Генрих Эрлих, Сергей Комаров

Легко ли плыть в сиропе. Откуда берутся странные научные открытия

Книга издана при поддержке Политехнического музея и Фонда развития Политехнического музея.

Научные редакторы Михаил Никитин, Александра Борисова, канд. хим. наук Редактор Ольга Петрова

Оформление серии Андрея Бондаренко и Дмитрия Черногаева

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Шувалова

Корректоры М. Миловидова, О. Петрова

Компьютерная верстка М. Зинуллин

Дизайн обложки А. Бондаренко

В оформлении обложки использована эмблема Игнобелевской премии.

© Эрлих Г. В., Комаров С. М., 2020

© А. Бондаренко, Д. Черногаев, художественное оформление серии, 2021

© ООО "Альпина нон-фикшн", 2021

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

⁂

«КНИГИ ПОЛИТЕХА» – партнерский проект ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО МУЗЕЯ,

издательств CORPUS, "АЛЬПИНА НОН-ФИКШН" и "БОМБОРА".

В серии выходят лучшие современные и классические

книги о науке и технологиях – все они отобраны и проверены учеными

и отраслевыми специалистами.

Серия "Книги Политеха" – это пять коллекций, связанных с темами

постоянной экспозиции Политехнического музея:

«Человек и жизнь» – мир живого, от устройства мозга до биотехнологий.

«Цифры и алгоритмы» – математика, искусственный интеллект и цифровые технологии.

«Земля и Вселенная» – происхождение мира, небесные тела, освоение космоса, науки о Земле.

«Материя и материалы» – устройство мира с точки зрения физики и химии.

«Идеи и технологии» – наука и технологии, их прошлое и будущее.

Политехнический музей представляет новый взгляд на экспозицию, посвященную науке и технологиям. Спустя столетие для музея вновь становятся важными мысль и идея, а не предмет, ими созданный.

Научная часть постоянной экспозиции впервые визуализирует устройство мира с точки зрения современной науки – от орбиталей электрона до черной дыры, от структуры ДНК до нейронных сетей.

Историческая часть постоянной экспозиции рассказывает о достижениях российских инженеров и изобретателей как части мировой технологической культуры – от самоходного судна Ивана Кулибина до экспериментов по термоядерному синтезу и компьютера на основе троичной логики.

Политех делает все, чтобы встреча человека и науки состоялась. Чтобы наука осталась в жизни человека навсегда. Чтобы просвещение стало нашим общим будущим.

Подробнее о Политехе и его проектах – на polytech.one

Введение

1. Почему старикам вкуснее неразбавленное вино? 2. Почему старикам легче читать издали? 3. Почему под осень люди обжорливей? 4. Что появилось раньше, курица или яйцо? 5. Почему у овцы, покусанной волком, мясо вкуснее, а шерсть хуже? 6. Почему мясо быстрее портится на лунном свету, чем на солнечном? 7. Почему считается, что спящих молния не поражает? 8. Почему иудеи не едят свинины: почитают они свинью или презирают? 9. Почему, чтобы вода была холодной, в нее бросают камешки? 10. Почему вино в сосуде лучше брать из середины, мед снизу, а масло сверху? 11. Могут ли появиться новые, еще неизвестные болезни и почему? 12. Почему в осеннее время сны снятся несбывчивые? 13. Четное число звезд на небе или нечетное?[1]

Что это за вопросы? Темы исследований британских ученых? Перечень лауреатов Игнобелевской премии?[[2] ] Нет, это некоторые из тех 95 вопросов, которые, согласно Плутарху, было принято обсуждать на греческих симпозиумах, то есть во время совместного возлежания за пиршественным столом[3]. Собственно, с этих застольных бесед и пошла вся наша наука, а за ней и техника.

Как видно, за прошедшие тысячелетия не на все вопросы получены ответы. Из приведенного списка это, пожалуй, второй, третий, девятый, одиннадцатый, отчасти первый, пятый, девятый. Настоящая задача ученого – найти ответы на остальные вопросы, а равно и на те новые, что возникли по мере развития нашего знания. А затем обсудить их на каком-нибудь симпозиуме, как это делал Афиней со своими сотрапезниками по знаменитому "Пиру мудрецов". Со стороны может показаться, что участники беседы несут ахинею, совершенно бездарно тратят время, обсуждая, скажем, форму треножников или свойства египетских бобов. На самом же деле они оттачивают свое умение проникать в суть вещей.

Возможность для подобного самовыражения дает настоящая наука и только она: свободный поиск знаний без определенной цели в течение неопределенного времени. Такой поиск зачастую подобен плаванию в безбрежном океане липкого, тягучего сиропа, когда неделями, месяцами, годами ты не получаешь ничего и как будто стоишь на месте. У плавания имеется два радикально отличающихся маршрута. Есть маршрут Колумба: когда изначально ставят задачу найти более простое решение локальной проблемы (найти более короткий путь в Индию), а в результате натыкаются на новую область знания (Америку). А есть маршрут Магеллана: когда после многолетнего безостановочного движения вперед ученый возвращается к тому, с чего начал. Для моряка – счастье, для ученого – горчайшее разочарование. Да, по дороге что-то там открыли, но все равно это не то, не то!

Что дает силы перенести тяготы такого путешествия? Только чувство юмора и веселая компания друзей, с которыми тяжелый труд превращается в радость. Настоящая наука – это веселое приключение. Она просто не может быть другой.

У нас в запасе есть много веселых рассказов об ученых, их жизни и работе, об изобретательных розыгрышах, очень популярных в научной среде, о "пунктиках", которые есть у каждого настоящего ученого, о курьезных исследованиях и невероятных ошибках, что привели к великим открытиям. Однако, чтобы выбор сюжетов выглядел более обоснованным, мы после долгих споров решили ограничиться исследованиями и учеными, отмеченными Игнобелевской премией – самой веселой научной премией.

Игнобелевскую премию вручают с 1991 года "за достижения, которые заставляют людей сначала засмеяться, а затем задуматься". В нашей стране ее почему-то считают шутовской, даже уничижительной, что подчеркивается ее исковерканным названием – Шнобелевская. Но вот что примечательно: подавляющее большинство лауреатов Игнобелевской премии съезжаются со всего мира в Гарвардский университет (США), чтобы принять участие в церемонии награждения. Премии вручают всамделишные нобелевские лауреаты, которых в Гарварде предостаточно, а сама церемония превращается в веселый капустник, отражающий дух настоящей науки и совершенно не похожий на стокгольмский официоз.

Множество СМИ в разных странах мира рассказывают о работах, отмеченных Игнобелевской премией, и люди читают эти сообщения, потому что это – весело. И как знать, возможно, в наше время Игнобелевская премия пробуждает интерес к науке в большей степени, чем Нобелевская. Конечно, не нам первым пришла в голову идея рассказать в одной книге о работах, отмеченных Игнобелевской премией. Приоритет здесь по праву принадлежит американскому журналисту Марку Абрахамсу, который, собственно, и основал эту премию. Книги Абрахамса[4] изданы в нашей стране, как и книги его немецкого коллеги Марка Бенеке[5]. Но глубокоуважаемые авторы, как нам кажется, несколько увлеклись курьезностью исследований, что предопределило тон и содержание их книг. Мы решили существенно расширить тот научно-культурный ландшафт, в который вписаны эти выдающиеся исследовательские проекты, показать расположение Игнобелевского архипелага на карте океана современного знания.

А как же материк той науки, что стала в XX веке реальной производительной силой общества? Где на симпозиумы досужих кухонных мудрецов смотрят свысока, где не принято использовать возможности государства для удовлетворения любопытства ученых? Где в почете финансовый результат, который покрывает затраты на содержание науки? Науки, в которой нет места никакой непредсказуемости, а результат исследования заранее предопределен и записан в заявке на грант. Об этом материке в книге не будет ни строчки. Нас интересует в первую очередь сама наука. Что движет учеными? Почему они начинают вдруг что-то изучать? Как они проводят свои исследования? И что такое настоящий ученый? Вопросы серьезные, но мы постараемся рассказать о них весело.

Приятного чтения и жаркого обсуждения в застольной беседе!

Г. В. Эрлих,

доктор химических наук

С. М. Комаров,

кандидат физико-математических наук

Часть первая

Народ хочет знать

Почему не болит голова у дятла?

Этот вопрос задавал себе каждый, кто хоть раз видел дятла, методично и безостановочно долбящего дерево клювом. Ученых этот вопрос занимает даже больше, чем обычных обывателей. Верные своей страсти все измерять, ученые установили, что дятел бьет клювом по дереву с потрясающей мощью – при ударе его голова развивает скорость 5–6 м/с, торможение в 1200 раз превышает ускорение свободного падения g, а частота ударов – более 30 в секунду, причем за день дятел способен нанести 12 000 таких ударов. Такие параметры несовместимы не то что со здоровой головой, но с самой жизнью, а этому пернатому красавцу хоть бы что – долбит себе и долбит.

А ведь при ударе или резком торможении по мозгу должна пройти ударная волна, способная вызвать сильные разрушения. Например, академик В. Е. Фортов, в недавнем прошлом президент Российской академии наук, отмечал в одной из лекций, что именно ударная волна, порожденная камнем, который вылетел из пращи Давида, разорвала мозг Голиафа. Вообще, человек теряет сознание, если при ударе головой перегрузка составит 5–6 g. Пересчет на дятла, у которого и голова, и мозг намного меньше, отпускает ему всего-то 65 g. А он испытывает перегрузку 1300 g, то есть почти в 20 раз больше, и вполне бодр.

Очевидно, у дятла есть какой-то врожденный механизм, позволяющий противостоять волне механических напряжений, распространяющейся по мозгу с каждым ударом клюва. Поисками этого механизма исследователи занимаются с начала 50-х годов XX века. Некоторые скрывали свое детское любопытство за дымовой завесой важной практической задачи – созданием более совершенных шлемов для защиты головы человека. Другие же открыто заявляли, что загадка дятла интересна сама по себе как необъяснимое (пока) явление природы.

Одно из первых объяснений феномена дятла состояло в том, что между клювом и черепом расположена некая упругая прослойка, которая и гасит ударную волну, либо надклювье и подклювье как-то изолированы от костей черепа, из-за чего ударная волна распространяется по мышцам и обходит мозг. Эта точка зрения не всех удовлетворяла, поскольку такое устройство черепа должно снижать эффективность удара клювом. И вот в 1976 году Филипп Мэй с коллегами из лос-анджелесского Госпиталя ветеранов и Калифорнийского университета предложил революционную концепцию[6]: дятел бьет клювом строго перпендикулярно поверхности, и, стало быть, в его голове не возникают сдвиговые напряжения, а именно они и разрушительны для мозга. При этом Мэй ссылался на данные приматологов, которые отметили, что у обезьян удар, приводящий к повороту головы, вызывал сильные повреждения мозга и потерю сознания, а удар той же силы, ориентированный так, что поворота головы не было, и сознание не отключал, и повреждения были меньше.

Дальнейшее расследование было направлено на уточнение обоих механизмов. Одни исследователи считали удары дятла по дереву, фиксировали особенности его позы и точность нанесения ударов, другие же копались в черепе дятла, причем с использованием новейших методов. Так, в работе 2015 года по данным томографии построили трехмерную компьютерную модель черепа, чтобы изучать особенности распространения ударных волн в мозге дятла.

Накопали ученые за полсотни лет немало. Например, выяснилось, что мозг у дятла окружен совсем тонким слоем жидкости, да и сам мозг относительно маленький. Что на лбу у него имеется толстая и при этом весьма пористая кость. Что нижняя часть клюва длиннее, чем верхняя. Самое удивительное открытие – подъязычная косточка: ни у кого такой нет. Вдумайтесь: начинаясь в кончике языка, она примерно у его основания разделяется на две части, проходит сквозь нижнюю челюсть, по бокам обходит горло, позвоночник, поднимается вверх, с двух сторон обнимает затылок, в районе темени снова соединяется в одну кость и заканчивается в правой ноздре. И к этой элегантной конструкции по всей ее длине прикреплена довольно мощная мышца. Причем косточка эта – прекрасный градиентный материал, своего рода шедевр природного материаловедения. Так, жесткость ее начального и конечного участков в два раза меньше, чем у средней части, а прочность начального участка в два раза меньше, чем конечного, возле которого она приближается к прочности алюминия.

Все эти особенности строения, как показывают данные численного моделирования, защищают дятла от сотрясения мозга. Большой упруго-жесткий клюв предохраняет мозг от случайных механических колебаний, возникающих при ударе: он гасит их. Подъязычная косточка в комплексе с языком и мышцами – с точки зрения материаловеда, вся конструкция представляет собой вязкоупругий материал – служит для перераспределения ударной волны. Пористая кость лба, в которую непосредственно упирается верхняя часть клюва, прекрасно рассеивает создаваемые при ударе волны напряжения, точнее, гасит их высокочастотную компоненту. Модельные оценки, полученные с использованием сосуда, заполненного стеклянными микросферами, показали, что пористая кость должна пропускать 90 % низкочастотных колебаний и гасить 90–99 % высокочастотных. Это прекрасный и очень важный результат, поскольку в начальный момент удара именно высокочастотная составляющая ударной волны очень сильна и способна вызвать отключение сознания. Ну а благодаря своей малой толщине слой жидкости, отделяющий кость черепа от мозга, оказывается плохим проводником в мозг тех компонентов ударной волны, у которых длина волны велика. Дятел еще и глаза закрывает – веки становятся дополнительным поглотителем удара. Все эти хитрости, а также тщательно выверенная ориентация клюва относительно поверхности в момент удара – именно она определяет направление движения ударной волны – и позволяют дятлу долбить деревья с утра до вечера и не страдать от головной боли.

Но как могли возникнуть все эти хитрые приспособления, без которых дятел неизбежно заработал бы сотрясение? Тут вспоминается проблема курицы и яйца: трудно объяснить, как нечто сложное появилось путем маленьких эволюционных изменений, ведь пока они были маленькими, они не приносили пользы своему обладателю и поэтому не могли быть сохранены отбором. Возможно, разгадку нашел коллектив дятловедов из Бостонского университета во главе с Джорджем Фарахом[7]. Они провели очень гуманное исследование – копались в мозгах не живых дятлов, а заспиртованных экспонатов университетской коллекции. И обнаружили, что нейроны дятлов, в отличие от нейронов дроздов из контрольной группы, буквально оплетены так называемыми тау-белками, про которые известно, что они появляются в мозге человека после сотрясения.

По мнению Фараха, не исключено, что эти белки появились в мозге дятлов не из-за хронического сотрясения, а, наоборот, защищают от него. Тогда все укладывается в рамки эволюционной теории: у какого-то предка дятла возникло в мозгах много тау-белка, и он смог выдолбить удобное и просторное дупло, за счет чего получил преимущество и дал многочисленное потомство с крепкими мозгами. Кости, клюв и прочие механизмы появились позже, доведя дятла до совершенства. Между прочим, и среди людей есть такие, у которых тау-белки в мозге имеются, а сотрясения не было, но, видимо, эта особенность не очень пригодилась и не породила популяцию особо твердолобых.

Если же вернуться к прикладному дятловедению, то здесь тоже достигнуты впечатляющие результаты. Принципы устройства головы дятла взяли на вооружение Ён Сан Хи и Парк Сан Мин из Калифорнийского университета в Беркли: они искали способ изготовления упаковки для чрезвычайно нежных и хрупких микромеханических устройств[8]. В этой упаковке между двумя слоями металла, которые соответствуют клюву и черепу, находится слой вязкоупругого материала – аналог косточки и ее мышц, а внутренность заполнена шариками диоксида кремния, в которые и помещены перевозимые детальки. Защита оказалась превосходной: так, если детальки в упаковке из твердой резины выдерживали перегрузку до 40 000 g, а при 60 000 g четверть из них ломалась, то в инновационной упаковке, получившей название BIRD-2, и при такой перегрузке повреждений почти не было – 99,3 % деталек остались невредимы.

Кроме того, дятел вдохновил инженеров на создание по крайней мере двух типов новой защиты для человеческого мозга от ударных нагрузок. Одна из них – картонный велосипедный шлем. Да-да, картонный: в 2012 году Анирудха Сурабхи, студент лондонского Королевского колледжа искусств, пострадал при падении с велосипеда и подумал: а что, если защитить голову так, как это делает дятел, – толстой костью с регулируемой пористостью? И вырезал из гофрокартона, который идет на изготовление ящиков, полоски, по форме соответствующие шлему, а затем собрал из них дополнительную защиту. Картонные полоски оказались прекрасными ребрами жесткости, шлем стал очень прочным – человек на нем может стоять. В то же время сочетание маленьких пор внутри картонки с большими промежутками между полосками обеспечивало прекрасное рассеяние ударной волны. Сейчас такие шлемы выпускают серийно, и выглядят они так, что сразу и не догадаешься: макетный образец был сделан из гофрокартона.

