1. Кристофер Бьюис-Баллот и трубачи на паровозе
В 1842 году австрийский физик Кристиан Доплер заявил, что частота и длина волн, а значит, и свойства света и звука могут изменяться в зависимости от того, приближается или удаляется от нас их источник. Сегодня мы знаем, что это действительно так, и явление, называемое «эффектом Доплера», работает для всех типов волнового излучения.
Однако в середине 19 века догадки Доплера пришлось подтвердить. За дело взялся голландский метеоролог Кристофер Байс-Баллот в 1845 году.
Он нанял поезд с грузовой платформой, на которой разместил двух трубачей. Им поочередно приходилось играть ноту «соль», чтобы звук не прерывался. Поезд со скоростью 40 километров в час прошел станцию между Утрехтом и Амстердамом, где его ждали наблюдатели с отличным музыкальным слухом. Они должны были определить, какие ноты они услышали.
После проведения этого необычного эксперимента стало ясно, что Доплер был прав. Звук казался выше по мере приближения локомотива к станции и тише по мере удаления поезда от нее. Условно говоря, вместо постоянно звучащего «соль» наблюдатели слышали «ля-соль-фа».
2. Уолтер Рид и заразные комары
Один из способов передачи желтой лихорадки — через укусы комаров. Но в конце 19 века считалось, что болезнь распространяется иначе – через вещи, которыми пользовались зараженные.
Однако гипотеза о причастности насекомых существовала. Чтобы доказать это, американские военные медики во главе с хирургом Уолтером Ридом намеренно «подкармливают» комаров. Они взяли комаров, которые пили кровь больных людей, и дали им покусать здоровых добровольцев, которым пообещали по 100 долларов каждому.
Все испытуемые подписали информированное согласие на участие в опасном эксперименте. Это был один из первых подобных случаев в истории.
Гипотезу удалось доказать, но ценой человеческих жизней — погибли трое добровольцев. В результате эксперименты были прекращены. Тем не менее знание того, как передается желтая лихорадка, позволило в 1901 году за три месяца положить конец распространению этой болезни на Кубе.
3. Рональд Фишер и чашки чая
В начале 1920-х годов на экспериментальной станции под Лондоном возник весьма необычный и типично британский спор: что правильнее наливать молоко в чай или чай в молоко?
Одна из сотрудниц, Мюриэль Бристоль, утверждала, что может сказать, как варился напиток по вкусу. Поэтому ботаники Рональд Фишер и Уильям Роуч решили провести эксперимент. В соседней комнате приготовили несколько чашек чая на разные лады и принесли попробовать леди Бристоль.
Мюриэль подтвердила, что действительно почувствовала разницу между напитками, правильно угадав достаточное количество чашек.
Несмотря на сомнительную практическую полезность и то, что результаты эксперимента не были зафиксированы, опыт заставил Фишера задуматься. Он стал рассуждать, сколько потребуется попыток, чтобы результаты таких опытов можно было считать достоверными. Поэтому ученый создал тест, чтобы минимизировать случайность в экспериментах с небольшим объемом данных. Например, в случае с «дамой, пробующей чай», Фишер предложил использовать восемь чашек.
4. Уинторп Келлог и попытки сделать из обезьяны человека
В 1931 году психолог Уинторп Келлог решил найти ответ на давно волнующий его вопрос: если животные способны воспитать человека как своего, может быть, ему и его жене удастся очеловечить обезьяну?
Келлог считал, что цивилизованность в первую очередь зависит от воспитания. Стремясь доказать это, он взял в свою семью семимесячную самку шимпанзе по имени Гуа и стал воспитывать ее наравне со своим десятимесячным сыном Дональдом. «Дети» вместе играли, гуляли и ели, а родители сравнивали свои способности.
Гуа даже удалось добиться определенных успехов: она часто ходила на двух ногах, научилась есть ложкой. Шимпанзе лучше ребенка справлялась с интеллектуальными задачами: например, доставать печенье с помощью стула. Но Дональд быстро освоил карандаш и бумагу.
