александр Грейам Белл (Alexander Graham Bell) запатентовал телефон, Долбер заявил, что он изобрел его первым. Представленные ученым сведения были настолько убедительными, что его дело было передано на рассмотрение в Верховный суд США. Невзирая на то, что решение было принято в пользу Белла, все доказательства свидетельствовали о том, что законным владельцем патента является Долбер.
В 1881 году научно-популярный американский журнал The Scientific American отдал дань Долберу: «Если бы он соблюдал все формальности, предписанные патентным ведомством, вполне возможно, что это изобретение было бы причислено к его заслугам».
Несколькими годами позже ученый запатентовал беспроволочный телеграф, использовавшийся итальянским радиотехником Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi) для изобретения радио. Тем не менее большинство ученых по сей день пренебрегают вкладом Долбера в создание этого устройства.
Несмотря на все вышеперечисленные факты, Долбера вряд ли можно причислить к выдающимся американским изобретателям. Имя этого ученого, вопреки всем его достижениям, связано прежде всего с доказательством теории использования сверчков для измерения температуры.
В 1897 году в одном из выпусков журнала American Naturalist Долбер опубликовал предельно краткую, но весьма любопытную заметку под названием «Сверчок в качестве термометра»:
«Частота стрекотаний сверчка зависит от температуры, а значит, сосчитав число стрекотаний можно определить температуру в градусах Фаренгейта».
Слушая стрекотание сверчков на лугу возле своего дома, Долбер сделал несколько наблюдений: при температуре 60 ⁰F частота стрекотания была равна 80 звукам в минуту, при 70 ⁰F — 60 звукам, но когда температура падала ниже 50 ⁰F, «у сверчка не оставалось сил на музыку», и он издавал всего 40 звуков в минуту. Основываясь на своих наблюдениях, Долбер вывел следующую формулу:
где N — это число стрекотаний сверчка в минуту, а TF — температура по шкале Фаренгейта.
Несмотря на то, что «исследованию» Долбера недоставало некоторых важных деталей — например, ученый упустил из виду вид сверчка, не провел достаточное количество наблюдений, не учел погрешность, — оно было полностью одобрено биологами и энтомологами.
В 1898 году братья Карл и Эдвард Бесси (Carl Bessey, Edward Bessey) провели 82 наблюдения за 8 кузнечиками семейства стеблевых и подтвердили правильность выведенной Долбером формулы, а в 1899 году с выводами Долбера согласился уважаемый исследователь природы сверчков Роберт Идс (Robert Edes).
Когда в 1907 году известный энтомолог включил формулу Долбера в свой учебник, ее стали воспринимать как 100% научную правду, а древесной сверчок, «участвовавший» в исследованиях ученого, превратился в «природный термометр». В 1948 году формула была официально названа «законом Долбера».
Частота стрекотания сверчка, продемонстрированная с помощью осциллограммы
Итак, что же лежит в основании закона Долбера?
Поскольку сверчки являются холоднокровными насекомыми, они реагируют на малейшие изменения температуры. Жизнедеятельность любого хладнокровного создания — в том числе сверчка — можно описать с помощью уравнения Аррениуса (1889), устанавливающего зависимость скорости химической реакции от температуры воздуха.
Учитывая то, что стрекотание является продуктом множества химических реакций, происходящих в теле сверчка, можно утверждать, что оно напрямую зависит от погодных условий. Так, при низкой температуре частота стрекотаний сверчка значительно снижается.
В течении многих лет формула Долбера корректировалась для других видов сверчков — сверчка полевого (field cricket), сверчка кустарникового (bush cricket) — и упрощалась (вы можете получить тот же результат, сосчитав количество стрекотаний сверчка за 15 секунд и прибавив к полученному числу 40). На представленном ниже графике показана зависимость числа стрекотаний древесного, полевого и кустарникового сверчков от температуры окружающей среды.
Синий маркер — сверчок древесной.
Зеленый маркер — сверчок полевой.
Оранжевый маркер — сверчок кустарниковый.
Наиболее распространенный миф о сверчках заключается в том, что издаваемые ими звуки являются результатом потирания лапок. На самом деле эти звуки производятся при помощи стридуляционного органа — большой покрытой зубцами жилки, проходящей вдоль нижней части крыла, а стрекотание (стридуляция) возникает лишь во время закрывания крылышек.
Ну и напоследок хотелось бы отметить вот что: стрекотание, которое вы слышите по ночам, лежа в постели, производится сверчками для привлечения самок. Когда «поющие» насекомые выходят на «любовную охоту», об этом непременно должна знать вся округа. :)
Высоких вам конверсий!
По материалам priceonomics.com