Другая разработка гораздо хитрее и основана на гипотезе, что череп и так отлично защищает мозг, не надо его улучшать, а следует идти принципиально другим путем. Однажды доктор Дэвид Смит из Госпиталя Рейда в Индиане пришел к выводу, что дятел не сотрясает мозг все-таки потому, что слой жидкости, разделяющей мозг и череп, у него очень тонок. А у человека этот слой большой, поэтому человеческий мозг при ударе сильно смещается, набирает скорость относительно черепа и может удариться о кость из-за инерции, и никакой шлем этому не помешает. Видимо, именно таков был механизм трагического случая с гениальным автогонщиком Михаэлем Шумахером, который повредил мозг не во время инцидента на трассе, а упав головой на камень при несложном горнолыжном спуске. И ведь шлем на голове был! Вот бы такую защиту, как у дятла, чтобы мозг не мог сильно смещаться…

Помощь, как это часто бывает, пришла от специалиста из смежной области науки. Коллега-анестезиолог предложил Смиту неординарное решение: надо пережать кровоток в шее. Концентрация кислорода в мозгу упадет, организм станет закачивать туда больше крови, объем мозга увеличится, и он утратит возможность сильно смещаться. Более того, друзья придумали новую дятловую гипотезу: якобы пернатый дровосек, пережимая сосуды мышцами шеи, сам регулирует наполнение мозга кровью перед тем, как приступить к выдалбливанию дупла. И так же, по их мнению, делает баран, когда с разгону врезается во что-то с торможением в 500 g: у него-то никаких хитрых дятловых приспособлений нет, разве что рога-амортизаторы.

Для проверки гипотезы поставили опыт на крысах. Получилось – у животных с пережатой шеей сотрясение мозга при ударе по голове развивалось в меньшей степени. Пора было переходить к опытам с участием людей. Но кто согласится на такое? Вдруг пережмут шею слишком сильно… Оставалось поискать там, где кислородное голодание мозга происходит не по воле экспериментатора, а по другим причинам. Например, в высокогорье – там кислорода мало. Помогла статистика, которая показала, что у футболистов и хоккеистов во время игры высоко в горах сотрясения мозга случаются реже.

Долго ли, коротко ли, но к 2016 году американская дизайнерская компания Q3 Innovations создала надувной шейный воротник под названием "Q-collar", который слегка затрудняет отток крови из головы. С этими воротниками стали ставить опыты, например, при участии подростков из хоккейной спортшколы[9]. Половине участников велели во время матчей надевать их, а половину оставили для контроля. У всех детей три раза за время опытов снимали энцефалограммы мозга и делали томографию. У тех, кто воротников не носил, заметили больше признаков пережитых сотрясений мозга, чем у тех, кто носил, и это была не одна серия опытов. В общем, спортивно-медицинскую общественность удалось убедить, и в 2017 году канадская компания Bauer начала серийный выпуск воротников под маркой «NeuroShield» для детей и взрослых с розничной ценой 200 долларов. Вот так размышления над головной болью дятла привели-таки к появлению средства защиты мозга людей, хотя оно и выглядит необычно, и совсем не похоже на привычный шлем.

Игнобелевский комитет не мог не отметить раскрытие феномена дятла. Единственная загвоздка состояла в выборе лауреатов из сонма блестящих ученых, посвятивших лучшие годы жизни решению этой проблемы. В конце концов премию в 2006 году присудили классику дятловедения Филиппу Мэю и Айвену Швабу из Калифорнийского университета в Дэвисе, который обобщил полученные к тому времени результаты в основополагающем обзоре[10] и тем самым придал новый импульс работам в этой области. Немного удивляет, что премию присудили по орнитологии. При чем здесь биология пернатых? Это же чистейшей воды физика!

И вот что еще интересно. Присуждение Нобелевских премий нередко сопровождается скандалами. Всегда находятся недовольные – и, заметим, зачастую обоснованно недовольные – тем, что их не включили в состав коллектива лауреатов. Но с Игнобелевскими премиями ничего подобного не происходит. Никто из перечисленных в этом рассказе ученых не обивал пороги Игнобелевского комитета и редакций газет с криками "А чем я хуже?!". Оно и правильно. Настоящие ученые ко всему относятся с юмором, в том числе и к премиям. Не зря ведь говорят, что премии как геморрой – рано или поздно его получает любая задница.

Какой пивной бутылкой лучше бить по голове?

У дятла голова – сильное место, а у человека, наоборот, слабое. Мы стараемся всячески защитить свою голову от ударов. К чужим головам отношение более сложное. В жизни случаются разные ситуации, иногда приходится для самообороны или вразумления дать несознательному гражданину в лоб или по лбу, что суть одно и то же. Но чем бить, если не хочешь нанести противнику тяжкие телесные повреждения с последующим юридическим оформлением этого прискорбного факта? Хотелось бы иметь на этот счет четкие научные рекомендации.

Статистика, которая знает все, утверждает, что в развитых странах самая распространенная причина повреждений головы – удар пивной бутылкой. Широкая общественность в кои-то веки разделяет это мнение. Так, посетители форумов, посвященных тонкостям народных боевых искусств, обсуждая свои впечатления от использования бутылок в диспутах с агрессивно настроенными гражданами, приходят к следующему выводу: бутылки, конечно, не самые весомые аргументы, зато самые доступные, поскольку в изобилии имеются под рукой там, где такие диспуты, как правило, возникают.

Справедливости ради заметим, что в ходе драк в барах в дело чаще всего идут все же пивные бокалы, сделанные из относительно тонкого стекла. С точки зрения физики удар таким бокалом по голове – полная ерундовина: его энергия не более 1,7 джоуля, так что поражение оппонента обеспечивает не столько сила удара, сколько осколки разбившегося о голову бокала. Иное дело – советские полулитровые кружки из толстого стекла: от их удара вполне можно было стать заикой, а то и хуже. Но эти увесистые кружки канули в небытие вместе с Советским Союзом, сегодня их можно найти главным образом в музеях и домашних коллекциях.

Однако в тех барах, где подают не разливное пиво, а бутылочное, ситуация иная. Во многих европейских странах – в Германии, Бельгии, Швейцарии – вам подадут не чахоточную бутылочку в 0,33 л, а полноценную полулитровую, которую к тому же используют многократно (а это значит, что она должна быть прочной, чтобы с гарантией выдерживать повторные циклы). Такая бутылка весьма увесиста – 400 г в пустом виде и 900 г с пивом внутри. Так что посетители этих баров располагают гораздо более весомыми аргументами, чем бокалы. А в Италии все еще серьезнее – пиво там часто разливают в бутылки емкостью 0,66 л. И вот возникает вопрос: какой пивной бутылкой предпочтительнее бить по голове, полной или пустой, если вы хотите просто вырубить оппонента, а не нанести ему тяжелую черепно-мозговую травму со всеми вытекающими последствиями?

Этот вопрос интересует не только обывателей, но и профессионалов, судмедэкспертов и патологоанатомов, которые постоянно имеют дело с такого рода травмами. Группа исследователей из Бернского университета во главе со Стефаном Боллигером пошла навстречу пожеланиям трудящихся и провела скрупулезное экспериментальное исследование этой проблемы, результаты которого опубликованы в журнале о судебной медицине – Journal of Forensic and Legal Medicine[11]. В 2009 году эта работа была увенчана Игнобелевской премией – что показательно, премией мира.

В чем состояла суть эксперимента? Чтобы получить полную картину соударения головы с бутылкой, в четырехметровой шахте смонтировали испытательный стенд. На дно поставили детскую ванночку – ее высокие бортики не позволяли осколкам разлететься. В ней лежала бутылка, на которую прилепили пластилиновую нашлепку – предполагалось, что она сымитирует амортизирующее действие кожи головы и волос. Наверху же, на определенной высоте (в ходе опытов ее меняли), закрепили устройство, способное бросать вниз килограммовый стальной шар, символизирующий череп собутыльника. В общем-то, в соответствии с принципом относительности Галилея, все равно – бутылкой ли бить по голове, или головой (даже если в ее роли выступает стальной шар) по бутылке. Главное – относительные скорости движения этих объектов, которые и обеспечивают приобретение ими кинетической энергии, той самой, что при столкновении превращается в энергию разрушения. Цель же опыта была проста: определить, при какой энергии удара бутылка разобьется.

Исходя из общих соображений, можно ожидать, что полная бутылка разобьется при более сильном ударе, ведь внутри нее находится жидкость, которая должна взять на себя часть энергии удара. Но в науке, как и в жизни, очевидные ответы, полученные из общих соображений, зачастую оказываются неверными. Вот и в этом случае действительность опровергла очевидную гипотезу: полная бутылка разбивалась при энергии 30 джоулей, а пустая – при 40 джоулях. В поисках объяснения экспериментаторы предположили, что все дело в углекислом газе, которым насыщено пиво: от удара пиво вскипает, и выделяющийся газ создает резко возрастающее давление. В принципе это предположение не лишено смысла. Многие хоть раз да становились жертвами невинного фокуса: по только что открытой бутылке пива снизу в донышко несильно бьют другой бутылкой, а затем сразу – ею же сверху по горлышку. В получившийся пенный фонтан может утечь до половины содержимого. Впрочем, есть и другое объяснение. Жидкость – вещество несжимаемое, поэтому малейшая деформация бутылки сразу порождает в ней напряжение, переходящее в разрушение.

В общем, выходит, что, хоть полная бутылка и тяжелее, удар от нее менее сильный, поскольку она разобьется при меньшей нагрузке, чем пустая. Однако для участника барного диспута эти тонкости не так уж важны, ведь череп ломается при энергии удара от 14 до 68,5 джоуля, в зависимости от того, в какую точку попал весомый аргумент. А стало быть, серьезные травмы можно нанести как пустой, так и полной бутылкой.

Полученные результаты льют пиво – извините, воду – на мельницу тех законодателей, которые стремятся сделать пивную тару как можно меньше. Получается, что данная мера вполне оправданна: она не только сдерживает развитие алкоголизма путем сокращения потребления пенного напитка, но и смягчает последствия, если пива все же будет выпито достаточно для драки.

Можно ли ходить по воде?

Вопрос интересный, хотя большая часть людей уверена, что знает ответ на него. «Конечно можно», – скажут они и в подтверждение своих слов сошлются на широко известный исторический прецедент, описанный в одной из самых авторитетных в мире книг. Но ученые не склонны принимать что-либо на веру и не признают авторитетов, они норовят все проверять, причем экспериментально. Именно это сделала группа исследователей во главе с Юрием Иваненко[12] из римского Института госпитализации и научного ухода за пациентами, которые стали лауреатами Игнобелевской премии по физике за 2013 год. Допускаем, что двигало ими не только любопытство, но и чувство обиды. В самом деле, какие-то ничтожные водомерки легко скользят по водной глади. Да что там водомерки, вполне себе увесистая ящерица василиск умеет бегать по воде, а человек – царь природы, как кажется, – лишен такой возможности, в чем может убедиться каждый на собственном опыте.

Но не будем раньше времени посыпать голову пеплом. Давайте лучше разберемся в физике явления. Вода может удерживать на поверхности бегущее тело за счет двух сил. Первая – сила поверхностного натяжения. Именно ее используют водомерки, которые не только прекрасно скользят по водной глади, но и могут застывать на месте. Эта сила применима к существам легчайшим. Другая сила гораздо сложнее, она существует только в динамике – с ее помощью на воде не постоишь. А порождает ее вязкость, которая препятствует телу погружаться в жидкость. Величина этой силы зависит от множества факторов, но главнейший из них – скорость, с которой движется тело. Чем больше скорость, тем труднее телу утонуть. Посмотрим на василиска. Эта ящерица, весящая десятки граммов, не тонет потому, что отважно семенит задними лапками с частотой 7 Гц – семь движений в секунду. Молодые ящерицы так пробегают 300–400 м, а чем старше и, стало быть, тяжелее ящерица, тем менее уверенно она это делает. Приведем еще пример: западноамериканская поганка, крупная (полтора килограмма) птица, пробегает по воде сравнительно небольшую дистанцию – десяток-другой метров, причем исполняет сей трюк в качестве брачного танца.

Человеку этот трюк выполнить тяжело по трем причинам. Во-первых, у нас слишком маленькие ступни. Во-вторых, мы относительно тяжелые, что в сочетании с маленькой площадью опоры порождает большое давление на поверхность воды. И, наконец, мы слишком медленно семеним ногами, хотя это дело индивидуальное и к тому же зависит от тренировки.

Площадь опоры экспериментаторы увеличили с помощью небольших ласт. Для уменьшения веса сконструировали специальное пневматическое устройство со стропами типа парашютных, на которые подвешивали испытуемого. Устройство позволяло регулировать вес человека в пределах 10–25 % от обычного. А для исключения индивидуальных особенностей пригласили группу добровольцев из шести спортивных молодых людей.

Исследования, понятное дело, проводили в бассейне, заполненном водой. Испытуемого, обутого в ласты, подвешивали на стропах над поверхностью воды, устанавливали вес, после чего он начинал быстро семенить ногами так, чтобы ступни не погружались в воду. Полагаем, все участники эксперимента, а также зрители от души повеселились в ходе его выполнения.

Шутки шутками, но в ходе эксперимента получили важные практические результаты. Оказалось, что на Энцеладе, спутнике Сатурна, с гравитацией примерно 0,1 от земной бегать по воде не только возможно, но даже совсем легко: все шестеро участников сумели не утонуть. На Луне (0,16 g) с задачей справились четверо участников. На Ио, спутнике Юпитера, с 0,19 g половине пришлось трудно. Ну а пределом оказалась гравитация 0,22 от земной – лишь один участник сумел удержаться на воде. Тут все уперлось в частоту движения ног. У испытуемых, даже тренированных, она составляла всего 1,5–2 Гц, до василиска далековато.

Этот эксперимент показал, что по лунным морям, когда их зальют водой, колонисты бегать смогут. Но неужели этого никогда не удастся сделать на Земле? Почему бы и нет: немного смекалки – и решение задачи можно найти, не прибегая к мистическим процедурам. Это сделали Пар Один Лотман и Энди Руина из Аландского университета прикладных наук (Финляндия). Они построили в бассейне плавучую дорожку из деревянных щитов, каждый площадью один квадратный метр. Если человек вставал на такой щит, он непременно тонул. Но вот если бежал… Если человек бежал аккуратно, приноровившись наступать в центр щита, тогда он успешно пробегал от одного конца бассейна до другого, лишь замочив ноги.

В общем-то, северные рыбаки порой так и поступают, когда надо преодолеть участок раскрошившейся льдины. Тут главное – делать все быстро и не останавливаться. Наверное, надев на ноги такие щиты – те же ласты, только большие – и потренировавшись, можно приспособиться и к водному бегу на длинные дистанции без всяких предварительно приготовленных дорожек. Кстати, сейчас опыт финских исследователей взяли на вооружение аниматоры в южных отелях – бег по настеленной на поверхности бассейна дорожке неизменно привлекает множество любителей экзотических видов спорта.

Тема бега по воде сильно занимает создателей роботов. Первого из них, способного передвигаться по воде, в 2008 году сделали Парк Хюн Су, Стивен Флойд и Метин Сети из питтсбургского Университета Карнеги – Меллона. Робот весил 60 г, имел четыре ноги, а его ступни при вытаскивании из воды складывались, чтобы уменьшить сопротивление, – именно так бегает птица поганка. Если робот бежал слишком быстро, он опрокидывался – сказывался малый момент инерции, а увеличить его нельзя, иначе вода не удержит. При малой скорости робот тонул. Оптимальным оказался интервал 7–12 Гц – как у василиска, тем более что и весит робот примерно столько же. Еще исследователи отметили неустойчивость в движении робота в случае, если он шел иноходью. В 2013 году сотрудники Академии наук КНР во главе с Сюй Линьсэнь сделали двуногого робота весом 320 г, но они пошли на хитрость – ступнями ему служили пенопластовые пластинки. Шестиногий робот, сделанный в Южной Корее в 2015 году, также бегал на поплавках, причем одинаково успешно по суше и по воде – скорость достигла полуметра в секунду. Нельзя сказать, что это честное соревнование – поплавки были такими большими, что робот не тонул, даже неподвижно стоя на воде.

Эти роботы, так же как и новинка 2015 года – робот-водомерка, представляют собой копии живых существ. Однако успешные технические устройства, как правило, аналогов в природе не имеют, вспомним изобретение колеса. Именно такой, неизведанный путь выбрали исследователи из Университета Триеста во главе с Паоло Галлиной: они решили сделать прыгающего водяного робота. Прототипом послужил тренажер-"кузнечик", или PoGo Stick (палка от компании Полманна и Гоппеля). В сущности, это действительно палка. Наверху у нее ручка, в нижней части – платформа для ног, а еще ниже расположена пружина. Стоя на платформе, человек своим весом давит на пружину, она создает обратный импульс, за счет чего совершаются прыжки.

