Как падает кошка

Ни одна кошка не вызывала своими кульбитами столько споров, как эта. Блестящий фотограф и ученый Этьенн Жюль Марей впервые представил эту непрерывную последовательность снимков ошеломленным взорам французских академиков на заседании Парижской академии наук 29 октября 1894 г. Как гласит старая поговорка, кошка всегда падает на четыре лапы; однако до появления скоростной съемки никто не мог толком объяснить, как ей это удается. Одни утверждали, что кошка отталкивается в нужном направлении в момент начала падения (в данном случае от рук экспериментатора), другие - что она как-то использует сопротивление воздуха.

Фотоаппарат в опытных руках Марея доказал ошибочность обеих гипотез. При вращении с частотой примерно 10 "кадров" в секунду в стробоскопе (который можно считать примитивным предшественником кинопроектора) отдельные изображения сливаются в непрерывную картину движения. (Марей утверждал, что на его первой пленке частота съемки достигала 60 кадров в секунду, однако в представленном здесь случае она составляет примерно половину этого значения.) Даже на приведенной застывшей последовательности кадров хорошо видно, что же происходит в действительности: кошка вытягивает задние лапы и поджимает передние, чтобы повернуть голову и переднюю часть тела; затем наоборот - вытягивает передние лапы и поджимает задние, все время вращая хвостом в сторону, противоположную вращению тела.

К тому времени, как он сфотографировал падение кошки, Марей значительно усовершенствовал свой "хронофотографический аппарат". Механизм двойного действия, схематически показанный на рисунке (слева), приводился в движение рукояткой, однако благодаря некоторым усовершенствованиям пленка продвигалась с постоянной скоростью. В момент экспозиции пленка останавливалась с помощью специального устройства. Светочувствительная пленка была изготовлена в виде ленты, перематываемой с одной катушки на другую. (Любопытно, что широко распространенный сегодня способ закрепления пленки на катушке с помощью вертикальной прорези в оси был впервые применен в этом аппарате.) Затвор представлял собой два диска с отверстиями, вращающиеся с различными скоростями; экспозиция производилась в момент, когда прямоугольные отверстия двух дисков совпадали друг с другом.

Как падает кошка

Падающая кошка, казалось, опровергала "теорему равных площадей", или, точнее, закон сохранения момента количества движения. Гийу, выступавший на заседании следом за Мареем, начал с утверждения, что "такое непроизвольное переворачивание животного представляется невозможным". Неужели должна была повториться история с утверждением, что с точки зрения аэродинамики пчелы не могут летать? "Теорема площадей", горячо обсуждавшаяся в ходе нескольких последующих заседаний французскими научными авторитетами, не была опровергнута, но все согласились, что прежде ее истолковывали неверно.

Пресса в лице Paris-Photographe подхватила эту историю, и в конце концов она дошла до великого итальянского математика Джузеппе Пеано, который твердо заявил, что движения лап не имеют никакого отношения к делу - весь смысл маневра заключается во вращении хвоста. Не без злорадства он предложил поэкспериментировать с бесхвостой кошкой (какие водятся на острове Мэн).

Последнее слово по этому поводу было высказано Т. Кейном [149] из Станфордского университета, который считает, что тело кошки изгибается, но не перекручивается. Совместно с М. Шером Кейн вывел систему уравнений, описывающих динамику падения кошки. Их модель основана на том, что кошка изгибает позвоночник вперед и назад, вправо и влево. Прав ли Кейн? На это можно ответить лишь строкой из Т. С. Элиота: "Кошка-то знает, но не признается никогда".

1894 г. Коллеж де Франс, Париж. Э. Ж. Марей. Хронофотографический аппарат с вращающимся затвором; катушечная пленка. Бромиджелатиновая пленка. Менее 1 мс (каждое изображение). Музей науки, Лондон. [171, 172, 226, 149]