26 июня

От тараканов-магнитов до голубей, управляющих ракетой: самые абсурдные исследования последних лет

Наука — это не только сложные схемы и прорывные открытия. Иногда это аллигаторы под гелием и ученые, лижущие камни. Мы решили рассказать о забавных исследованиях последних лет, которые лишь на первый взгляд кажутся бесполезными, но на деле двигают науку вперед. Все они — лауреаты Шнобелевской премии 2019-2024 годов.

Тараканы в магнитометре (или все-таки в голове?), 2019

Вы когда-нибудь задумывались о магнитных свойствах Американского таракана? А вот сотрудники Наньянского технологического университета посвятили этому животрепещущему вопросу целое исследование, которое в дальнейшем было опубликовано в журнале Nature. Группа ученых под руководством Линг-Дзюн Конга провела нестандартный эксперимент: они поместили в магнитное поле индукцией 0,15 тесла семь живых и семь мертвых тараканов, а затем измерили показатели их намагниченности высокочувствительным магнитометром.

Результат оказался неожиданным: живые намагниченные тараканы генерировали слабое магнитное поле, на распад которого уходило чуть меньше часа, в то время как их мертвые сородичи сохраняли остаточные магнитные свойства около двух суток. Так почему же погибшие насекомые оставались «заряженными» так долго? Ученые пришли к выводу, что все дело в вязкости тканей: после смерти тараканы теряют влагу, и их клеточная среда становится более плотной. Это замедляет движение магнитных частиц, из-за чего поле рассеивается гораздо медленнее. Это открытие проливает свет на механизмы магниторецепции, позволяющей тараканам (как, впрочем, и многим другим живым существам на планете — от птиц до черепах) ориентироваться в пространстве.

Зачем накачивать аллигатора гелием? Во имя науки, конечно! 2020

Если люди, вдохнув гелий, начинают звучать, как персонажи детских мультфильмов, то что будет, если дать гелий китайскому аллигатору? «Отличный вопрос!» — подумал Стефан Ребер из Лундского университета и объединился с коллегами из Австрии, Японии и США, чтобы провести эксперимент.

Ученые поместили рептилию в герметичную камеру, заполненную воздухом с гелием. Как известно, при вдыхании этого газа голос человека становится выше. Так происходит потому, что гелий гораздо легче воздуха, и звук в нем распространяется быстрее, что изменяет резонансные свойства голосового тракта. Исследователи записали вокализацию аллигатора в обычных условиях и в гелиевой среде, а затем сравнили спектральные характеристики звуков. Оказалось, что рык аллигатора действительно стал выше. Так необычное исследование помогло ученым подтвердить, что сложные акустические механизмы появились у животных задолго до млекопитающих — и теперь мы знаем, как их изучать.

Запах страха в кинозале, 2021

В 2021 году Шнобелевской премии по химии удостоилась группа исследователей из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга. Ученые доказали, что по химическому составу воздуха в кинозале можно с довольно высокой точностью определить, что именно происходит на экране — от безобидных комедийных сцен до откровенных эпизодов насилия.

Суть эксперимента заключалась в следующем: исследователи установили высокоточные масс-спектрометры в вентиляционных системах кинотеатров. Эти приборы в режиме реального времени анализировали состав воздуха во время различных кинопоказов, фиксируя малейшие изменения концентрации летучих органических веществ. Результат показал, например, что смешные сцены вызывали повышение уровня углекислого газа, а напряженные и страшные моменты сопровождались выбросом изопрена и ацетона — маркерами мышечного напряжения и стресса.

Всего ученые проанализировали 6 фильмов (среди отобранных картин самыми знаменитыми оказались «Голодные игры» и «Хоббит»), и на основе полученных данных построили математическую модель, которая по химическому составу воздуха могла воспроизвести основные характеристики просматриваемого фильма. Так эксперимент подтвердил, что летучие органические соединения могут служить объективными маркерами коллективных эмоциональных реакций.

Краш-тест лося, 2022

Иногда награда находит своих лауреатов спустя десятилетия после открытия или изобретения. Именно это случилось со шведским инженером Магнусом Генсом, получившим в 2022 году Шнобелевскую премию за создание манекена лося для автомобильных краш-тестов. Его «лось», изготовленный из резины и стальных деталей, успешно прошел множество испытаний, включая столкновения с двумя автомобилями Saab и одним старым Volvo.

К разработке манекена ученого подтолкнула печальная статистика: ежедневно в одной только Швеции в результате аварий на дорогах гибнет в среднем 13 лосей. Нередко такие аварии заканчиваются трагически и для водителей. Изобретение Генса помогает автопроизводителям тестировать машины в условиях, приближенных к реальным, — чтобы снизить риски для всех участников дорожного движения.

Почему ученые любят лизать камни? 2023

В 2023 году британский геолог Ян Заласевич и его коллеги получили Шнобелевскую премию за исследование, посвященное… привычке ученых лизать камни. На первый взгляд такая практика кажется абсурдной, но, как выяснилось, у этой традиции есть вполне рациональное объяснение.

Во времена жизни итальянского геолога XVIII века Джованни Ардуино (считающегося «отцом» стратиграфии) такая практика применялась с целью идентифицировать горные породы и минералы (что довольно удобно было делать «на вкус»). Так, соленый привкус мог указывать на галит (каменную соль), землистый — на глинистые минералы, а щелочное послевкусие помогало отличить некоторые виды сланцев.

Так зачем же геологи продолжают облизывать свои находки сейчас, когда существуют электронные микроскопы и рентгенофлуоресцентные анализаторы?

«Мы делаем это, чтобы помочь нашему зрению, а не вкусу, поскольку на влажной поверхности минеральные частицы видны лучше, чем на сухой», — пояснил Заласевич газете The Guardian после получения Шнобелевской премии за свое исследование.

Он также отметил, что «облизывание» помогает ученым в полевых условиях отличить настоящую кость от похожих минеральных образований: так, костные окаменелости (из-за пористой структуры) слегка прилипают к языку, а обычные камни не дают такого эффекта. Некоторые палеонтологи и геологи также используют «зубной тест»: чтобы быстро определить размер частиц, исследователи берут щепотку измельченной породы и слегка растирают ее зубами. Песчаные фракции ощущаются как резкие, царапающие крупинки, а глинистые — почти не чувствуются. Несмотря на простоту, метод остается удобным, так как не требует оборудования и дает мгновенный результат.

Ракета на голубином управлении, 2024

В 2024 году Шнобелевскую премию мира посмертно получил американский психолог Беррес Фредерик Скиннер, который в 1944 году предложил размещать живых голубей внутри ракет для управления траекториями их полета. Звучит неправдоподобно, но «биологическая система наведения» действительно была работоспособной.

Идея Скиннера состояла в следующем:

1) в носовой части ракеты размещались три голубя, обученные клевать цель на экране (например, изображение корабля);

2) их клювы были подключены к системе наведения — если все три птицы клевали одну точку, ракета корректировала курс.

Предполагалось, что голуби должны были пройти предварительную дрессировку методом положительного подкрепления: за правильное клевание они получали зерно.

Но почему именно голуби? И почему в ракетах? Все дело в том, что их зрение и скорость реакции значительно превосходили технологии 1940-х годов. И, тем не менее, идея Скиннера была отклонена военными как слишком абсурдная.

Несмотря на идеальную демонстрацию технологии, проект закрыли в 1953 году: к этому времени электронные системы уже достигли достаточной точности для управления. Но труды психолога не пропали даром: исследования Скиннера легли в основу биологической обратной связи, которая используется в протезировании и интерфейсах «мозг-компьютер».