Но как "кузнечик" сможет прыгать по водной поверхности? При большой скорости движения и вода будет твердью. Исследователи сделали нижний наконечник палки в виде конуса: чтобы легко входил в воду, быстро тормозился и так же легко выходил из нее. И оказалось, что при правильном сочетании угла конуса и жесткости пружины такой "кузнечик" скакал по воде. В опытах "кузнечика" весом полтора килограмма бросали в воду, и двигатель начинал работать как человек, периодически давя на пружину. Устройство держалось на поверхности воды в течение 45 секунд, а потом все же тонуло, но лиха беда начало.

Как видно, раз счет пошел уже на килограммы, значит, прогресс налицо. Поэтому не исключено, что по лунным озерам мы действительно будем бегать, а по земным – все-таки скакать.

Тема взаимодействия движущихся живых существ с водной стихией поистине неисчерпаема. Тут достаточно только немного задуматься, и вопросы посыплются сами как из рога изобилия. Например, как комар летает в дождь? Его решением озаботился доцент Дэвид Ху из Технологического института Джорджии. Конечно, подобно многим, он мог бы пойти по пути наименьшего сопротивления, вспомнить про одного изворотливого политика, который, согласно народной молве, не пользовался зонтиком, потому что обладал способностью просачиваться между струйками дождя[13], и на этом закрыть вопрос. Не таков доцент Ху, который докапывается до самой сути явления. В самом деле, какое тут просачивание между струйками? Огромные, страшные капли падают на хрупкое комариное тельце подобно камням хмепа – хаотического метеоритного потока, с которым столкнулся знаменитый звездопроходец, капитан дальнего галактического плавания, охотник за метеорами и кометами Ийон Тихий[[14] ] во время путешествия на планету Интеропию. Ардриты, ее обитатели, для уменьшения последствий стихийного бедствия придумали технологию дупликации объектов, которую активно использовали. В частности, с помощью этой технологии восстановили самого Ийона Тихого, в которого попал метеорит (после он нашел в своем носке свежую стружку от упаковки). А вот комару на дупликатор рассчитывать не приходится – не создали комары цивилизацию, подобную ардритской. Как он, без всяких технических средств, рассчитывая только на себя, выживает в дожде?

Между прочим, этот вопрос волнует не только комаров – прогресс робототехники настолько стремителен, что в ближайшем будущем можно ожидать массового производства миниатюрных летающих роботов, которые будут помогать солдатам на поле битвы, а спасателям – при поиске жертв в завалах. Очевидно, что такое чудо техники, размером как раз с некрупное насекомое, должно уметь летать во время дождя. Но как? Может быть, комар обладает датчиками, которые позволяют ему обнаружить воздушную опасность и изменить траекторию полета? Может, и роботов нужно оснастить такими датчиками для решения проблемы?

Для поиска ответа исследователи соорудили пластиковую емкость, в которую посадили несколько комаров, настроили высокоскоростную видеокамеру, а затем стали имитировать дождь с помощью душа. Для контроля они впоследствии провели и полевые испытания, изучив полет комаров, живущих на воле. Как оказалось, насекомое не обладает феноменальной чувствительностью к приближающейся сверху опасности и не уворачивается от капель, а, напротив, встречает удар судьбы без малейшего сопротивления. Это его и спасает, наряду с малой массой и крепостью хитиновой оболочки – наружного скелета. "Сила удара зависит от силы сопротивления. Комар же, попав на нижний край капли, к ней прилипает и начинает падать вниз", – поясняет аспирант Эндрю Дикерсон, непосредственно проводивший наблюдения. А что же дальше? Ведь падая со скоростью капли, можно и в землю врезаться – тогда уж точно останется одно мокрое место. Для своего спасения комар проявляет полную непотопляемость: загребая длинными лапками и крыльями, он переползает с нижнего края капли на верхний и взлетает, чтобы снова продолжить лавирование между струйками дождя.

Раз уж речь зашла о комарах, немного отвлечемся и попробуем поискать ответ на вопрос: может ли современная технология помочь в борьбе с этими надоедливыми насекомыми? Конечно, химия снабдила нас таблетками, создающими отпугивающий комаров дым, биология придумала ловушки, завлекающие комаров в свою утробу всякими приятными для них запахами вроде аромата человеческого пота. Однако есть тут неприятность: все это оружие, так сказать, массового поражения. Оно действует на всех комаров, даже тех, которые совершенно не угрожают человеку; страдают от него и невинные добродушные насекомые, которые, может быть, и не покусились бы на человеческую кровь. Тем более что половине из них кровь-то как раз и не нужна – комары-самцы обходятся без нее. И вот для изготовления такого избирательного оружия, соответствующего принципам гуманизма, на помощь приходят физики.

Вспомним Стратегическую оборонную инициативу президента США Рональда Рейгана, знаменитую СОИ, названную еще "программой звездных войн". Суть этой инициативы 1980-х годов – размещение в околоземном пространстве лазеров, которые станут воздействовать на баллистические межконтинентальные ракеты, вышедшие за пределы атмосферы, меняя их траекторию, и таким образом обеспечат полную защиту от ядерного нападения. Но ведь это именно то, что нужно: найти комариху в момент атаки, сбить ее и только ее. И США, и СССР на эту программу потратили много денег, но результата не получили: уж слишком мощный лазер требовался для успешной работы системы. Но вот американский физик и инженер Джордин Кэр, занимавшийся лазерными двигателями, предложил-таки уже в XXI веке использовать давние наработки и организовать систему противомоскитной обороны[15].

Комар – не ракета, его вес и скорость гораздо меньше. Поэтому сбить насекомое можно недорогим лазером, который продается чуть ли не в магазине. Еще для этой системы нужны также имеющиеся на рынке набор оптических элементов и акустические датчики: первые фокусируют луч, а вторые наводят его на источник ненавистного комариного писка. По мнению Кэра, чувствительность системы столь велика, что она может стрелять прицельно в комарих-кровососок, безобидных же комаров лазерный луч не коснется: тембр писка у них различается. Не станут объектом упреждающей атаки и жужжащие насекомые – так удается сэкономить немало энергии. Более того, система распознаёт человека и всяких домашних животных: даже если они окажутся на линии прицеливания, лазерный луч не причинит им никакого вреда.

Это предложение отнюдь не было воспринято как очередная футуристическая фантазия: ему оказали поддержку финансисты из компании Intellectual Ventures, которую основал бывший главный технолог компании Microsoft Натан Мирволд. Видимо, окрыленный таким вниманием, Кэр надеялся на расширение проекта и мечтал о подвешенной на аэростате платформе с лазерными пушками, которые прицельно палят по летучим вредителям полей и огородов, защищая таким образом сельхозугодья без вреда для полезных насекомых вроде пчел и шмелей. И всё без единого грамма ядохимикатов!

На наш взгляд, эта работа вполне соответствует уровню Игнобелевской премии, причем сразу по нескольким номинациям – энтомологии, физики и мира. Но Кэру ее почему-то не присудили, впрочем, решения Игнобелевского комитета, равно как и Нобелевского, не всегда находят рациональное объяснение.

Легко ли плыть в сиропе?

Итак, с бегом по воде и пролетом сквозь струйки дождя разобрались. А как насчет плавания в сиропе? Где человек поплывет быстрее – в сладкой воде или в обычной? Ответ на этот вопрос нашли Эдвард Касслер и Брайан Геттельфингер с кафедры химического машиностроения и материаловедения Миннесотского университета, что принесло им, помимо морального удовлетворения от прекрасно выполненной работы, еще и Игнобелевскую премию по химии за 2005 год.

Как отмечают сами лауреаты в своей эпохальной статье[16], один из них принимал участие в отборочных олимпийских соревнованиях по плаванию и там случайно заметил, что в соленой воде плавать легче. К слову сказать, нам этот феномен объясняли где-то в седьмом классе на уроках физики, когда изучали закон Архимеда, но то нам, а бедолагам-американцам до всего приходится доходить своим умом и на собственном опыте.

В соленой воде из-за увеличения плотности растет выталкивающая сила Архимеда, так что на воде держаться действительно легче. Но из этого отнюдь не следует, что в соленой воде легче, а главное, быстрее плыть, чем в пресной, поскольку у соленой воды не только плотность, но и вязкость выше, чем у пресной.

По признанию лауреатов, в их лаборатории шли жаркие, неутихающие дискуссии о влиянии вязкости на скорость плавания. Единства мнений не было – все участники прений разбились на три группы. Большинство, в основном специалисты по динамике жидкостей, утверждали, что человек поплывет медленнее, ведь на преодоление сопротивления более вязкой жидкости нужно тратить больше усилий. Другие возражали: человек при гребке толкается руками, чем создает тягу, стало быть, чем плотнее жидкость, тем более мощным выходит толчок. Третьи же предполагали, что эти эффекты компенсируют друг друга, отчего плавать в соленой воде не легче и не тяжелее, чем в пресной.

Видимо, обсуждение этого животрепещущего вопроса перешло в такую бурную стадию, что Касслер и Геттельфингер для примирения сторон решились на постановку натурного эксперимента. От соленой воды отказались по той причине, что увеличение ее вязкости относительно невелико и эффект, если он будет обнаружен, мог попасть в коридор ошибок. Нужно было радикальное увеличение вязкости раствора – так родилась идея сладкого сиропа, вероятно, во время поедания блинчиков с кленовым сиропом.

Но тут возникли две технические проблемы. Для надежного измерения скорости плавания дистанция должна быть достаточно большой, как минимум 25 м или ярдов, так как дело происходило в США. А это полноценный плавательный бассейн для соревнований. Причем желательно иметь два таких бассейна, один с сиропом, другой – с обычной водой, чтобы проводить сравнительные испытания в идентичных условиях. А еще лучше – несколько плавательных бассейнов разного объема, чтобы избежать влияния глубины на скорость пловца. То, как удалось исследователям уговорить администрацию выделить им университетский плавательный комплекс для проведения эпохального эксперимента, навсегда осталось загадкой.

Вторая проблема – сладкий состав для плавания. Первым на ум пришел кукурузный сироп. Нашлись и спонсоры, готовые предоставить необходимую для эксперимента тысячу тонн этого вещества, благо его производят и потребляют в США в немереных количествах. Но смыв такого объема сладкого сиропа в канализацию вызвал бы локальную экологическую катастрофу, кроме того, плотность кукурузного сиропа существенно отличается от плотности воды, что непременно исказило бы результаты эксперимента. В конце концов решили использовать природный гелеобразователь – гуаровую камедь. Это вещество часто используют в кулинарии и пищевой промышленности, то есть для человека оно безопасно. Итак, 320 кг камеди растворили в 650 кубометрах воды бассейна, получив концентрацию 0,05 %. Плотность сиропа осталась на уровне плотности воды, а вязкость выросла в два раза.

С чем не возникло никаких проблем, так это с пловцами-добровольцами. Какой студент откажется от возможности принять участие в таком прикольном эксперименте и сделать селфи в бассейне с сиропом? После строгого отбора сформировали команду из десяти пловцов. Каждый из них сначала проплывал 25 ярдов в бассейне с тысячей кубометров чистой воды, спустя три минуты – два раза по 25 ярдов в экспериментальном бассейне и затем, приняв душ, еще 25 ярдов в таком же бассейне с чистой водой. Фиксировали не только скорость, но и такие детали, как время отталкивания от стенки и количество гребков. Результат получился однозначный: вязкость на всем этом никак не отражалась.

Этому было дано вполне научное объяснение. Влияние вязкости на движение чего-нибудь в жидкости передается числом Рейнольдса – произведением характерного размера на скорость движения, отнесенную к вязкости. Для человека оно достигает значения 600. Это значит, что для пловца главное – силы инерции, а не силы вязкости. И жидкость обтекает его тело не ламинарно, а турбулентно, то есть с завихрениями. При таком режиме затрачиваемые усилия пропорциональны квадрату скорости, вязкость же отвечает лишь за 10 % затрат энергии пловца. Вот если бы вязкость увеличить в тысячу раз – в таком сиропе плыть было бы труднее, чем в воде, но, с другой стороны, и толкаться было бы проще. А какой фактор пересилит, так и не удалось выяснить в ходе эксперимента, видимо, вследствие заботы о судьбе канализации в спортивном сооружении.

Интересно, что снижение вязкости подобных сомнений не вызывает. Оно точно облегчит плавание: менее вязкая жидкость не только хорошо обтекает тело, но и отлично сопротивляется движениям рук, то есть интенсивность создаваемых ими вихрей сохраняется. Изготовители костюмов для плавания учитывают этот эффект, обеспечивая спортсмену именно легкость обтекания, то есть дополнительно понижая число Рейнольдса.

А кто-нибудь живет в мире, где число Рейнольдса мало? Как там можно плавать? Да, такой мир существует, и не где-нибудь в мантии Земли, а непосредственно в нас самих. Это мир микроорганизмов. Из-за их размеров вода для них оказывается средой с очень малым числом Рейнольдса. Поэтому движение микробов резко отличается от движения человека или рыбы. Ведь если число Рейнольдса мало, тогда инерция не действует, и, если не прикладывать усилия, сразу остановишься. Но это еще не все: повторяющимися движениями нельзя продвинуться далеко вперед. Вот, например, кальмар, который медленно втягивает в себя воду, а затем быстро ее выбрасывает и получает ускорение. В мире с малым числом Рейнольдса этот фокус не пройдет: независимо от того, быстрое движение или медленное, при заборе воды кальмар станет смещаться назад, а при выбросе – на такое же расстояние вперед и в результате останется на одном месте. Двигаться в таких условиях можно, только если возвратных движений нет вовсе.

Такой движитель известен – это штопор. При его повороте возникает две силы. Одна направлена по касательной к штопору, эта сила для движения не нужна, хоть она и велика. Другая, гораздо меньшая, направлена вдоль оси вращения. Она-то и способна обеспечить тягу при малом числе Рейнольдса. Именно так двигаются жгутиковые микроорганизмы. А также сперматозоиды. Собственно, все мы появились на свет исключительно благодаря тому, что эти мельчайшие частички жизни приспособились быстро перемещаться в мире с малым числом Рейнольдса, энергично вращая своим жгутиком и так продвигаясь к заветной цели.

За сколько секунд можно справить нужду?

Мы не случайно посвятили столько места и времени рассказам о взаимодействии живых существ с жидкостями. Жидкости с их изменчивостью формы сами порой кажутся живыми. Можно часами смотреть на волны, бегущие по поверхности моря, или капающую из крана воду. А вот часами сидеть, уставившись в неподвижную стенку, – это, извините, диагноз. Гидродинамика с ее элегантными уравнениями и неожиданными следствиями неизмеримо интереснее сухого сопромата – так в технических вузах называют курс «Сопротивление материалов».

Не знаем, как у вас, а у нас классические гидродинамические выражения, типа "уравнение неразрывности струи" или "скорость истечения жидкости", всегда вызывали ассоциации с процессом, которому все люди предаются по нескольку раз на дню. Но эти ассоциации никогда не претворялись в желание заняться исследованием столь жизненно важного процесса – вероятно, поэтому мы никогда и не станем лауреатами Игнобелевской премии.

Не таков доцент Дэвид Ху из Технологического университета Джорджии, о котором мы уже упоминали в одном из предыдущих рассказов. Вот у него за мыслью следует слово, а слово не расходится с делом. Он, вообще-то, занимается гидродинамикой и механикой сплошных сред – науками сложными, насыщенными многоэтажными формулами, которые присущи тензорному исчислению и требуют немалого воображения. Видимо, для развития воображения он и поручает своим студентам решать весьма остроумные задачи. Например, изучить гидродинамику потока муравьев, вытекающих из носика чайника подобно потоку воды, или продемонстрировать, что лягушка при ловле мух использует на языке слизь, обладающую свойствами неньютоновской жидкости.

Несомненно, что замеченная нами ассоциация не прошла мимо внимания и доцента Ху. Но у него она породила вполне резонные вопросы: как зависит время опорожнения мочевого пузыря или кишечника от размера живого существа, освобождающегося от этих продуктов жизнедеятельности, а также от количества предварительно выпитого и съеденного? За вопросами последовали исследования: одно посвящено мочеиспусканию[17], второе – дефекации. Оба исследования произвели неизгладимое впечатление на Игнобелевский комитет, что принесло доценту Ху с сотрудниками премию по физике за 2015 год. Кратко результат формулируется так: любое животное опорожняет свой мочевой пузырь примерно за 21 секунду, а время выхода твердых экскрементов составляет в среднем 12 секунд.

