Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Prywatności. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Zamknij

Czy da się biegać po wodzie?

Czy da się biegać po wodzie?

Bieganie po wodzie wydaje się zadaniem z pogranicza science-fiction i działania cudów. Na szczęście da się hipotetycznie sprawdzić, w jakich warunkach byłoby to możliwe. Wystarczy opracować modele hydrodynamiczne, analizujące potrzebną prędkość biegu, masę ciała, częstotliwość kroków i tym podobne. Znaleźli się śmiałkowie, którzy postanowili zbadać to zagadnienie, a za swoje badania zostali nawet uhonorowani… nagrodą Ig Nobla.


Antynoble

Nagrody Ig Nobla powstały na początku lat 90. XX wieku. Są to humorystyczne odpowiedniki Nagród Nobla za prace naukowe, które najpierw śmieszą, ale zaraz potem skłaniają do myślenia. Kolejnym powodem ich przyznawania są odkrycia, które nie mogą lub (dla dobra ludzkości) nie powinny być powtarzane. Nagrody są przyznawane przez czasopismo naukowe Annals of Improbable Research, kierowane przez Marca Abrahamsa z Cambridge w Massachusetts. Szlachetną ideą przyznawania tych wyrożnień jest popularyzowanie nauki oraz pokazywanie zabawnych aspektów pracy naukowców.

Nagradzane prace mają najczęściej pewną faktyczną wartość naukową, a ich humorystyczny aspekt jest jedynie dodatkowym atutem. Nazwa nagrody pochodzi od angielskiego słowa ignoble (niegodziwy), które jest przeciwieństwem słowa noble, wymawianego tak samo jak słowo Nobel w znaczeniu Nagrody Nobla (nazwisko fundatora, Alfreda Nobla, wymawia się inaczej). Pierwsze Ig Noble zostały przyznane w 1991 r. za odkrycia, których „nie da się lub nie powinno się powtarzać”. Jednak poza trzema odkryciami z tego pierwszego roku, większość nagród dotyczy prac, które zostały rzeczywiście przeprowadzone.ignobel2018.jpg Nagrody są wręczane przez laureatów (prawdziwej) Nagrody Nobla na specjalnej gali. Ceremonia początkowo miała miejsce w sali wykładowej Instytutu Technicznego Massachusetts, a od 2006 r. odbywa się w Sanders Theatre na Uniwersytecie Harvarda. W kilka dni po przyznaniu nagród naukowcy, którzy je otrzymali, mają szansę wygłosić wykład opisujący swoje dokonania. Ceremonia jest sponsorowana przez Harvard Computer Society, Harvard-Radcliffe Science Fiction Association oraz Harvard-Radcliffe Society of Physics Students.

Polacy nie gęsi i Ig Noble też mają

W 2019 roku polscy naukowcy (Agnieszka Górecka, Aleksandra Urbanek i Tomasz Paterek) znaleźli się wśród laureatów Ig Nobla w dziedzinie biologii. Wraz z badaczami z Australii, Bułgarii, Chin, Singapuru i USA dowiedli, że martwe karaluchy amerykańskie mają inne właściwości magnetyczne niż żywe, co może wskazywać na znaczenie pola magnetycznego w życiu owadów. Na uroczystości pojawił się Tomasz Paterek.

To nie pierwszy polski akcent w historii Ig Nobli. W 2001 roku Ig Nobla w dziedzinie ekonomii zdobył dr Wojciech Kopczuk za pracę na temat związków daty śmierci z podatkiem od spadków (ludzie starają się umierać wtedy, gdy przyniesie to korzyść finansową spadkobiercom). Z kolei w 2009 r. nagrodę z literatury odebrała Polka – Karolina Lewestam, za udowodnienie policji irlandzkiej wypisywania mandatów drogowych recydywiście o nazwisku „Prawo Jazdy”. Zaś w 2011 r. w zespole nagrodzonym w dziedzinie medycyny znalazł się syn polskiego imigranta w USA – Robert Pietrzak. Ostatnim polskim akcentem jest nagroda z 1993 roku z literatury, dla E. Topola, R. Califfa, F. Van de Werfa, P. W. Armstronga oraz… 972 współautorów, za opublikowanie artykułu naukowego z medycyny, w którym liczba autorów jest 100 razy większa od liczby stron artykułu. Jednym z autorów był oczywiście też Polak – Z. Sadowski.

