Как летучие мыши, питающиеся цветочным нектаром, находят цветки? От их перелетов с цветка на цветок зависит опыление многих видов растений, особенно в тропиках. Когда летучая мышь опускается на цветок и просовывает мордочку между лепестками, чтобы достать нектар, два других лепестка изгибаются и катапультируют пыльцу, которая оседает на спине летучей мыши, и она переносит эту пыльцу на следующий цветок. Она должна не только суметь определить положение цветка, но и найти щелочку в лепестках, куда можно просунуть мордочку. Как летучая мышь сможет это сделать в полной темноте и при очень плохом зрении? Почему цветок не подпускает следующую летучую мышь к себе до тех пор, пока не восполнит запасы пыльцы?

ОТВЕТ • Очевидно, летучая мышь может найти цветок по характеру отраженного сигнала, который она улавливает, послав в сторону цветка ультразвуковой импульс (см. предыдущую задачу). Венчики некоторых цветков имеют колокольчатую форму, чтобы отраженный сигнал лучше распознавался летучей мышью. Например, лепестки растения из семейства бобовых Mucuna holtonii хорошо отражают сигнал мыши, даже если он послан под углом к фронтальной поверхности цветка (такой венчик — акустический аналог оптического световозвращающего отражателя, или катафота, который надевают на себя любители бега трусцой, чтобы их замечали ночью в свете фар). При созревании пыльцы верхний лепесток венчика поднимается. После того как обсыпанная пыльцой летучая мышь покидает цветок, верхний лепесток поникает и колокольчатая форма цветка искажается. Поэтому следующая летучая мышь уже не получит от него сильного отраженного сигнала. Позже ночью, когда запасы пыльцы пополнятся, верхний лепесток снова поднимается, форма цветка восстанавливается и он опять хорошо отражает сигналы, посылаемые уже другой летучей мышью, давая ей разрешение «прицветиться».

Почему, когда вы опускаете голову в воду, вам кажется, что звук, который издает кто-то находящийся в воде справа от вас, скорее идет спереди?

ОТВЕТ • Одна из подсказок, которую использует мозг для определения направления на источник звука, — интервал времени между моментом прихода звука от источника к ближайшему уху и моментом прихода звука к дальнему уху. Например, если источник располагается непосредственно справа, время задержки составляет 0,00058 секунды (при средних размерах головы), и весь ваш жизненный опыт безошибочно подсказывает вам, что источник находится справа, то есть смещен на 90° от направления вперед. Однако если и вы, и источник погружены в воду, задержка будет в четыре раза меньше, то есть 0,00014 секунды, поскольку скорость звука в воде в 4 раза больше, чем в воздухе. Эта меньшая задержка в совокупности с жизненным опытом дают вам неверную подсказку, и вы думаете, что направление на источник составляет всего лишь 13° от направления вперед.

Однако, скорее всего, вы не сможете точно определить этот угол, поскольку на время задержки при прохождении звука между одним и другим ухом влияет еще один фактор. Звук в голову гораздо легче проходит из воды, чем из воздуха, так что, когда ваша голова под водой, звук в дальнее ухо попадает не только из воды, при обходе головы, но и непосредственно через голову. Задержки при прохождении звука по этим двум путям различаются, поэтому подсказки относительно направления на источник будут противоречить друг другу.

Когда вечеринка небольшая и люди стоят парами и разговаривают, они обычно встают на «социально приемлемом» расстоянии и без труда слышат друг друга. Почему услышать собеседника становится труднее, когда плотность гостей в комнате возрастает? Что в этом случае делает каждый собеседник в паре и почему голос собеседника все еще можно различить? Тот же эффект можно наблюдать в схожей обстановке, например в шумном ресторане или поезде метро.

ОТВЕТ • По мере того как плотность людей возрастает, фоновый шум, создаваемый их разговорами (это не только звуки, идущие прямо от них, но еще и их отражения от потолка, стен и других людей) тоже возрастает. Когда фоновый шум становится таким же громким, как голос вашего собеседника, вы с вашим визави автоматически начинаете повышать голос — это известный эффект Ломбарда, названный так в честь французского врача-отоларинголога Этьена Ломбарда, изучившего это явление в 1911 году. Поскольку и другие пары собеседников сталкиваются с проблемой шума, они тоже повышают свои голоса, и вы опять перестаете слышать своего собеседника. В какой-то момент, чтобы не кричать, вы придвигаетесь ближе друг к другу (вторгаетесь внутрь личного пространства, окружающего каждого из вас). Если кто-то заставит гостей затихнуть, скажем, сделав объявление, а потом разговоры возобновятся, уровень голосов быстро выйдет на прежний уровень. Эффект Ломбарда изучался на некоторых видах животных, например на птицах, которые автоматически начинали громче кричать, когда им нужно было перекричать усилившийся гомон других птиц.

Если кто-то записал бы ваш разговор с собеседником, использовав для записи один микрофон, а позже в тихой комнате проиграл бы запись, вы, скорее всего, не расслышали бы слов вашего собеседника так же отчетливо, как смогли это сделать вживую. Причина в том, что тогда вы слушали собеседника двумя ушами — небольшая задержка по времени между звуками, которые приходят в одно и второе ухо, а также небольшое отличие в интенсивности этих звуков помогали вам вычленить голос вашего собеседника из общего гвалта. Этот эффект назвали эффектом дружеской вечеринки. Если бы вы могли наблюдать движение губ собеседника и язык его тела, это помогло бы восстановить неразборчивые слова или даже предложения, которые вы не смогли расслышать. Ни одна из этих подсказок не работает, когда вы слушаете запись разговора, сделанную с помощью одного микрофона. И тогда вам остается использовать другие подсказки, например подключить логику или ловить знакомые интонации голоса, тонущего в общем шуме. Иногда вычленить разговор из этого фонового шума очень легко. Например, прослушивая нелегально записанный концерт, вы отчетливо слышите голос сидевшего рядом с микрофоном слушателя. Способность различать знакомые звуки на фоне громкого шума присуща некоторым животным: например, птенцы императорских пингвинов слышат своих родителей в гвалте, издаваемом тысячами других находящихся поблизости сородичей.

Около 60% людей испускают звук ушами. Этот эффект называется отоакустической эмиссией. Этот звук очень слабый, и зарегистрировать его можно только с помощью высокочувствительного микрофона. Почему уши испускают звук?

ОТВЕТ • Когда звук возбуждает барабанную перепонку, осцилляции передаются во внутреннее ухо (улитку), которое состоит из двух длинных отделов, заполненных жидкостью, разделенных базилярной мембраной. Слуховой рецептор — кортиев орган — лежит как раз на этой мембране. Когда в результате колебаний базилярной мембраны звук попадает на кортиев орган, расположенные в нем наружные волосковые клетки приходят в движение: они удлиняются и укорачиваются наподобие гармошки. В результате возникают электрические импульсы, которые идут в мозг и несут информацию о звуке. Этот детектор чрезвычайно избирателен в отношении частоты звука — звук определенной частоты возбуждает волосковые клетки в соответствующей области. Однако имеет место и обратная связь: часть энергии посылается обратно на базилярную мембрану, этот механизм снижает чувствительность улитки при наличии фонового шума и защищает слух от перегрузки. При передаче энергии барабанной перепонке та может испускать звуковые волны из уха в окружающую среду. Эти звуки у большинства людей очень тихие, но если кто-нибудь говорит, что у него звенит в ушах, этот звон и вправду можно зарегистрировать.