Как же это было установлено и в чем причина подобного единообразия, если смотреть на явление с точки зрения механики сплошных сред? Исследователи при поддержке грантов для молодых специалистов Национального научного фонда США и президента университета начали свой тернистый путь к славе с простейшего вида работы – наблюдения за соответствующим процессом у разных животных. Для этого они снимали на видеокамеру акты испражнения обитателей зоопарка Атланты, а также пользовались видеороликами из интернета. Довольно скоро в наблюдениях стала прослеживаться система.

Так, оказалось, что существует два механизма избавления организма от отработанной жидкости. Маленькие животные, весом до трех килограммов, делают это капельками, а большие животные – струйкой или струей, в зависимости от размера. На этом-то этапе и была установлена удивительная закономерность, которая принесла участникам работы почетный нанограмм золота: время испускания мочи у крупных животных оказалось константой, не зависящей от веса: 21±13 секунд. Разброс, конечно, великоват, но кривая распределения имеет привычный колоколообразный вид нормального распределения. При этом различие в размерах животных огромно: у кота объем мочевого пузыря в 3600 раз меньше, чем у слона! Казалось бы, слону нипочем за котом не успеть. Но успевает. Как же это ему удается?

Для поиска ответа была построена ставшая знаменитой математическая модель. Вот ее краткое описание. Представим, что по трубе, длина и диаметр которой соответствуют таковым у мочеиспускательного канала животного, течет поток жидкости. Его движению способствуют две силы: давление мочевого пузыря и сила тяжести, а замедляют его вязкость, сила инерции и капиллярная сила. Давление пузыря удивительным образом представляет собой фундаментальную физиологическую константу: как показали измерения, проведенные зоологами, у млекопитающих оно составляет примерно 5,2 кПа независимо от размеров животного. Гравитационная сила, она же гидростатическое давление, пропорциональна высоте трубы. Сила инерции, или динамическое давление, – квадрату скорости потока. Сила вязкого давления – квадрату скорости потока и отношению длины трубы к ее диаметру. А капиллярная сила, стремящаяся свернуть струю в капли, обратно пропорциональна диаметру трубы.

Для больших животных остается первые три силы, а вязкостью и капиллярной силой можно пренебречь. Тогда получится уравнение, в котором скорость потока выражена через параметры трубы и давление пузыря. Подставив этот результат в формулу для вычисления времени опорожнения мочевого пузыря, которое равно отношению его объема к скорости движения потока и площади поперечного сечения, получаем зависимость от объема пузыря и опять же параметров трубы. А они, как выяснили исследователи из группы Ху, закономерным образом зависят от веса тела: объем пропорционален весу в первой степени, а длина и диаметр мочеиспускательного канала – кубическому корню из веса. Подстановка этих зависимостей в формулу для времени показывает, что оно пропорционально весу в степени 1/6, или примерно 0,16, то есть зависимость от веса все-таки есть, но очень слабая. В общем-то точный расчет времени по экспериментальным данным дает не совсем константу, а именно слабую зависимость – с показателем 0,13. Такое совпадение свидетельствует: модель очень хороша. Из нее становится ясно, почему кот и слон освобождаются от жидкости за одно время: у слона всё больше – и пузырь, и длина канала, и его диаметр. В результате выше вклад силы тяжести, которая увеличивает скорость истечения потока, это и позволяет слону догнать кота в заочном соревновании.

А вот с мышами и крысами все сложнее. У них вклад капиллярных сил очень велик, ведь диаметр канала маленький. Эти силы так запутывают дело, что простую формулу вывести не получается, никаких инвариантов выявить не удается. Это соответствует эксперименту: время мочеиспускания у мелких животных различается двадцатикратно – от 0,1 до 2 секунд! Модель позволила рассчитать и параметры самого маленького животного, способного самостоятельно избавляться от мочи: у него диаметр канала равен 100 мкм. Это соответствует длине канала в 1,7 мм и весу в 0,8 г. Таковы параметры новорожденных мышат – их вес 0,5–3 г. И действительно, мать слизывает у них капельки мочи, которые в соответствии с игнобелевской моделью и не должны сами отделяться от канала. А вот насекомые в принципе не писают: у них продукты азотистого обмена выходят в сухом виде вместе с калом; аналоги почек у насекомых – мальпигиевы трубочки – открываются в кишку, а не во внешнюю среду.

По мнению авторов работы, их исследование – не просто удовлетворение любопытства, оно имеет практическую значимость. Во-первых, многие нарушения мочеиспускания изучают на животных, и теперь в руках медиков есть надежный инструмент для масштабирования полученных данных, чтобы их можно было применять к человеку. А во-вторых, бионический принцип позволит инженерам лучше проектировать масштабируемые гидродинамические системы, ведь мочевой пузырь и связанный с ним канал ничем не отличаются от какого-нибудь нефтехранилища, привязанного к нефтепроводу.

Аналогичную модель удалось создать для объяснения феномена дефекации. Действуя по схожей методике, исследователи из лаборатории доцента Ху определили: у подавляющего большинства млекопитающих, у которых твердые отходы жизнедеятельности выходят единым куском, а не орешками, как у коз или зайцев, имеется свой инвариант: этот процесс в норме (то есть без расстройства кишечника) занимает 12 секунд вне зависимости от веса животного. При этом скорость дефекации пропорциональна кубическому корню из веса, то есть длине животного, поскольку последняя также пропорциональна этому корню. Статистическая обработка данных измерения показывает соответственно, что время дефекации очень слабо зависит от веса – в степени −0,09, то есть чем больше вес, тем меньше время опорожнения, хотя 40-сантиметровая прямая кишка слона в десять раз длиннее, чем у кота.

Причиной такой инвариантности служит подобный найденному в первой работе набор физиологических констант и зависимостей, связывающих некие размеры с весом тела. В данном случае фундаментальной константой для всех млекопитающих стало минимальное давление, оказываемое гладкими мышцами кишечника на выделение в процессе дефекации, – 0,64 кПа; максимальное давление – в семь раз больше. С весом же тела связаны такие геометрические параметры, как диаметр и длина прямой кишки, а также толщина слизи на ее стенках: все они пропорциональны кубическому корню от веса. Интересно, что давление оказалось меньше, чем модуль сдвига твердых испражнений, который находится в пределах от 2 кПа у поссума (сумчатой летяги, не путать с опоссумом!) до 10 кПа у овцы. Иными словами, твердые испражнения не могут деформироваться в процессе выхода, поэтому важнейшее значение в кинематике процесса приобрела слизь – она играет роль смазки, и от нее зависит все.

Подстановка всех зависимостей в формулу для времени дефекации привела к тому, что показатели степеней при весе сократились, то есть время стало пропорционально весу в степени 0 – это оказался истинный инвариант, не то что время деуринации, которое от веса все-таки немного зависит. Однако подстановка значений дала время в 6,5 секунды, что в два раза меньше, чем показал эксперимент. Такое несовпадение, видимо, связано с плохо изученными свойствами слизи. Ее толщину измеряли следующим образом: брали свежие экскременты, которые из-за налипшей на них слизи еще блестели, и взвешивали. Затем ждали, когда блеск исчезнет, и снова взвешивали, предполагая, что слизь испарилась и, значит, разница веса позволит вычислить толщину ее слоя. Такая методика, конечно же, не слишком точна. Еще большую ошибку могут вызвать неточные измерения вязкости этой слизи, ведь в формуле это не коэффициент, а показатель степени.

Впрочем, отсутствие количественного совпадения не препятствует верным качественным выводам. Так, было подсчитано время дефекации человека при поносе; оно оказалось очень малым – 0,5 секунды с момента приложения давления гладкими мышцами кишечника, движение же шло с ускорением, что очень похоже на правду. Интересный результат получился в обратной ситуации – при запоре. Исследователи предположили, что в рамках принятого приближения запор означает отсутствие слизи. В этом случае движение выдавливаемого материала возможно лишь в результате его сдвиговой деформации. Подстановка в расчетную формулу механических характеристик наиболее плотных испражнений дала колоссальное время для этого случая – 524 дня при минимальном давлении и 6 часов при максимальном. Поскольку был взят экстремальный случай – в реальности какая-то слизь обязательно будет, – эта ситуация качественно опять же оказалась недалека от реальности.

Таким образом, теперь благодаря эпохальной серии работ группы Дэвида Ху мы знаем практически всё о механике процессов удаления продуктов жизнедеятельности из организма. Это дает возможность и врачам, и диетологам, рассуждая о путях улучшения жизни человечества, опираться не на слухи, домыслы и личное мнение, а на строгий научный инструментарий.

Скольким детям может дать жизнь мужчина?

Движение сперматозоидов, разобранное нами ранее[[18] ], неизбежно вызывает вопрос о конечной цели их путешествия. Ведь именно от успешности ее достижения зависит, состоится ли таинство зачатия. Увы, современная цивилизация поставила сперматозоид в такие условия, что от него мало что зависит: как бы интенсивно он ни двигал своим жгутиком, шансов достигнуть цели у него практически нет. И вообще, сегодня вопрос, вынесенный в название главки, носит скорее отвлеченно-теоретический характер. Это в стародавние времена количество сыновей у мужчины считалось показателем мужской силы, а самих сыновей считали помощниками в хозяйстве и в бою; их чем больше – тем лучше[[19] ]. Ныне большинство людей предпочитают ограничиваться одним ребенком. И даже любвеобильные граждане, готовые щедро делиться любовью со всеми окружающими особями противоположного пола, концентрируются на процессе, а не на результате.

И хотя наш интерес к этому вопросу носит сугубо ностальгический, даже, можно сказать, атавистический характер, ученые не могли оставить его без ответа. Одно из самых известных исследований в этой области выполнили австрийские антропологи Элизабет Оберзаухер и Карл Граммер из Венского университета[20]. Собственно, они попытались оценить правдоподобность исторических сведений о том, что у марокканского султана Мулай Абу-уль Насира Исмаила ас-Самин ибн Рашида (1645–1727) было 600 сыновей. Но результаты, полученные Оберзаухер и Граммером, выходят далеко за рамки этого конкретного случая, ведь они дают оценку мужской продуктивности в максимально благоприятных для этого условиях – при наличии неограниченного доступа к большой выборке женщин, состоящей из четырех жен и 500 наложниц.

Какими еще данными располагали исследователи? О том, что у султана было 600 сыновей, сообщил французский дипломат Доминик Буснот в 1704 году. На тот момент султану Исмаилу исполнилось 59 лет, с восшествия на престол прошло 32 года, именно эта величина была принята за продолжительность его продуктивной деятельности. Понятно, что сыновьями дело не ограничилось. Были и дочери. К ним султан относился неодобрительно и позволял их сохранять только женам. Дочерей наложниц повитухи душили сразу после появления на свет (ох, не случайно в истории султана Исмаила прозвали Кровожадным). Как бы то ни было, исходя из среднестатистических показателей, число девочек определили в 571, итого общее количество детей – 1171.

К сожалению, доподлинно не известно, какими соображениями в выборе партнерши руководствовался султан при посещении гарема. Поэтому в первом варианте компьютерного моделирования использовали модель "случайных блужданий". При этом вводили естественные ограничения: женщины по физиологическим, а в мусульманских странах и по религиозным причинам выпадают из процесса на пять дней в месяц, еще более продолжительные антракты связаны с беременностью и грудным кормлением, на это заложили полтора года. Исследователи учли также эффект синхронизации месячных циклов у совместно проживающих женщин, что соответствует условиям гарема. Достоверность данного эффекта признают не все ученые, это противоречие исследователи изящно обошли, предположив, что цикл синхронизируется у половины обитательниц гарема. На количество детей отрицательно влияют выкидыши и младенческая смертность, их вклад определили в 15–20 % от общего числа беременностей.

Наибольшие сложности при моделировании представляет учет одного, хорошо всем известного обстоятельства – не каждое совокупление приводит к зачатию. Также хорошо известно, что вероятность зачатия сильно зависит от дня цикла, достигая максимума во время овуляции. Но вот как точно зависит – тут мнения расходятся. Австрийские исследователи использовали две популярные на Западе модели фертильности (Уилкокса – Вайнберг и Барретта – Маршалла), которые дают вероятность оплодотворения при овуляции в 30 и 44 % соответственно. Вряд ли в XVII веке в Марокко были тесты на овуляцию, хотя кто их, древних, знает, но исследователи учли в своей модели еще один общеизвестный эффект – женщины становятся более сексуально привлекательными именно в эти дни. Вообще-то, биологи пока не могут понять, по каким маркерам возможно установление факта готовности женщины к оплодотворению и есть ли такие маркеры. Однако, похоже, султан Исмаил, руководствуясь богатым жизненным опытом и неуемным желанием увеличить число потомков, умел выхватывать своим зорким взглядом овулирующих женщин из шеренги наложниц. Вероятность этого исследователи оценили в 60 %.

Рассмотрели они и еще одну модель – индуцированной овуляции. Ее предложил немецкий врач Вольфганг Йохле, который проанализировал статистику беременностей жен военнослужащих во время Первой и Второй мировых войн. Военнослужащие в ходе передислокации частей попадали домой буквально на один-два дня, но при этом достигали желаемого результата. Йохле объяснил это тем, что физическая близость с долгожданным супругом индуцировала овуляцию у женщин со всеми вытекающими последствиями. Ситуация чрезвычайно схожа с гаремной, где наложницам долгие месяцы приходится ждать, пока султан разделит с ними ложе. Справедливости ради отметим, что эту модель проверяют много лет и до сих пор, даже используя новейшие методы, не могут ее ни подтвердить, ни опровергнуть.

Проблемы в зачатии связаны не только с женщинами, но и с самим султаном, который на протяжении этого сверхдлинного марафона становился все старше, а продуктивность его спермы – все ниже, исследователи оценили это падение в 1,52 % в год. Учли они и такой ненаучный фактор, как любовь, когда султан довольно продолжительное время уделял внимание только одной наложнице. А также приняли во внимание возможное формирование группы фавориток (из 11 женщин), которые пользовались наибольшим расположением султана.

Все эти данные были заложены в компьютер, и вот что получилось после многочисленных итераций. Султан Исмаил таки мог произвести 1171 ребенка, для этого ему надо было осуществлять в среднем один половой акт в день на протяжении 32 лет. Если совсем точно, то по моделям Уилкокса – Вайнберг, Барретта – Маршалла и Йохле султану надо было заниматься любовью 1,43, 1,62 и 0,83 раза в день соответственно. Интересно, что влюбленность в реалиях гарема плохо влияет на продуктивность – последняя существенно падает. Вот к чему приводит сосредоточение внимания на одном объекте страсти и пренебрежение обязанностями по отношению к народу. Фаворитки, наоборот, способствуют росту продуктивности.

Тут возникает естественный вопрос: а нужен ли столь большой гарем для достижения поставленной цели в 600 сыновей? Нет, не нужен, отвечают австрийские исследователи, в зависимости от использованной модели вполне хватило бы 65–110 женщин, увеличение числа женщин сверх этого количества не приводит к росту числа потомков.

Что нам совершенно непонятно, так это сетования австрийских исследований на непроизводительные расходы, которые повлекло содержание избыточного гарема. Нельзя же все мерить деньгами! Кроме того, надо и о женщинах думать, об их здоровье. Ведь при секвестированном бюджете, который нам предлагают австрийские исследователи, каждой женщине пришлось бы рожать в среднем более десяти детей. Это все-таки большая нагрузка на организм.

Несмотря на отмеченный недостаток, работа Элизабет Оберзаухер и Карла Граммера заслужила высокую оценку специалистов, и им была присуждена Игнобелевская премия по математике за 2015 год.

Зачем нужны поцелуи?

Зачатие зачатием, а каково место поцелуев в жизни человека? Из серии работ Киматы Хаджиме[21] из отделения аллергологии киотского госпиталя Удзитакеда, ставшего лауреатом Игнобелевской премии по медицине за 2015 год, следует однозначный вывод: поцелуи помогают человеку улучшать статус своей иммунной системы. Стало быть, они представляют собой не пустую забаву – или, как некоторые говорят, никчемное слюнокачание, – а жизненную необходимость.

В поисках ответа на вопрос "Зачем же нужны поцелуи?" доктор Кимата изучил их влияние на кожную аллергию. Видимо, по долгу службы ему не раз приходилось лечить людей от этой неприятной болезни, и целью исследования был поиск нетривиального способа облегчить их страдания. Еще в 2001 году Кимата обнаружил, что симптомы аллергии уменьшаются после просмотра кинокомедий. И вот в 2003 году он пришел к мысли изучить поцелуи как более мощный генератор положительных эмоций.