Однако после девяти месяцев эксперимента Келлог внезапно прервал его и вернул Гуа в питомник. Шимпанзе, несмотря на все усилия психолога и его жены, так и не стал человеком. Более того, родители стали переживать за сына: он знал всего три слова и имитировал обезьяньи звуки.
В общем, дорога к цивилизации оказалась гораздо труднее, чем обратный путь к дикости. Однако опыт не был полностью бесполезным. Он наглядно показал, какие большие ограничения накладывает наследственность на развитие личности.
5. Натаниэль Клейтман, Брюс Ричардсон и 28-часовой рабочий день
В 1930-е годы ученые еще не знали, есть ли у человека внутренние биологические часы или 24-часовые сутки — это всего лишь привычка и организм можно переключить на любой другой ритм.
Чтобы проверить это, в 1938 году профессор Натаниэль Клейтман и его ассистент Брюс Ричардсон решили найти место, где на них не повлияла бы смена дня и ночи. Таким убежищем оказалась мамонтовая пещера в Кентукки. Здесь экспериментаторы решили опробовать 28-часовой рабочий день.
Время распределялось следующим образом: девять часов на сон, еще девять на личные нужды и 10 на работу. Ричардсон, который был на 20 лет моложе профессора, смог приспособиться к этому графику после недели пребывания в пещере. Клейтман, с другой стороны, не привык к 28-часовому рабочему дню за 32 дня.
Эксперимент не дал конкретных результатов. Клейтман продолжил свои исследования — например, он провел без сна 180 часов . Изменения, происходящие в течение дня в организме человека, ученые обнаружили только в конце 1950-х годов. Потом стало понятно, что у человека все-таки есть внутренние часы - циркадные ритмы.
6. Мишель Сифре и биологические часы
Аналогичный эксперимент провел 23-летний французский геолог Мишель Сифре в 1960-х годах. Но он не пытался изменить свой режим, а решил посмотреть, сможет ли он его сохранить.
Он в одиночку погрузился в большой подземный ледник и провел два месяца на глубине 130 метров, спасаясь от холода в палатке. Часы с собой не взял.
По условиям эксперимента Сифре звонил на поверхность каждый раз, когда просыпался, ложился спать и ел. Он также использовал специальное оборудование для исследования частоты сердечных сокращений и циклов сна.
Сифре потерял счет дням. Ему казалось, что он провел в плену на 25 дней больше, чем на самом деле. Несмотря на это, исследователь проснулся примерно в одно и то же время. Эксперимент показал, что внутренние биологические часы человека достаточно точны и работают даже в изоляции.
Сифре и его единомышленники, кстати, впоследствии не раз повторяли подобные эксперименты, проводя до полугода в пещерной изоляции и изучая ее влияние на человека. У некоторых из них привычный нам поверхностный 24-часовой цикл сменился 48-часовым.
7. Хосе Дельгадо и радиоуправляемый бык
Испанский нейробиолог Хосе Дельгадо верил в науку о мозге и был очень смелым человеком. Чтобы доказать, что стимуляция определенных областей мозга может влиять на поведение, ученый вышел на арену корриды.
Разъяренное, весом в четверть тонны животное по кличке Лусеро бросилось на Дельгадо, но стоило исследователю нажать на кнопку, как бык остановился в нескольких метрах от него.
Дело в том, что в череп Лусеро были встроены радиоуправляемые электроды, которые стимулировали мозг в области первичной моторной коры, базальных ганглиев и таламуса. Нажав на кнопку, Дельгадо буквально «выключил» бычью агрессию. Как уверял сам ученый, животное не чувствовало боли.
Самое поразительное во всем этом то, что эксперимент проходил еще в 1964 году. Даже сегодня управление поведением на расстоянии кажется научной фантастикой, а тем более невероятным это было в 1960-е годы, когда у ученых еще не было умного мозга. карты.
Подобные опыты были очень зрелищными, они пугали публику возможностью управления сознанием. Например, стимуляцию можно использовать для стимуляции сексуального возбуждения или общительности. Работы в этой области свернуты, и только сейчас ученые снова пробуют в ней свои силы.
8. Борис Моруков и люди, которые больше года пролежали в постели
Моделирование воздействия невесомости на организм человека очень важно для понимания того, что произойдет с космонавтами во время длительного пребывания на орбите.
