Ричард Докинз - Сліпий годинникар - як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті

Якщо кажани здатні прискорювати свою частоту відбору проб до 200 імпульсів за секунду, то чому б їм не підтримувати її весь час? Оскільки вони явно мають «регулятор» кон­тролю частоти на своєму «стробоскопі», то чому б їм не виставляти його постійно на максимум, тим самим підтримуючи своє сприйняття світу в стані найбільшої чіткості весь час, аби мати можливість зреагувати на будь-яку надзвичайну ситуацію? Одна з причин полягає в тому, що такі високі частоти придатні лише для близьких цілей. Якщо імпульс надто «наступає на п’яти» свого попередника, то змішується з його відлунням, що повертається від далекосяжної цілі. Навіть якби це було не так, існують, можливо, вагомі економічні причини для того, щоб не підтримувати максимальну частоту імпульсів увесь час. Видавати потужні ультразвукові імпульси, мабуть, затратно — з погляду енергії, зношування голосу та вух, а можливо, й часу опрацювання отриманої інформації. Мозок, що обробляє 200 окремих відлунь за секунду, може й не знайти додаткових можливостей для осмислення чогось іще. Навіть «інерційна» частота приблизно в 10 імпульсів за секунду є, мабуть, доволі затратною, але значно менше, аніж максимальна частота в 200 імпульсів. Окремо взятий кажан, що прискорив би свою інерційну частоту, сплачував би додаткову ціну в плані енергії і т. ін., що не було би виправдано збільшенням чіткості сонару. Коли єдиний рухомий об’єкт безпосередньо поруч — сам кажан, видимий світ є достатньо однорідним у наступні десяті частки секунди, аби не треба було «брати проби» частіше. Коли ж поруч опиняється інший рухомий об’єкт, особливо летюча комаха, що крутиться, повертає й пірнає у відчайдушній спробі утекти від свого переслідувача, додаткова користь для кажана від збільшення його частоти відбору проб більш ніж виправдовує підвищення видатків. Звісно, міркування про видатки та користь у цьому абзаці є лише припущенням, але щось подібне має відбуватися майже напевне.

Інженер, що береться до розроблення ефективного сонара чи радара, незабаром стикається з проблемою, яка випливає з потреби зробити імпульси надзвичайно гучними. Вони мають бути гучними, бо, коли звук передається, його хвильовий фронт просувається вперед як дедалі більша сфера. Інтенсивність звуку розподіляється й, у певному сенсі, «розріджується» на всій поверхні цієї сфери. Площа поверхні будь-якої сфери пропорційна квадрату радіусу. Тому інтенсивність звуку в будь-­якій конкретній точці сфери зменшується пропорційно не відстані (радіусу), а квадрату відстані від джерела звуку в міру того, як хвильовий фронт просувається вперед і сфера роздувається. Це означає, що в міру віддалення від свого джерела, в нашому випадку від кажана, звук доволі швидко стихає.

Коли цей розріджений звук досягає об’єкта, скажімо мухи, він відбивається від неї. Відбитий звук тепер, у свою чергу, розходиться від мухи дедалі більшим сферичним хвильовим фронтом. З тієї самої причини, що й у випадку вихідного звуку, він затухає пропорційно квадрату відстані від мухи. До того часу, як відлуння досягає кажана знову, затухання його інтенсивності є пропорційним не відстані від мухи до кажана й навіть не квадрату цієї відстані, а чомусь більшому на кшталт квадрата квадрата — відстані в четвертому ступені. Це означає, що звук насправді є дуже й дуже тихим. Цю проблему можна частково подолати, якщо кажан випромінюватиме звук за допомогою якогось еквівалента мегафона, але лише коли він уже знає напрямок цілі. У будь-якому разі, якщо кажан узагалі хоче отримати якесь прийнятне відлуння від далекосяжної цілі, вихідний писк має бути справді дуже гучним, а інструмент, що сприймає відлуння (вухо), — високочутливим до дуже тихих звуків — відлунь. Як ми вже бачили, крики кажанів дуже часто справді є надзвичайно гучними, а їхні вуха дивовижно чутливі.

А ось проблема, з якою стикнувся б інженер, намагаючись розробити схожу на кажана машину. Якщо мікрофон (або вухо) буде таким чутливим, як тут було сказано, йому загрожує велика небезпека бути серйозно пошкодженим своїм власним украй гучним вихідним звуковим імпульсом. Намагатися розв’язати цю проблему, роблячи звуки тихішими, — не дуже добра ідея, адже тоді відлуння були б надто тихими, щоб їх почути. Не дуже вдала ідея також намагатися залагодити це , роблячи мікрофон («вухо») чутливішим, оскільки це лише зробило б його уразливішим до пошкодження вихідними звуками, хоча й трохи тихішими тепер. Ця дилема нерозривно пов’язана зі значною розбіжністю в інтенсивності вихідного звуку та зворотного відлуння, розбіжністю, що невблаганно випливає з законів фізики.