Для этого доктор Кимата подобрал три группы из добровольцев как с разными типами кожной аллергии, вызываемой пыльцой растений или пылевыми клещами, так и здоровых, затем разбил их на пары, и те, уединившись за закрытыми дверями, полчаса обнимались и целовались под расслабляющую музыку. А в ходе эксперимента у них брали пробы крови и измеряли в них уровень веществ, свидетельствующих о степени аллергической реакции. Спустя две недели опыт повторили, но теперь участникам под ту же музыку можно было только обниматься, а целоваться – ни-ни.

И оказалось – да, действительно, положительные эмоции, связанные именно с поцелуями, у пациентов с аллергией снижали уровень соответствующих веществ в крови, а у здоровых состав крови никак не менялся. Это лишний раз подчеркнуло: дело вовсе не в том, что в организм попала слюна другого человека со своими специфическими, присущими только ему веществами, а в том, что на такое проникновение иммунная система дала бы достойный аллергический ответ.

На этом достижении Кимата не остановился и в 2004 году продолжил опыты, изучая влияние на аллергию и более близких, нежели поцелуи, человеческих отношений. Пары из добровольцев опять на полчаса уединялись за закрытыми дверями, где совершали таинство любви, медики же до и сразу после брали у них пробы крови и проводили тест на аллергию. И опять положительные эмоции от такого времяпрепровождения снижали у страдающих от аллергии пациентов реакцию на пыльцу или пыль, а у здоровых никаких изменений в работе иммунной системы замечено не было. В общем, похоже, что благодаря исследованиям доктора Киматы под известное прозрение Лолиты из одноименного романа В. В. Набокова "хорошо против прыщиков на лице" подведена совершенно новая научная база.

А может быть, загадочное отсутствие при поцелуях иммунной реакции на чужеродные белки, да и генетический материал, всегда присутствующий в слюне, связано с тем, что слюна – очень едкая жидкость и всякие признаки чужой жизни в ней очень быстро исчезают? Такая точка зрения существовала достаточно долго и сильно огорчала судмедэкспертов. Ведь для них порой лишь наличие чужого генетического материала во рту жертвы могло бы свидетельствовать о том, что несостоявшаяся попытка изнасилования действительно имела место быть, что речь об оговоре не идет. Поиском ответа на вопрос "Сколько времени генетический материал из слюны одного человека может после поцелуя сохраняться во рту другого человека?" занимались коллеги доктора Киматы – словацкий коллектив во главе с Натальей Комодьевой[22] из братиславского Университета Коменского, разделивший с ним честь быть удостоенными Игнобелевской премии по медицине за 2015 год.

В их исследовании участвовали 12 мужчин, которые в течение двух минут интенсивно целовались с женщинами, чью слюну, отобранную спустя одну, пять, десять, тридцать и шестьдесят минут, и проверяли на наличие мужской ДНК. Как оказалось, дела судмедэкспертов обстоят не то чтобы блестяще, но и не безнадежно. Действительно, прямой анализ показал, что спустя пять минут в большинстве – восьми – образцах слюны мужской ДНК уже не было, а спустя полчаса – ее не было ни в одном из них.

Но вот применили современный метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), который способен даже из единичной молекулы синтезировать вполне достаточное для анализа количество вещества. И оказалось, что эти следы есть. Через пять минут после поцелуев лишь один мужчина ускользнул от потенциальной ответственности – его следы полностью исчезли из слюны партнерши. Спустя полчаса выбыл еще один участник. Однако и через час – время, за которое при благоприятном стечении обстоятельств можно успеть начать расследование, – пропали следы лишь четырех мужчин из двенадцати. При этом из оставшихся лишь в одном случае идентификацию этого следа провести не удалось. То есть, если бы проходило настоящее расследование, семь человек были бы сразу уличены в совершении преступления, а пятерых ожидало продолжение следственных действий.

Эта интереснейшая работа тянет за собой шлейф новых вопросов, дающих возможность для настоящих ученых продолжить свою деятельность по разгадыванию головоломок. Например, в чем же отличие того единственного мужчины, слюна которого уже через пять минут не оставила никаких следов? Ну да его решением, видимо, придется заняться какому-то сыщику, у которого из-за данных ДНК-экспертизы не будут сходиться концы с концами. А судмедэкспертам теперь, после работы игнобелевских лауреатов, стало ясно: совершенствуя методы, можно найти и не такую иголку в стоге сена.

Как живые существа ориентируются в пространстве?

В заголовок вынесен типичный вопрос на засыпку. Тут только с человеком все более-менее понятно: любой школьник вам скажет, что люди ориентируются в пространстве по GPS-навигатору. А как выкручиваются насекомые, рыбы, птицы и млекопитающие, братья наши меньшие, у которых нет не то что вышеозначенного навигатора, но даже завалящего компаса?

Возьмем жука-навозника, обитающего в африканских пустынях, – скарабея. Это неутомимое существо катает по песку шарики из навоза. Цель же – найти укромное местечко, где можно шарик спрятать и, отложив туда яйцо, быть спокойным за судьбу потомства, обеспеченного запасом питательного корма.

Однако есть у скарабея очевидная проблема. Как и все живые существа, он несимметричен. Эта асимметрия способна сыграть с ним злую шутку, как с заблудившимся в лесу человеком, лишенным навигатора: из-за того что у человека длина ног разная, он, не имея ориентиров, будет упорно и строго идти только вперед, но траектория его движения окажется дугообразной и в конце концов сомкнется в окружность.

Аналогично и скарабей – если он не будет ориентироваться, то станет двигаться по окружности, то есть по многу раз проходить уже осмотренные, не подошедшие для закладки катышка навоза места, и никогда не размножится. Однако размножается! Значит, у него есть какой-то ориентир среди бескрайних однообразных песков, где даже глазу человека-то не за что зацепиться, не то что фасеткам маленького жука.

Удивительно, но это существо показало себя подлинным обитателем Вселенной (недаром древние египтяне боготворили скарабея), ведь ориентиром для него оказалась сама по себе Галактика – Млечный Путь.

Это интересное обстоятельство выяснил творческий коллектив из шведских и южноафриканских исследователей во главе с Марией Даке (Лундский и Витватерсрандский университеты), получив за работу заслуженную объединенную Игнобелевскую премию по биологии и астрономии за 2013 год.

Для исследования они построили полигон – арену двухметрового диаметра с непрозрачными темными стенками высотой в метр. В центр арены аккуратно сажали жука с навозным шариком и измеряли, за какое время он под ночными небесами доберется до стенки: если путь проходит по прямой, то время окажется минимальным. Конечно, Луна служила самым лучшим ориентиром, и в полнолуние жуки демонстрировали рекордные результаты – около 21 секунды. Звездное небо без Луны, впрочем, также было неплохо – 41 секунда. А вот если неба не было видно, то жук блуждал в два-четыре раза дольше – от 90 до 150 секунд. То есть жуку для ориентировки явно нужны звезды. Но какие? Что он такого важного видит на небе, где не всякий человек сможет найти нужную звезду несмотря на советы "Гугла"?

Для выяснения подробностей арену с жуками перебазировали в планетарий Йоханнесбурга, на куполе которого можно зажечь до 4000 звезд. Там жукам включали и полное небо, и только Млечный Путь, и 18 самых ярких звезд, и их же в окружении слабых – в общем, перебрали все пришедшие в голову комбинации небесных светил. И оказалось, что Млечный Путь и есть самый главный ориентир в отсутствие Луны – вся Галактика целиком, именно в этом случае жук добирался до края арены за 40–50 секунд. А вот только яркие звезды заставляли его блуждать по полторы минуты. Контрольной группой послужили другие южноафриканские жуки-навозники, за которыми наблюдали в природе. Дело в том, что осенью на юге континента Млечный Путь едва виден над горизонтом. И если в это время не было Луны, то свободно живущие жуки теряли ориентацию.

Как же видит жук нашу Галактику? Скорее всего, как яркое пятно на небе: фасетки его глаза не способны различать отдельные звезды. Кстати, авторы исследования отмечают, что аналогично ориентироваться по Галактике должны и другие ночные насекомые и даже земноводные. Правда, пока что только с навозниками удалось поставить столь тщательной опыт с привлечением передовой техники вроде планетария.

Звезды звездами, но что у нас с магнитным полем? Есть ли какая-то ясность, используют его разные живые создания для ориентации или нет? Многие пытались найти ответ на этот вопрос, но поиски скорее порождают новые проблемы, чем дают ответы. Например, австралийский ихтиолог Грэхем Хейс из Университета Суонси проанализировал канадскую статистику, посвященную изучению путей возвращения атлантических лососей в родную реку в районе Ванкувера. И статистику немалую – полвека наблюдений. Суть же их такова.

Перед устьем реки в океане лежит остров, обходить который можно как с севера, так и с юга. Однако год от года большинство рыб выбирают только один из этих путей. С чем же это связано? Ведь считается, что рыбы, как и птицы, и черепахи – в общем, все, кто совершает дальние путешествия, запоминают некую магнитную карту. Она-то и приводит их к цели. Почему же в один год карта ведет их в обход острова сверху, а в другой – снизу? "Эврика!" – воскликнул Грэхем Хейс, разобравшись в физике явления: карта-то не постоянна. Магнитное поле Земли весьма переменчиво. Мало того что его полюса скользят со скоростью в несколько десятков километров в год, так ведь еще имеются как кратковременные, так и долговременные, вековые, изменения его напряженности и склонения. Очевидно, что карта, запомненная рыбой одного года рождения, будет отличаться от той, что возникнет в голове рыбы другого года. Вот они и обходят остров с разных сторон, пользуясь картой, которая уже не соответствует магнитному рельефу.

Ну вот, решение найдено, все отлично, ориентация по магнитному полю доказана. Как бы не так! Ведь есть существа, которые находят дорогу к месту рождения спустя десятилетия, как те же черепахи. За 20 лет магнитный полюс уползет на многие сотни километров, и карта станет совсем иной. Как при такой путанице черепаха сможет ориентироваться? Совершенно неясно.

Трудности с пониманием механизма взаимодействия живых существ с магнитным полем порой приводят к очень остроумным экспериментам, а их авторы получают заслуженную награду. Например, исследование ориентации тел собак относительно геомагнитного поля во время испражнения Игнобелевский комитет удостоил премии по биологии в 2014 году. Получил ее большой творческий коллектив – двенадцать чешских зоологов и физиков во главе с Хайнеком Бурдой, работающим в пражском Чешском университете наук о жизни и Университете Дуйсбурга – Эссена[23]. Ранее этот же коллектив изучал магнитное упорядочение коров, стоящих и лежащих на пастбище, оленей в лесу и охотящихся лис.

Казалось бы, изучить упорядочение испражняющихся собак несложно. Собери добровольцев, вручи каждому компас, и пусть они во время прогулок с питомцами фиксируют ориентацию тела собаки относительно стрелки компаса в момент освобождения от продуктов жизнедеятельности. Остается проанализировать данные и убедиться, что собаки не хуже лис или коров ощущают магнитное поле. Прелесть методики в том, что какое-либо неосознанное влияние человека на выбор ориентации невозможно – она определена процессами, протекающими в собаке.

Но не тут-то было. Проведя по полторы тысячи измерений ориентации во время дефекации и мочеиспускания для собак обоих полов (в эксперименте принимали участие 42 суки и 28 кобелей), авторы работы оказались у разбитого корыта. Никаких явных следов магнитного упорядочения собак замечено не было: точки вполне равномерно распределились по окружности компаса.

Однако настоящий ученый тем и отличается от дилетанта, что никогда не останавливается перед трудностями. Отсутствие яркого эффекта в данном, да и во многих других случаях совсем не показалось удивительным. В конце концов ведь очевидно, что все яркие эффекты естествоиспытатели обнаружили в XIX веке, самое позднее – в первой половине XX века. Тем же, кто стоит на плечах гигантов прошлого, осталось искать эффекты, невидимые невооруженным глазом. Впрочем, от этого ничуть не менее значимые.

Как выделить что-то внятное из безнадежно-равномерного распределения ориентаций? Правильно, нужно сделать выборку. Выборка по половой принадлежности собак ничего не дала – и кобели, и суки располагались одинаково хаотично. Может быть, солнце путает все планы и заставляет собаку сидеть так, чтобы оно не слепило ей глаза? Обстоятельство немаловажное, ведь, как отмечали классики, живое существо во время испражнения весьма беззащитно и ему приходится быть начеку, а если солнце заставляет жмуриться – можно прозевать опасность. Эту гипотезу сочли несостоятельной по двум причинам. Во-первых, зрение у собак так себе, эти животные больше полагаются на тонкий слух и прекрасное обоняние. А во-вторых, солнечный день в Чехии и Германии выпадает хорошо если через два дня на третий. Стало быть, солнце могло спутать магнитные планы собак от силы в трети случаев. Да и выборка по пасмурным дням не дала интересного результата – распределение оставалось все таким же уныло-однородным.

А что, если посмотреть на магнитную погоду? Ведь геомагнитное поле складывается из двух составляющих: статической, определяемой собственным полем Земли, а также магнитными аномалиями, которые вызваны неравномерным распределением ферромагнетиков в земной коре, и динамической, определяемой колебаниями ионосферы под действием солнечного ветра. Есть и еще один возмущающий фактор: межпланетное магнитное поле, создаваемое Солнцем. Все эти факторы учитывают при измерениях магнитного поля Земли, которые постоянно ведут в магнитных обсерваториях. Из-за динамической составляющей вектор напряженности суммарного поля постоянно меняет направление относительно того, что задано статической составляющей. И вот тут ученым улыбнулась удача: в те дни, когда поле было невозмущенным (отклонение его вектора было менее 0,1° относительно статической составляющей), собаки во время испражнения стремились ориентировать свое тело вдоль силовой линии, соединяющей северный и южный магнитные полюса Земли.

Нельзя сказать, что ориентация была строгой, статистический разброс составил примерно 50°, но это было гораздо лучше, чем в дни с сильными возмущениями. Когда же провели усреднение по одной и той же собаке – для тех, у которых было не менее пяти измерений, – разброс вообще упал до 29°. Справедливости ради стоит отметить, что, когда отклонение поля оказывалось в пределах 2°, на диаграмме появлялся некий слабый пик данных с ориентацией перпендикулярно геомагнитному полю, но статистическая значимость этого эффекта оказалась слишком мала, чтобы всерьез его обсуждать.

Однако какого же результата добились игнобелевские лауреаты, потратившие немало времени на свою работу? Неужели столь уж важно, как ориентируют свое тело собаки во время очистительной процедуры? Выводов можно сделать два.

Самый главный: при проведении работ по изучению влияния магнитного поля на живых существ нельзя не учитывать магнитную погоду. Вот цитата из статьи: "В частности, важен тот факт, что даже малые флуктуации магнитного поля Земли могут изменять поведение и что нормальные магнитные условия, при которых собаки демонстрируют свое особое поведение, присутствовали всего в 30 % случаев. Если экстраполировать это на других животных и на другие опыты по магниторецепции, то появляется объяснение плохой воспроизводимости результатов одних опытов и большого разброса данных других. Ученые, исследующие поведение животных, должны пересмотреть свои эксперименты и наблюдения с учетом этих фактов, а также учитывать их при планировании будущих работ"[24].

Ну а второй вывод: да, собаки чувствуют магнитное поле Земли, и с помощью достаточно простой методики можно тщательно изучать этот феномен. Тем более что собаки – вполне традиционные лабораторные животные, с ними легко и просто работать. Не то что с волками, лисами, черепахами, ящерицами, омарами, ласточками, крачками, малиновками, тритонами, пчелами, шмелями, муравьями, бабочками и прочими видами, у которых обнаружена склонность к взаимодействию с магнитным полем Земли.

А как они это делают? Как чувствуют ничтожное магнитное поле? Это – предмет длительной научной дискуссии, итоги которой до сих пор не подведены. Существование магниторецепции – восприятия магнитного поля, – по крайней мере у некоторых видов животных, не вызывает сомнений, при этом поиски механизма порой кажутся столь бесперспективными, что авторы одного из свежих обзоров проблемы назвали его "чувство без органа чувств"[25].

Сама по себе идея магниторецепции появилась давно. В 1855 году русский зоолог Александр Миддендорф писал о перелетных птицах: "…подобно тому, как на корабле есть магнитная стрелка, эти моряки, бороздящие воздушный океан, имеют внутреннее магнитное чувство, которое может быть связано с гальванически-магнитными токами". Спустя сто лет, когда техника эксперимента существенно продвинулась вперед, зоологи Фридрих Меркель и Вольфганг Вильчко из Франкфуртского университета, поставив опыт с малиновками, доказали, что те ориентируются в полете по направлению магнитного поля[26].