Ig Noble za bieganie

Postanowiłem prześledzić laureatów tej specyficznej nagrody, by znaleźć badania związane z bieganiem. Znalazłem ciekawą pracę z 2013 r. na intrygujący temat biegowy. Jej autorzy dostali nawet gratyfikację, bo był to jedyny rok, kiedy wygrana miała wymiar finansowy. Zwycięzcom przyznawano 10 bilionów dolarów Zimbabwe, czyli około… 4 dolarów amerykańskich. Nagrodę w kategorii fizyki zdobyli: Alberto Minetti, Yuri Ivanenko, Germana Cappellini, Nadia Dominici, Francesco Lacquaniti reprezentujący kilka włoskich uczelni. Postanowili oni sprawdzić, w jakich warunkach człowiek mógłby biegać po wodzie. W swojej pracy udowodnili, że możliwe jest bieganie po powierzchni zbiornika wodnego, ale tylko wtedy, kiedy człowiek znajdowałby się… na Księżycu.

To nie pierwsze eksperymenty z bieganiem po wodzie. Jakiś czas temu w Malezji, a dokładniej w Kuala Lumpur stworzono specjalną mieszaninę wody i skrobi kukurydzianej (przypominającą gęsty kisiel), gdzie można było nieco naginać prawa grawitacji. W poniższym filmie zobaczymy, jak biegać, tańczyć i jeździć rowerem po tej specyficznym substancji:

Biegający bazyliszek

Wróćmy jednak na ziemię. Na naszej planecie jest tylko kilka posiadających nogi gatunków (są to niektóre owady, ptaki wodne i jaszczurki), które w określonych warunkach potrafią biegać po wodzie. Dla większości pozostałych istot, włączając w to ludzi, jest to niemożliwe, m. in. przez rozmiar ciała i jego proporcje, a także brak odpowiednich przydatków (np. płetw) i ograniczoną moc generowaną przez mięśnie.

Naukowcy założyli, że w przypadku ograniczonej grawitacji (np. na Księżycu), bieganie po wodzie powinno wymagać mniejszej mocy generowanej przez mięśnie. Użyli więc hydrodynamicznego modelu, by przewidywać poziom grawitacji, przy którym ludzie mogą być w stanie biegać po wodzie. Przetestowali te prognozy w laboratorium używając symulatora zredukowanej grawitacji. Użyli do tego celu modelu stworzonego przez Glasheena i McMahona, wyjaśniającego dynamikę biegu jaszczurki Bazyliszek, potrafiącej biegać po powierzchni wody (na zdjęciu poniżej Bazyliszek płatkogłowy B.pluminofrons).

Dzięki temu modelowi można przewidywać masę ciała, częstotliwość kroków i poziom grawitacji potrzebnych człowiekowi, który chciałby biegać po wodzie. 
bazyliszek.jpg

Po wodzie, ale w płetwach

Wyniki badań potwierdziły przypuszczenia naukowców, że człowiek jest w stanie biec po wodzie przy zmniejszonej grawitacji, czyli na przykład na Księżycu (ale i na innych obiektach o mniejszej grawitacji).

Musi on jednak używać relatywnie małych, ale dość sztywnych płetw. Przeprowadzenie części tych badań obrazuje poniższy film.

Kolejnym etapem badań był zapis ruchu w trzech wymiarach, przeprowadzony przez odbijające światło markery umieszczone na głównych segmentach ciała. Wyniki pokazują, że ludzie, by biec po wodzie jak Bazyliszek i na przykład Perkoz Wielki (poniżej), musieliby utrzymywać tułów praktycznie w stałej pozycji, mimo dużej częstotliwości kroków i intensywnego wysiłku lokomocyjnego. Stabilizacja tułowia w prawie nieruchomej pozycji różnicuje bieganie po wodzie od innego, bardziej użytecznego dla człowieka przemieszczania się (chód i bieg). Hydrodynamiczny model jaszczurki biegnącej po wodzie mógłby być więc zaaplikowany do ludzi, pomimo olbrzymich różnic w rozmiarze ciała i jego morfologii, ale zadziała dopiero na Księżycu - jednak kluczowe byłoby odpowiednie ustawienie tułowia. perkozwielki.jpg

Nowe pomysły – nowe Ig Noble

Przyznawane co roku Ig Noble udowadniają przede wszystkim, jak wielka jest kreatywność niektórych naukowców. Organizatorzy wręczania samych nagród twierdzą, że nie mają one charakteru prześmiewczego, a ich celem ma być skłonienie do myślenia i nowych, ciekawych wniosków.

Z badania dotyczącego biegania po wodzie płynie konkluzja, jak duży wpływ na bieg mają zmiany środka ciężkości. Fascynujące są również adaptacje do warunków środowiska wynikające z obserwacji świata zwierząt. Jednak moim zdaniem, największą wartością tego typu prac jest element humorystyczny. Aż trudno uwierzyć, że to może być prawda.

 

 

Źródło:
Minetti AE, Ivanenko YP, Cappellini G, Dominici N, Lacquaniti F (2012) Humans Running in Place on Water at Simulated Reduced Gravity. PLoS ONE 7(7): e37300. doi:10.1371/journal.pone.0037300