Один из самых простых способов — уложить человека на кровать так, чтобы ноги были немного выше головы: под углом шесть градусов. Из-за такого положения жидкости нашего тела устремляются к голове; то же самое происходит во время космического полета. Лежать нужно долго. Например, НАСА запустило исследования, которые должны были длиться 90 дней, а в России проводились 60-дневные испытания.
Вставать в это время было невозможно: умываться, есть, читать, смотреть телевизор и ходить в туалет приходилось лежать.
Но все эти эксперименты не идут ни в какое сравнение с опытом, поставленным под руководством врача Бориса Морукова в 1986-1987 годах. Затем 10 здоровых добровольцев пролежали в постели 370(!) дней.
Кому-то такой эксперимент может показаться мечтой бездельника, но не все так радужно. Во-первых, лечь, не вставая, психологически не так сложно: может развиться острый стресс. Во-вторых, это нездорово. Из-за недостатка физической активности мышцы атрофируются, образуются тромбы, может нарушаться сердечный ритм.
Тем не менее благодаря «постельным» экспериментам удалось улучшить критерии отбора космонавтов и совершить рекордные полеты на орбиту.
9. Американские ученые и искусственная биосфера
В 1985 году несколько американских энтузиастов объединились с амбициозной целью воссоздать биосферу Земли. В результате в аризонской пустыне Сонора был возведен огромный комплекс из бетона, стали и стекла площадью 1,3 га, куда были свезены растения и животные со всей планеты.
Масштабный проект получил громкое название — «Биосфера-2» (название «Биосфера-1» уже было занято). Предполагалось, что это будет первая после Земли самодостаточная биосфера.
Комплекс «Биосфера-2» в 2011 году. Фото: Johndedios/Wikimedia Commons
Внутри "Биосферы-2". Биом «Тропический лес». Фото: Хесуизедуардо / Wikimedia Commons
Внутри "Биосферы-2". Между биомами «Саванна» и «Океан». Фото: Колин Марквардт / Wikimedia Commons
Здесь проходил эксперимент, целью которого было изучение возможности создания искусственной биосферы для длительных космических полетов или во время природных или техногенных катастроф.
Два года в комплексе в условиях полной изоляции проживали восемь человек, бионавтов. Все необходимое для жизни «Биосфера-2» должна была им дать. Кислород – находится внутри растения; питьевая вода – искусственно созданные «океан» и «реки»; пища - внутренний сад и плоды растений.
В сентябре 1991 года бионавты «закрылись» внутри комплекса. И проблемы начались практически сразу. Погода внутри «Биосферы-2» оказалась не такой, как ожидали исследователи — слишком пасмурно. Из-за этого растения получали меньше солнечного света и производили меньше кислорода.
Внутренний сад принес меньше результатов, чем ожидалось. Бионавты начали голодать и задыхаться. В результате кислород и питание приходилось добавлять извне. Только благодаря этому участники смогли провести внутри два года. Кроме того, они еще и ссорились между собой.
Экосистема тоже дала сбой: многие виды животных и растений, в том числе опылители, вымерли, зато расплодились тараканы и муравьи. Этих проблем частично удалось избежать в ходе повторного эксперимента 1994 года, но инвесторы покинули проект.
10. Венгерские ученые и попытки подружить собак-роботов с настоящими
В 2003 году исследователи из Будапешта решили проверить, могут ли животные отличить AIBO от своих живых собратьев. Эксперимент проходил на базе Sony — производителя AIBO — во Франции.
Экспериментаторы следили за реакцией собак на радиоуправляемую машинку, простую AIBO, AIBO, завернутую в шерстяной материал с запахом двухмесячного щенка. Ученые смоделировали две ситуации: встречу в нейтральной среде и во время кормления.
Как показал эксперимент, реакция зависела от возраста каждой отдельной собаки и обстоятельств встречи. Например, «пушистый» AIBO больше всего напоминал животным настоящую собаку. Собаки особенно бурно реагировали, когда AIBO пытался украсть еду.
Однако в целом ученые пришли к выводу, что животные вполне могут отличить настоящую собаку от робота.