После решения принципиального вопроса – да, явление существует – оставалось найти сам магниточувствительный орган или хотя бы магниторецептор, и проблема оказалась бы решена. Исследователям отчасти посчастливилось – они нашли намеки на целых два механизма, однако доказать, что именно с их помощью животные чувствуют магнитное поле, пока не удается. Какие же это намеки? Современная наука не приветствует и подробно не рассматривает идею Миддендорфа о гальванических токах, а они неизбежно, в силу закона электромагнитной индукции Фарадея, должны возникать при движении сквозь магнитное поле проводника, то есть насыщенного ионами тела птицы или пчелы. Вместо этого задействованы, так сказать, статические идеи.

Согласно первой, внутри некоего органа животного или непосредственно внутри его клеток находятся магнитные частички. Желательно, чтобы они были неравноосными (вытянутыми) и монокристаллическими. Их размер не велик и не мал, а как раз такой, чтобы в каждой частице размещался один и только один магнитный домен (то есть область, в которой все магнитные моменты атомов направлены в одну и ту же сторону; большая частица разбивается на несколько доменов с разной ориентацией моментов, и ее суммарный магнитный момент, усредняясь, снижается), но в то же время, чтобы тепловые флуктуации не нарушали магнитный порядок слишком малого числа атомов. При изменении направления магнитного поля частичка должна повернуться – разместить свой магнитный момент по полю, а это вызывает механические искажения вмещающей ее клетки. Если же частичка не одна, тогда должны возникать цепочки намагниченных частиц, и поле станет менять конфигурацию уже этих цепочек, что опять-таки меняет форму клетки и растягивает мембрану так, что открывается какой-то ионный канал.

Для подтверждения этой гипотезы нужно найти магнитные частицы минерала магнетита (смесь оксидов двух– и трехвалентного железа) с подобными характеристиками и содержащие их клетки, связанные с нервной системой. И действительно, магнетит в теле обнаружен у многих животных и даже у людей, хотя последние в магниторецепции не замечены. Например, Джозеф Киршвинк и его коллеги из Калифорнийского технологического института выяснили[27], что в одном грамме человеческого мозга содержится не менее пяти миллионов однодоменных магнитных частиц – примерно четыре нанограмма. При этом большинство их имеет размер в 10–70 нм, а небольшая доля – существенно крупнее, под полмикрона. В мягких же оболочках мозга магнитных частиц примерно в 20 раз больше. Современные данные, впрочем, дают более высокие значения. В тканях жителей таких загрязненных городов, как Мехико или Манчестер, находят до 12 мкг/г подобных частиц, то есть в тысячи раз больше, чем в Калифорнии начала 1990-х[28]. Возникает мысль, что частицы магнетита не синтезируются в организмах городских млекопитающих, а проникают извне, например при вдыхании выхлопных газов дизельных двигателей. Хотя наличие больших и малых частиц при отсутствии средних подсказывает, что происхождение у тех и других может быть разным. Ну а пришедшие извне частицы вряд ли могут отвечать за какой-то орган чувств – очень уж это выходит ненадежно.

Где именно, в каких клетках мозга человека расположены магнитные частицы, выяснить пока что не удалось, равно как и не удалось найти "магнитные" клетки у животных, исследовать которых гораздо проще. Зато в межклеточном пространстве и в клетках иммунной системы – макрофагах, которые предназначены как раз для того, чтобы удалять из организма всякую крупную дрянь, – магнетитовые частицы имеются. Однако ни там, ни там они не могут передавать информацию нервной системе, а без этого какой может быть орган чувств? Да и скопления частиц во многих случаях находят вовсе не в мозге. Вот у пчел они сосредоточены в брюшке, и это, как показал опыт, ничуть не мешает магниторецепции[29].

Сначала пчел приучали брать мед из кормушки с магнитным полем. Через пару дней они так к этому привыкали, что искали мед именно там, где было магнитное поле. Затем пчелам перерезали нерв, который соединяет брюшко с грудью, то есть лишили магнитики из брюшка возможности передавать информацию с помощью нервной системы. Магнитное чувство у пчел пропадало, но мед они прекрасно забирали из кормушки, видимо, ориентируясь уже только на запахи. То есть магнетитовая система вполне работала, но, как именно магнитики в брюшке сообщали насекомому о присутствии поля, осталось загадкой. Авторы так и пишут: "Наши данные доказали, что магнетит играет важную роль в магниторецепции пчел. Однако связь железосодержащих клеток с нервной системой не установлена".

Зато у муравьев магнитики нашли у основания усиков – все-таки поближе к прочим органам чувств. Есть мнение, что усики общественных насекомых должны стать объектом пристального внимания исследователей магниторецепции.

В общем, замечательная магнетитовая гипотеза, казалось бы подтвержденная находками магнитных частиц в самых разных частях тела живых существ, благополучно разваливается при внимательном рассмотрении: нет ни чувствительных клеток, ни механизма измерения поля, ни способа передачи информации в мозг, ни понимания, какую информацию надо передавать – о напряженности поля, о его широтном или долготном склонении и т. п. В поисках выхода приходится пускаться в фантазии.

Например, предполагать, что такая частичка служит в качестве крышечки ионного канала: приоткрываясь под действием поля, она освобождает путь движению ионов сквозь мембрану чувствительной клетки, и та передает возбуждение в нервную систему[30]. Расчет показывает, что изменений магнитного поля Земли вполне хватает для перемещения такой крышечки, а силы белка-пружинки, приделывающего ее к мембране, – для последующего закрывания канала. На логичный вопрос: «Что же никто таких крышечек не видел?» – следует ответ: «Надо тщательнее смотреть, все-таки частички очень маленькие, увидеть их непросто». Тем более когда неясно, какие именно клетки требуют столь тщательного осмотра – клетки мозга или брюшка.

Альтернативный механизм связан со спиновой химией и основан на еще одном твердо установленном факте: у птиц, насекомых, земноводных способность чувствовать магнитное поле зависит от освещения – если его нет или если фильтром вырезана сине-зеленая область, то никакой магниторецепции не будет. Наверное, одними из первых соответствующие эксперименты провели уже упомянутые Вольфганг Вильчко и Росвита Вильчко с малиновками, благо методика изучения их магниторецепции была хорошо отработана. В новых опытах птиц освещали монохроматическим светом с разной длиной волны, и по мере отхода от синей области они теряли способность ориентироваться по магнитному полю[31]. Позднее подобные опыты проводили с огромным числом птиц, животных и насекомых. Важная роль света подсказывает, что чувствительный орган находится где-то в глазу, но там никакого магнетита пока что найдено не было. Зато там есть белки-фоторецепторы. На один из них, реагирующий на синюю и ультрафиолетовую часть спектра, – криптохром – и обратили внимание исследователи.

Этот белок знаменит тем, что он – одна из "шестеренок" циркадных часов и отвечает за их подстройку по солнцу. Однако криптохром еще и фоторецептор, причем единственный, способный давать долгоживущую пару радикалов. Время ее жизни, как и способность к образованию связей с другими молекулами, зависит от спинового состояния образовавшихся неспаренных электронов. Магнитное же поле способно это состояние менять. Поэтому изменения в поведении криптохрома могут лежать в основе магниторецепции. В таком случае обладающие этой способностью животные и насекомые непосредственно видят магнитное поле. Нам – существам, лишенным такого чувства, – понять, как все это выглядит, невозможно. Но можно пофантазировать примерно так. При повороте головы меняется ориентация молекул криптохрома относительно геомагнитного поля. Тогда, согласно базовой гипотезе радикальной магниторецепции, меняется действие этого рецептора: пары радикалов схлопываются либо какой-то белок отцепляется от него. Коль скоро криптохром связан с восприятием синего и ультрафиолетового света, то формируемая им картинка в мозгу становится более или менее синей в зависимости от того, как изменилось положение глаза относительно магнитного поля. Птица фиксирует это изменение и выправляет курс.

Проверяется световая гипотеза просто. Птиц или дрозофил приучают реагировать на магнитное поле, затем выключают синий свет, и сразу вся выучка пропадает, когда его снова включают – возвращается. Другой способ: взять нормальных дрозофил и дрозофил с дефектным геном, кодирующим криптохром, и посмотреть, как магнитное поле влияет на их поведение – например, способность к ухаживанию за самками[32]. У нормальных дрозофил сильное поле резко усиливает любвеобильность самцов, а на дефектных никак не сказывается. Вывод: дефектные не обладают магниточувствительностью.

Казалось бы, это доказывает неопровержимость радикальной гипотезы, и она оказывается прекрасной теорией, неплохо вписывающейся в экспериментальные данные. Однако есть серьезные возражения. Самое главное – предполагаемый механизм спиновой химии для слабого магнитного поля Земли до сих пор не продемонстрирован, его работоспособность зафиксирована для гораздо больших напряженностей магнитного поля.

Усложняют картину и животные, выпадающие из необходимых теоретикам закономерностей. Скажем, восточноамериканский краснопятнистый тритон обладает магниторецепцией не в одном, а в двух световых диапазонах – сине-ультрафиолетовом и близком к инфракрасному. Чтобы вписать его в концепцию, приходится придумывать весьма замысловатые превращения все того же криптохрома.

Наконец, многие магниточувствительные существа обходятся без света, например те же шмели, которые прекрасно ориентируются ночью. Есть данные, что некоторым птицам достаточно лунного света, но вот полярная крачка целый месяц летит из Арктики в Антарктику, не прекращая полет на ночь, то есть по меньшей мере четверть срока такого полета она почти лишена света Луны. А ведь если именно магниторецепция отвечает за прокладывание маршрута, но в темноте она не работает, то ночной безлунный полет точно собьет птиц с цели. Ну, разве что они используют Млечный Путь подобно жукам-навозникам.

Для выхода из этой тупиковой ситуации некоторые исследователи допускают одновременное существование разных механизмов. Например, Вольфганг и Росвита Вильчко уверены, что у птиц правый глаз с помощью радикального механизма определяет направление движения, а расположенные в спине частички магнетита помогают распознать местоположение[33].

В общем, как видно, до разгадки тайны магнитного чувства пока что очень далеко. Может быть, простые и надежные опыты вроде наблюдений за упорядочением псов во время дефекации помогут найти путь к научной истине или хотя бы к непротиворечивой рабочей модели.

Почему птицы «любят» одни статуи и «не любят» другие?

Порой за разгадками волнующих тайн необходимо в буквальном смысле слова забраться в мозг другого существа и попытаться понять, как оно, обладая другими органами чувств, воспринимает окружающий мир. Если же это не удается, загадка так и остается до конца не разгаданной. Вот одна из них. Каждый, кто гулял по площадям любимого города и внимательно рассматривал статуи, замечал интересную закономерность: у некоторых на голове и плечах находится толстый слой птичьего помета, а другие стоят как будто только что из мастерской. Профан скажет, что тот, чья статуя засижена птицами, при жизни был нехорошим человеком, вот птицы ее и метят. Но не таков искушенный в познании премудростей исследователь. Он глубоко задумается и составит план, который поможет ему максимально близко приблизиться к непостижимой истине, как это сделал лауреат Игнобелевской премии 2003 года по химии Юкио Хироси. Он пытался понять, отчего статую в городе Канадзава голуби облетают стороной.

Принц Ямато Такэру, что означает "силач из дома Ямато", жил, согласно преданию, в I–II веках н. э., был сыном двенадцатого правителя Японии Кейко-тэнно и отцом четырнадцатого правителя Тюай-тэнно, прославился многими победами, объединил страну под властью ныне правящего дома и стал в конце концов божеством синтоистского пантеона. Его статуи стоят во многих уголках Японии. Одна из них и послужила объектом игнобелевского исследования.

Статую принца воздвигли в 1880 году в парке Кенроку-эн, одном из старейших парков страны, который создавался с XVII века трудами даймё из дома Маэда, владевших Канадзавой при власти сёгунов. В 1874 году, во время Реставрации Мэйдзи, когда была восстановлена власть императора и начались буржуазно-демократические реформы, парк открыли для публичного доступа, и вскоре жители города полюбили проводить там время. Вот и Юкио Хироси в детстве не раз бывал в этом парке, а зоркий глаз будущего исследователя приметил интересную особенность: в отличие от многих других памятников, статуя Ямато Такэру не была испачкана пометом – птицы сидели на всех окрестных деревьях, а этот памятник избегали. Лет в восемнадцать Юкио Хироси задался вопросом: отгоняет ли птиц магическая сила божественного принца или есть материальная причина? Ответ на него он нашел спустя 45 лет.

За это время Юкио Хироси успел стать металловедом в университете родного города, где изучал разрушение металлических сплавов. В 1989 году его лаборатория приняла участие в реставрации статуи принца. Обследовав ее, Юкио Хироси в очередной раз отметил, что никаких следов птичьего помета на ней нет. А затем занялся своим основным делом – изучением химического состава. Тут его ждал сюрприз: статуя была отлита не из оловянистой или свинцовистой бронзы, а из мышьяковистой, которую из-за вредности легирующего элемента давным-давно перестали использовать.

Содержание мышьяка в статуе принца оказалось высоким: 10 % в среднем. При этом – видимо, из-за ликвации, то есть расслоения, которое случается при затвердевании больших отливок из легированных сплавов, – в ногах мышьяка было 15 %, а в голове – 2 %. Получается, что статуя, ныне позеленевшая от патины, сразу после изготовления была разноцветной, ведь при малом содержании мышьяка бронза имеет красный цвет, а при большом – серебристый. Впрочем, скорее всего, мышьяк добавляли не для декоративных эффектов, а для повышения прочности сплава и снижения температуры плавления – у мышьяковистой бронзы она ниже, чем у оловянистой, делать из нее отливки проще.

Узнав состав сплава, Юкио Хироси вспомнил книгу по древней технологии обработки металла, в переводе которой он недавно участвовал. По удивительному совпадению доставшаяся ему глава как раз была посвящена сурьме и мышьяку, и там было сказано, что мышьяк ядовит для птиц. Это позволило исследователю предположить: именно высокое содержание мышьяка отпугивает пернатых вандалов.

Для проверки гипотезы Юкио Хироси отыскал составы сплавов, из которых сделаны некоторые другие памятники, и выяснил, что мышьяка в них мало, не более 2 %. Тогда он провел эксперимент: отлил, соблюдая меры предосторожности, образцы мышьяковистой бронзы и окружил ими кормушку для птиц. И точно, птицы пугались и к корму близко не подлетали – что вороны, что голуби.

Об этом исследовании прознали корреспонденты местной газеты, и публикация о его результатах вызвала бурный интерес. Еще бы! Ведь птицы – это не только сладкоголосое пение или борьба с насекомыми-вредителями, но и помет, загрязняющий улицы, дома, машины и одежду прохожих. А в аэропортах птицы – источник серьезной опасности: попав в двигатель, они могут вызвать авиакатастрофу. Чтобы прогнать их, используют разного рода отпугиватели, в том числе покрывают специальными веществами крыши и подоконники, и заграждения, например лес из шипов на горизонтальных поверхностях. Некоторые аэропорты даже заводят с этой целью хищных птиц, а вот в аэропорту Пизы применяют еще и административные меры к птицелюбам: за кормление голубей там выписывают штраф.

Поэтому все пострадавшие от птиц и потянулись в лабораторию Юкио Хироси. Особенно ему запомнилось, как пришел знакомый предприниматель, плечи которого были покрыты птичьими испражнениями – очень уж много голубей поселилось возле офиса. Чтобы помочь всем этим людям, Юкио Хироси предложил было использовать мышьяковистую бронзу для отделки мест на зданиях, которые полюбились птицам. Увы, эта затея провалилась. Как только пожарные услышали, что мышьяк при нагревании выше 1000° C быстро улетучивается из сплава, они наложили свой запрет. Видимо, дурная слава мышьяка оказалась слишком сильна и никто не задумался о том, что этот элемент широко распространен в природе: он содержится в любой питьевой воде, придает особый аромат армянскому коньяку, он же входил в состав средств от прыщей и по сей день используется в стоматологии. То небольшое количество мышьяка, что могло бы улететь в атмосферу из бронзовых пластинок при пожаре, вряд ли было бы сильной добавкой к имеющемуся фону.

Сам Хироси пытался убедить оппонентов в безопасности предлагаемого решения: он бросил бруски выплавленной им бронзы в аквариум с рыбками данио и доказал, что спустя месяц те ничуть не пострадали и содержание мышьяка в воде не увеличилось. Это не помогло – интересный способ устрашения птиц не прошел.

Впрочем, возможно, дело было все-таки не только в мышьяке. В 2011 году Хироси подал заявку на изобретение материала для отпугивания птиц – покрытие из мышьяковистой бронзы с добавками радия. Про то, есть ли радий в статуе принца, Хироси ранее не рассказывал, однако при поиске ответа на вторую часть вопроса – отчего же птицы боятся металла с мышьяком – он больше апеллировал не к их чутью, а к гипотетической способности видеть в другом диапазоне, и в частности фиксировать потоки ионов.

В принципе, независимо от того, нашел ли Хироси радий в статуе принца или нет, ход его мысли понятен: для металловеда сама по себе постановка вопроса – испаряется ли мышьяк из бронзы – кажется абсурдной. Конечно, термодинамика предписывает выравнивание концентраций вещества, но металл – это такая энергетически выгодная система при нормальных условиях, что мышьяк если и испаряется из него, то в ничтожном, пренебрежимо малом количестве. Более того, если бы такое испарение было хоть сколько-нибудь значимым, за тысячелетия мышьяк исчез бы из любой бронзы, однако археологи находят бронзовые предметы с высоким содержанием мышьяка, выплавленные 10 000 лет тому назад. А если испарение несильное, то с какой стати птицам бояться памятника? Кроме того, есть данные в пользу того, что мышьяк им, скорее всего, безразличен.

Бóльшая проблема – мышьяк в дичи, то есть в птицах, которых добывают охотники. Источник его прекрасно известен: это пестициды, содержащие, скажем, метаарсенат натрия, ими опрыскивают леса для борьбы с короедом. Очевидно, что остаточного мышьяка в таком препарате заведомо больше, чем может испариться из памятника. Исследования показывают, что, например, дятлы хотя и без особого аппетита, но поедают личинок короеда, в тканях которых содержится этот элемент. И в организмы дятлов порой попадает столько мышьяка, что орнитологи даже опасаются за их здоровье. Странно получается: птицы не очень-то переживают, если полакомились личинками с мышьяком, а вот призрачного запаха от памятника пугаются. С другой стороны, известно, что мышьяк может воздействовать на электрические свойства; его способность менять цвет меди видна невооруженным глазом. А если еще предположить, что от принца исходят потоки ионов, то кто знает, что может померещиться птицам, смотрящим на статую? Ответ на этот вопрос могли бы дать только специалисты по физиологии птичьих органов чувств.

Статую принца металловеды исследовали давно, в конце 1990-х годов. Казалось бы, при решении важной народно-хозяйственной задачи (поиск материала для кровли, который отпугивает птиц) возникла интереснейшая научная тема – как птицы чувствуют мышьяк в бронзе и почему он для них неприятен. И что же? Орнитологов совершенно не заинтересовала находка металловеда. Анализ базы данных научных публикаций на связь "птицы + мышьяк" выявил лишь огромный массив информации по накоплению мышьяка в тканях птиц, никаких исследований по раскрытию загадки статуи Ямато Такэру проведено не было. За четверть века существования загадки! Почему так?

Ответ на этот вопрос можно почерпнуть из книги профессора Шеффилдского университета Тима Беркхеда "Удивительный мир. Легко ли быть птицей?" (What It's Like to Be a Bird, 2012). Вот что он пишет:

"История изучения чувств, в особенности птичьих, была богатой событиями и непростой. Несмотря на обилие описательных сведений, собранных за последние несколько столетий, сенсорная биология птиц никогда не входила в категорию ключевых и актуальных проблем. ‹…›

В процессе работы над книгой я связался с несколькими специалистами в области сенсорной биологии, уже вышедшими на пенсию, и с удивлением обнаружил, что все они рассказывают почти одно и то же: «Когда я занимался подобными исследованиями, они никого не интересовали, или же нашим результатам не верили». Один ученый сообщил мне, что всю свою жизнь посвятил сенсорной биологии птиц, но, если не считать того, что его попросили написать главу для энциклопедии, его заслуги практически не получили признания. После выхода на пенсию он сжег все свои бумаги, а потом вдруг, к его одновременному огорчению и удовольствию, я начал расспрашивать о его исследованиях.

Другие рассказывали мне, как когда-то собирались написать учебник по сенсорной биологии птиц, но так и не нашли достаточно заинтересованное издательство. Представить себе не могу, что значит посвятить свою жизнь сфере исследований, которая очень мало кого интересует".

Непонимание того, что и как чувствуют другие существа, может привести к серьезным ошибкам. Например, экологи, занимающиеся изучением поведения, также предположили, что степень полового диморфизма у птиц – то есть различия по внешним признакам между самцами и самками одного вида – может быть связана с их моногамностью или полигамностью. Для проверки этого предположения они оценивали виды в зависимости от яркости оперения самцов и самок – на основе человеческого зрительного восприятия. Теперь мы уже понимаем, насколько наивен такой подход, ведь зрительная система птиц отличается от нашей, поскольку они видят и в ультрафиолетовом диапазоне. Изучение тех же птиц в ультрафиолете показало, что у многих видов – в том числе лазоревки и некоторых попугаев, – которые раньше считались не обладающими половым диморфизмом, самцы на самом деле заметно отличаются от самок, если смотреть на них так, как их видят самки, в УФ-спектре.

В своей знаменитой статье «Каково быть летучей мышью?» (What is like to be a bat?), опубликованной в 1973 году, философ Томас Нагель утверждал, что нам никогда не узнать, каково быть другим существом. Чувства и сознание – субъективный опыт, поэтому их не в состоянии разделить или вообразить кто-то другой. Нагель выбрал для примера летучую мышь, потому что у нее, как у млекопитающего, много общих чувств с нами, и в то же время она обладает эхолокацией, отсутствующей у нас, следовательно, мы не в силах понять, каково быть ею.

Каково это – быть киви? Блуждать в густом подлеске почти в полной темноте, практически без зрения, зато с обонянием и осязанием, значительно превосходящими человеческие? Ричард Оуэн исследовал киви в 1830 году, и при виде ее крошечных глазок и огромной обонятельной области мозга предположил – почти не имея сведений о поведении этой птицы, – что она полагается скорее на обоняние, чем на зрение. Гипотезы Оуэна, мастерски увязавшего строение с функциями, были элегантным образом подтверждены сто лет спустя, когда поведенческие тесты выявили, что киви обнаруживают добычу под землей с лазерной точностью. Киви чуют запах дождевых червей сквозь 15-сантиметровый слой почвы!"[34]

При таком положении дел неудивительно, что окончательная разгадка тайны статуи принца еще ждет своих исследователей, способных перешагнуть междисциплинарные барьеры и посмотреть широко открытыми глазами на мир во всем его многообразии.

Почему бутерброд падает маслом вниз?

Каждый из нас хоть раз в жизни ронял бутерброд на пол и на собственном опыте убедился, что таки да – бутерброд всегда падает маслом вниз. Многие усматривают в этом проявление закона Мерфи: «Если что-то может пойти не так, то это непременно случится». А сам закон приписывают имманентной зловредности Природы – так она мстит нам, людям, за многовековые издевательства над ней.

Закон Мерфи, конечно, правильный, это подтверждает вся история человечества, но механизмы его проявления непонятны. Прямо скажем, они отдают мистикой, а мистику ученые ненавидят больше всего на свете. Поэтому закону бутерброда – точнее говоря, попыткам его опровержения – посвящено огромное количество исследований.

Экспериментальной проверкой закона бутерброда занимаются любопытствующие обыватели у себя на кухне, школьники посвящают ему свои проекты, иногда в лаборатории переоборудуют студии крупных телекомпаний типа Би-би-си. И все экспериментаторы увлеченно роняют бутерброды на пол, скрупулезно подсчитывая число падений маслом вверх и маслом вниз. Практически все приходят к тому, что вероятность обоих событий одинакова, 50/50, как при подбрасывании монетки. Таким образом, закон бутерброда имеет не физические, а психологические основания. Люди запоминают только неприятный исход, когда же бутерброд падает маслом вверх, они автоматически поднимают его и съедают, руководствуясь эмпирическим правилом пяти секунд: "То, что лежало на полу меньше пяти секунд, не считается упавшим".

Впрочем, сторонники закона бутерброда с легкостью отметают эти инсинуации. По их мнению, результаты эксперимента служат дополнительным подтверждением закона Мерфи: Природа, глядя на потуги горе-экспериментаторов, нарочно выдает ложный результат, чтобы лишний раз посмеяться над ними. Не ускользают от внимания сторонников закона и методические ошибки при постановке эксперимента: бессмысленно ронять бутерброд на кафельный пол кухни или лаборатории, эксперимент надо проводить в гостиной, устланной ковром, причем дорогим. Чем дороже ковер, тем с большей вероятностью бутерброд упадет маслом вниз. Это надежно установленный экспериментальный факт, добавляют они.

Еще один подход к решению проблемы – сугубо теоретический. Физики анализируют динамику падения бутерброда, включая такие варианты, как падение маслом вверх, упругое отражение от пола, переворот в воздухе на 180° и повторное падение, уже маслом вниз. Существенно, что в качестве модели используют бутерброд в западном стиле: никакой колбасы сверху, слой же масла настолько тонок, что выдает свое присутствие только бóльшим блеском намазанной маслом стороны. Показано, что слой масла вносит вклад в изменение момента инерции бутерброда, а также в асимметрию аэродинамических характеристик двух сторон бутерброда, однако все эти факторы несущественно влияют на вероятность падения маслом вверх или маслом вниз, которая остается примерно 50/50.

Все перевернула статья британского физика-теоретика Роберта Мэтьюса "Падающий тост, закон Мерфи и фундаментальные константы"[35]. Изюминкой работы стало то, что Мэтьюс рассмотрел падение тоста без масла, то есть изначально исключил любую асимметрию, которую привносит в объект слой масла, а также неопределенности, связанные с распределением масла в поверхностном слое тоста. Переводя на физический язык, Мэтьюс описал поведение жесткой, изотропной прямоугольной пластины с массой m, падающей с устойчивой горизонтальной плоскости, находящейся на высоте h. Для инициации падения пластину (тост) медленно сдвигают к краю плоскости (стола), когда центр тяжести пластины выдвигается за край плоскости, пластина заваливается вниз и падает на пол. Для простоты описания Мэтьюс исключил вторичные эффекты типа упругого отражения от пола – как упало, так и упало.

Анализ уравнений движения показал: при таком падении пластина вращается вокруг своей оси, что полностью соответствует нашему житейскому опыту. При высоте падения в 90–150 см пластина успевает осуществить оборот на 180°, то есть бутерброд, который, естественно, лежит на столе маслом вверх, при падении с неизбежностью переворачивается маслом вниз. Результат падения сильно зависит от скорости движения пластины по плоскости перед падением. Если эта скорость достаточно высока, то пластина отрывается от стола, как прыгун с трамплина, и планирует вниз, практически не переворачиваясь. То есть все зависит от начальных условий – от высоты стола и скорости движения по плоскости.

Возможно, это объясняет обескураживающие результаты экспериментальной проверки закона бутерброда. Все дело в методике! Если подбрасывать бутерброд как монетку или просто выпускать его из рук, то падение маслом вверх или маслом вниз становится равновероятным. Но ведь в реальности дело обстоит обычно не так. Бутерброд медленно соскальзывает со стола после чьего-то неловкого движения или с блюда зазевавшегося официанта, и вот тут-то он, скорее всего, упадет маслом вниз.

Через несколько лет после выхода статьи Мэтьюс проверил свои теоретические построения в трех сериях прямых экспериментов, которые выполнили тысячи британских школьников в различных регионах Великобритании. Школьники все делали правильно, как доктор Мэтьюс прописал: медленно сдвигали бутерброды к краю стола и наблюдали за их падением. В итоге 62 % попыток закончилось падением бутерброда маслом вниз, 38 % – маслом вверх. Разница в полтора раза – при такой большой статистике это значимый результат. Тут есть о чем задуматься. Но вернемся к основополагающей статье. Для того чтобы бутерброд упал маслом вниз, высота падения должна составлять 0,9–1,5 м. Эти величины коррелируют с ростом человека, который определяет комфортную высоту обеденного стола или высоту, на которой находится блюдо с бутербродами в руках официанта. Но почему рост человека именно такой, какой он есть? Почему для подавляющего большинства людей он укладывается в интервал 1,5–2 м? И может ли человек быть ростом со слона или, бери выше, с жирафа?

В 1980 году американский астрофизик Уильям Пресс опубликовал статью "Размеры человека в свете фундаментальных констант"[36], где все разложил по полочкам. Двуногие существа (люди) менее устойчивы, чем четвероногие (слон, жираф) и тем более сороконогие. Люди слишком легко падают и при этом больно ударяются головой о землю, камень, асфальт и прочие твердые объекты. Пресс рассчитал силу удара, связал ее с прочностью черепа и получил результат: человек ростом три метра, упав на твердую поверхность, обязательно размозжит голову и умрет. «Фатальная» формула включает основные фундаментальные константы: константу электромагнитного взаимодействия, гравитационную постоянную и радиус Бора. Именно они ставят предел физическому росту человека.

Следуя этой логике, Роберт Мэтьюс сделал вывод: закон бутерброда напрямую вытекает из фундаментальных констант и его можно с полным правом называть законом Природы. Особо радует в этом выводе то, что гипотетическая зловредность Природы, на которую мы намекали в самом начале, никак не связана с человеком, просто она такой уродилась.

Мы подозреваем, что именно глобальность вывода склонила чашу весов Игнобелевского комитета в пользу работы Роберта Мэтьюса, что принесло ему премию по физике за 1996 год.

Лишь один момент в этой истории остался для нас непроясненным. Статья Мэтьюса поступила в редакцию журнала 31 марта, накануне международного Дня дураков. Это случайно или как?

Другое направление человеческой мысли, связанное с падающими бутербродами, посвящено изучению правила пяти секунд. Оно гласит: если упавшая на пол еда пролежала там менее пяти секунд, то есть ее безопасно. Одно из первых исследований, посвященных проверке этого правила, даже принесло своему автору – Джилиан Кларк, студентке Чикагской высшей школы сельскохозяйственных исследований – Игнобелевскую премию 2004 года в области общественного здоровья.

Экспериментальной проверке правила пяти секунд она посвятила свою летнюю практику. Сама же идея, что можно употреблять в пищу еду, пролежавшую на полу какое-то время, известна очень давно. По мнению самой Джилиан Кларк, она восходит к Великой ясе Чингисхана, который определил этот срок аж в двенадцать часов.

Готовясь к проведению задуманного эксперимента, Кларк для начала проверила наличие микрофлоры на полу в студенческом общежитии. И тут ее ждало фиаско: как ни странно, бактерий на сухом полу практически не оказалось. Более того, там даже спор не было. Судя по всему, в студенческом общежитии выживают только сами студенты. Так что прямой эксперимент с едой, упавшей на пол, поставить не удалось и пришлось, как это принято при основании научного направления, обойтись модельными опытами. Кларк купила в магазине кафельные плитки, заселила их кишечной палочкой и уже на такую подготовленную поверхность роняла выпечку и сладости, через пять секунд поднимала образцы и затем исследовала под электронным микроскопом. Оказалось, что кишечным палочкам вполне достаточно этого времени для освоения поверхности продуктов. При этом с гладкой плитки их переселялось больше, чем с шершавой. То есть правило пяти секунд было опровергнуто.

Следующим был коллектив авторов из Университета Клемсона в Северной Каролине в 2006 году. Они капали на пол, предварительно обработанный препаратом с сальмонеллой, соус для спагетти болоньезе и спустя пять секунд выдержки смотрели, сколько бактерий в нем оказалось. Плитка была наименее дружественной к еде: с нее в соус переползло 99 % бактерий, с ковра – менее 0,5 %, с деревянного же паркета – 5–68 %. Авторы отмечают, что даже месячное пребывание на сухом полу не убило всех сальмонелл, намекая, что пищу с пола есть ни в коем случае нельзя. В отличие от первозакрывательницы эффекта Джилиан Кларк, им удалось опубликовать статью в рецензируемом "Журнале прикладной микробиологии"[37].

В том же году двое студентов Коннектикутского колледжа решили рискнуть и перейти от моделей к практике: они кидали конфеты и ломтики яблока на пол непосредственно в студенческой столовой и в закусочной. Результаты расходились с модельными данными: бактерии в заметном количестве появлялись на еде лишь спустя полминуты. Видимо, полы в их колледже столь же чисты, как и в общежитии, где свои исследования проводила Кларк.

О самом свежем из известных нам исследований в этой области рассказало агентство AlphaGalileo 10 марта 2014 года: молодые британские ученые из Астонского университета кидали на пол бутерброды, пиццу, печенье и леденцы, а затем смотрели, сколько на них оказалось кишечных палочек и золотистых стафилококков. В целом их результаты совпали с данными северокаролинских исследователей: бактерии с коврового покрытия проникали на еду хуже всего. Но даже с ламината или плитки и даже на влажную еду бактерии перебирались более пяти секунд.

Конечно, отмечают авторы исследования, всегда надо помнить, что на любом подобранном с пола куске будет сколько-то бактерий. Но поговорка "быстро поднятое не считается упавшим" все-таки имеет научное обоснование, полученное опытными бутербродоведами.

Сколько стоит бесплатный сыр?

Казалось бы, ответ на этот вопрос знают все: бесплатный сыр стоит дорого, даже очень дорого. И тем не менее очень многие попадаются на эту уловку, движимые жаждой наживы, страстью к «халяве», надеждой на чудо, заносчивой уверенностью, что их никто обмануть не может, или, наоборот, прекраснодушной верой в то, что все вокруг говорят правду, наконец, просто по глупости или со скуки. Сортов бесплатного сыра заведомо больше, чем обычного сыра, потому что изобретательность человеческая, особенно в части обмана ближних своих и дальних, поистине беспредельна.

Мы расскажем лишь об одном виде мошенничества, а именно о так называемых письмах счастья. Многие получали по электронной почте подобные сообщения от людей с трудной судьбой, которые горят желанием разделить с адресатом миллионы долларов, фунтов стерлингов, различных франков и прочей валюты, волею судеб оказавшейся в распоряжении отправителя. Но немногие знают, что основоположники этой методики перераспределения общечеловеческих ценностей – соответствующее интернет-движение появилось в Нигерии – были заочно удостоены в 2005 году высокой награды Игнобелевского комитета, а именно премии по литературе "за использование системы электронной почты для распространения серии коротких рассказов".

Благодаря нигерийским литераторам миллионы читателей узнали об удивительных приключениях таких персонажей, как генерал Сани Абача, его вдова миссис Мариам Абача, адвокат Жон Мбеки эсквайр, – каждый из них нуждается в небольшой денежной сумме, чтобы получить доступ к огромным средствам, которые они охотно разделят с добрым человеком, оказавшим содействие. По данным правоохранительных органов, участники движения действуют отнюдь не бескорыстно, средний размер их гонораров – 3000 долларов США, а общий объем доходов от подобного литературного творчества исчисляется сотней миллионов долларов в год. Не случайно в Нигерии для данного вида мошенничества был введен специальный цифровой код – 419, который теперь используют во всем мире.

Что сулят письма счастья? В лучшем (для вашего кошелька) случае предложение сдать в аренду ваш компьютер за несколько тысяч рублей в день или помочь нефтяной компании списать заработную плату для налоговой оптимизации (именно такие предложения заполняли папки спама наших компьютеров в 2017 году) приведет на сайт, где рекламируют что-то ненужное. В случае средней тяжести это будет не рекламный сайт, а распространитель вирусов. Необязательно при нажатии на роковую ссылку компьютер окажется во власти вымогателей. Вредоносное программное обеспечение может незаметно внедриться, обойдя защиту, и компьютер превратится в зомби: будет в фоновом режиме рассылать новые сообщения, расходуя интернет-трафик. Хорошо, если этот зомби глупый и воспользуется имеющейся адресной книгой – тогда по истошным воплям друзей можно догадаться о проблеме и принять меры.

В тяжелом же случае мошенники могут нанести ощутимый вред. Чтобы узнать о нем, достаточно набрать в поисковике "e-mail swindlers" и погрузиться в увлекательные полицейские истории. Вот, например, в декабре 2016 года в Лагосе, самом большом городе Нигерии и заодно всей Африки, полиция арестовала трех интернет-мошенников. Они взломали почту агента по недвижимости и прислали якобы от его клиента распоряжение о перечислении примерно четырех миллионов нигерийских найр (около 30 000 долларов) на некие расчетные счета. Так получилось, что во время выполнения переводов клиент позвонил агенту, афера вскрылась, злоумышленников в конце концов нашли и арестовали, вот только уже переведенные деньги где-то растворились. Это не единичное мошенничество 2016 года – незадолго до того полиция Лагоса арестовала четырех молодых людей, которые хотели таким же способом освободить карманы владельца лотерейной компании от пяти миллионов найр.

На подобное примитивное финансовое мошенничество способны люди грубые, обиженные на весь мир или попавшие в дурную компанию. Согласно одной из психологических теорий[38], к преступлению приводят внутренние личностные предпосылки (мотивировки) и внешние обстоятельства (фрустраторы). К финансовому мошенничеству могут привести три мотивировки: «нет денег совсем», «нет денег для помощи близким» и «у меня денег несправедливо мало». Очень похоже, что в случае с нигерийскими мошенниками главенствует третья мотивировка, а ее усиливают три фрустратора.

Во-первых, когда индивид, считающий, что его доход несправедливо мал, испытывает недостаток денег – финансовое давление, он обвиняет в этом компанию, коллег, а то и саму страну, отчего и возникает желание "восстановить справедливость": финансово поддержать себя. Во-вторых, возможно давление со стороны организационно-производственных факторов: общая неустроенность жизни, невозможность преуспеть, малооплачиваемая работа – все эти мелкие фрустраторы приводят к накоплению психического напряжения и формированию внутреннего протеста, который и выливается в форму мошенничества. А в-третьих, личность может испытывать давление близких и друзей, которые дают советы и рекомендации, оказывают мягкое воздействие, подталкивающее к преступлению.

Однако возможно ли применить подобную типологию к настоящим мастерам своего дела – это вопрос. Ведь они идут на изощренные инсценировки, рядом с которыми меркнут как реальные подвиги прошлого, вроде продажи Виктором Люстигом Эйфелевой башни на металлолом, так и выдуманные, например пересказанные В. А. Гиляровским похождения Павла Карловича Шпейера из "Клуба червонных валетов", который продал англичанам казенное присутствие московского генерал-губернатора по адресу Тверская, 13. История борьбы полицейских Нигерии с современными виртуозами интернет-мошенничества включает, помимо уже упомянутых обыденных эпизодов, ликвидацию фальшивого интернет-банка четы Абачи или целого ложного посольства ЮАР в Амстердаме, которое было разоблачено силами общественности.

Вот как описывал в 2014 году многоуровневую операцию несостоявшихся мошенников участник французского канала авторской журналистики France 24 Observers Александр Капрон.

Однажды ему позвонил некий Фердинанд из габонской деревни Эборо. Он рассказал ужасную историю про печальную жизнь обитателей деревни, которая стала еще хуже, когда единственный мост, соединяющий их с большой землей, разрушило наводнение. Скрепя сердце сельчане залезли в древнее святилище и взяли оттуда набор глиняных статуэток, чтобы на вырученные от их продажи деньги починить мост. И уже нашелся американец, готовый купить статуэтки за 850 000 долларов, но сделка сорвалась. Видимо, понимая, что имеет дело с доверчивыми африканцами, попавшими в безвыходное положение, он решил скинуть цену в два с лишним раза. Вот и хотят они обратиться к известному блогеру из Франции, которой Габон совсем не чужая земля, чтобы тот провел с американцем переговоры, продал бы фигурки от своего имени, а прибыль они поделили по-честному.

Капрон решил поучаствовать в игре. Тогда Фердинанд сказал, что ему нужно получить согласие совета племени, и замолчал на некоторое время. И тут стал звонить человек из США, с которым удалось договориться о цене. Фердинанд же тем временем стал настаивать на перечислении комиссии, после чего статуэтки будут отправлены во Францию. Чувствуя сомнения Капрона, он передал телефон вождя, предупредив, что имя свое тот не назовет, ибо оно сакрально. Так состоялось знакомство с новым персонажем: тот, ласково называя блогера "мое дитя", обсудил детали сделки.

Но Капрон оказался парень не промах. Через друзей в Габоне он узнал, что мост цел, а вот старый вождь умер, нового же никак не изберут. Все это он выложил Фердинанду, который клялся, что вождь жив, и пытался вышибить слезу, мол, дела зашли так далеко, что его попросту убьют, и наконец произнес классическое "Ну что же мне сделать, чтобы ты поверил?". Капрон слезу не пустил, и сделка сорвалась. Впрочем, наверняка гонорар за свой материал на канале он получил. А вот те, кого подобного рода рассказы трогают до глубины сердца (или в ком жадность заглушает инстинкт самосохранения), порой страдают, и очень сильно. В лучшем случае расстаются с крупными деньгами: например, один саудовский делец в афере с клоном посольства ЮАР потерял 100 000 долларов. А можно еще и лишиться свободы и затем выкупать свою жизнь уже не у мошенников, а у вымогателей, что несравнимо опаснее.

Иногда на выручку жертвам приходят спасители-супергерои, причем махинации интернет-мошенников вызывают, очевидно, такое возмущение, что в борьбе с ним объединяются и светлая, и темная стороны силы: среди праведных интернет-воинов были замечены Венера Милосская и Дарт Вейдер. Эти борцы прекрасно маскируются, не без основания полагая, что интернет-мошенники совсем не безобидные артистические натуры и могут быть связаны с мафиозными кланами, у которых, как всем известно, длинные руки. Кроме того, порой они сами совершают действия за гранью закона, например блокируя сайты или проникая в почтовые ящики злоумышленников и похищая их переписку, которая затем каким-то неведомым образом оказывается в руках правоохранителей.

Борьба идет по нескольким сценариям. Самое простое – вступить в переписку и заставить мошенника тратить время и силы на разработку сложной операции. Почуяв добычу, тот делает подставные сайты, фабрикует пачки документов, выезжает в отдаленные поселки, чтобы забрать выманенные у псевдожертвы деньги, и все это впустую. Порой в награду за старания мошенник получает почтовый ящик, забитый подставными сообщениями о согласии сотрудничать, в потоке которых теряются письма настоящих жертв. Ради этого защитники справедливости обзаводятся даже роботами. Иногда мошенников удается сфотографировать в смешных позах, и затем эти фотографии гуляют по интернету, подрывая их авторитет у коллег по бизнесу, либо удается распространить молву о каких-то их порочных пристрастиях вроде зоофилии, что опять же негативно воспринимается в сообществе аферистов.

Время от времени на злоумышленниках удается подзаработать. Ходит легенда об одном товарище по борьбе с интернет-мошенничеством, который в преддверии покупки партии золота на 1,8 млн долларов сумел-таки получить из Ганы стодолларовый образец на анализ. Но, как правило, такая борьба бескорыстна, ею занимаются для развлечения или из любви к искусству. Полиция же смотрит на деятельность защитников справедливости сквозь пальцы и отмечает, что без помощи общественности потери от действий мошенников были бы больше.

Где находится ад?

Мошенники причиняют порой столь сильные неприятности людям, что многие пострадавшие закономерно ожидают: в будущем такие гадкие преступники заслуженно займут свое место в аду. Но где именно – на сковородке, в кипящем котле, в пекле?

Оказывается, ответить на этот вопрос непросто, ведь мало кто знает, как устроен ад, а главная проблема состоит в поиске достоверного источника. Конечно, в качество оного можно взять нечто образное, вроде той картины, что намалевал кузнец Вакула, – где святой Петр выгоняет черта из ада. Однако сам-то Вакула в аду никогда не был, а если и общался с чертом, так это потому, что поймал его в родном селе. И работник попа Балда в этом деле не помощник – чертей он дурил тоже на родной земле.

Одиссей входит в число тех немногих героев, кто побывал на берегу реки Стикс и даже при помощи магической жидкости, в данном случае крови, пообщался с обитателями царства Аида, однако подробности об устройстве самого царства в повествовании Гомера опущены. И вообще не факт, что Аид и христианская преисподняя – это одно и то же место. Поэтому сведения об этом мистическом месте приходится собирать в буквальном смысле слова по крупицам.

Такую скрупулезную работу провел профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Генри Келли, который специализируется на истории литературы, искусства и религии, в частности демонологии.

Собранные сведения он обобщил в фундаментальной монографии "Сатана. Биография"[39]. Из нее можно узнать, что у преисподней весьма сложный рельеф и пестрый состав обитателей. Согласно иудейскому преданию, первые из них появились в ней вскоре после изгнания Адама и Евы из рая. Так, в Книге Бытия сказано, что «сыны Божии стали входить к дочерям человеческим, и они стали рождать им: это сильные, издревле славные люди, которых еще называли исполинами» (Быт 6:4). Широко распространенный в древности апокриф – Книга Еноха – конкретизирует ситуацию: двести ангелов, прозываемых Бодрствующими, или Стражами, забросив свои функции, стали ходить к дочерям человеческим и соблазнять их. Возглавлял их Семияз, а главным учителем порока стал Азазел. Этих-то недобросовестных стражей и поместили в темные пещеры ожидать Страшного суда, после чего им уготована огненная бездна.

Интересно, что аналогичная судьба, по мнению древних греков, постигла других могущественных существ – титанов, которые были на веки вечные низвергнуты в бездну Тартар, то есть в место, лишенное дна. Это вовсе не царство Аида, поскольку охранять Тартар поставлены сторукие и пятидесятиголовые первенцы Урана и Геи – гекатонхейры, а в подручных у Аида ходит трехглавый Цербер – порождение Ехидны, которая и сама пребывает в Тартаре.

Следующими поселенцами подземного мира стали духи исполинов. Само потомство падших ангелов было истреблено, однако в другом апокрифе – Книге Юбилеев – Ной жалуется, что их духи сохранились, приходят и опять соблазняют и даже убивают его внуков. Этих духов велено было заковать и заточить до Страшного суда, но по просьбе их начальника десятую часть оставили, чтобы было кому подвергать испытаниям благочестие людей.

В Новом Завете, а именно в Апокалипсисе, появляется огненное озеро, в которое после Страшного суда сбрасывают души грешников. В нем же оказываются главные действующие лица последних времен: зверь и лжепророк. Еще один обитатель ада – древний змей, он же диавол, сатана, Князь мира сего: его туда помещает и заключает в оковы на некий срок, по разным версиям, либо сам Христос во время своего сошествия в ад, либо грозный ангел. По окончании срока заточения он выйдет из ада, обольстит людей, устроит бунт, проиграет и окажется в одном озере со своими предшественниками.

Согласно еще одному апокрифу – Евангелию от Никодима (ад здесь предстает и как место для душ грешников, и как его владыка, аналогично Аиду), Христос во время сошествия разбивает старые ворота, лишает Гадеса (Аида) его владений и выводит из них души праведников, чьи имена перечислены в некоей книге. Интересно, что операция по выводу душ, так называемое боронование ада, проходит не единожды: в том же апокрифе Гадес жалуется, что Христос уже изымал из его чертогов душу Лазаря.

В переводе на физический язык ад состоит из низкоэнергетической части (пещеры) и двух высокоэнергетических частей, одна из которых (огненная бездна) лишена границы, а вторая (озеро) ограничена как минимум по двум координатам – длине и ширине. Внутри находится три вида материи – ангелы и некие бестелесные образования двух типов: духи исполинов и души людей, причем последние способны совершать путешествие в обе стороны – и в ад, и из ада. Вероятность перемещения зависит от содержащейся снаружи информации о них, а при определенных обстоятельствах возможна передача информации изнутри наружу. Интересна и та особенность, что нигде не сказано об ограничении способности преисподней к размещению вновь прибывающей материи.

И вот тут просвещенного читателя должно осенить: "Где-то я все это уже читал!" Скорее всего, свое удивление читатель придержит при себе, но вот американский телепроповедник Джек Ван Импе, отвечая 31 марта 2001 года на двенадцатой минуте своей проповеди на вопрос "Как оно там, в центре черной дыры?", определил ситуацию одной фразой: "Там все, как в аду". Эта простая констатация принесла ему и его соведущей Рокселле Ван Импе Игнобелевскую премию по астрофизике за 2001 год. Впрочем, физики особого внимания на прозрение Ван Импе не обратили, а продолжили выстраивать многострочные уравнения, описывающие искажения метрики пространства при участии разного рода гамильтонианов с квантово-механическими добавками. А зря. Посмотрим на черную дыру глазами Ван Импе.

Согласно классическому описанию, следующему из общей теории относительности Альберта Эйнштейна, черная дыра возникает при условии, что деформация пространства-времени, вызванная концентрацией массы-энергии, превосходит некий предел. Граничное значение определено простейшим решением уравнения Эйнштейна, которое получил Карл Шварцшильд: деформация на границе черной дыры такова, что свет не может ее покинуть и движется по окружности. Это приводит к тому, что из черной дыры наружу ничто выйти не может и сторонний наблюдатель ее не видит. Более того, для него на границе дыры – так называемом горизонте событий – время останавливается.

Внутри черной дыры пространство чрезвычайно искривлено и где-то, а также когда-то в глубине этого странного пространства-времени находится сингулярность: в ней обрываются так называемые мировые линии, то есть траектории в пространстве-времени, по которым движутся все материальные тела. Фактически это бездна, поскольку в ней пропадают сами понятия пространства и времени. Поскольку в сингулярности деформации пространства-времени бесконечны, приближаясь к ней, любой материальный, то есть конечный объект когда-нибудь обязательно подвергнется такому столь высокоэнергетическому воздействию, что обратится в ничто, причем случится это за конечное время.

Сильная деформация пространства внутри черной дыры ведет к серьезным проблемам с вычислением объема. В обычном, недеформированном мире всё просто: перемножаем высоту на ширину и длину и получаем объем. Внутри дыры не так. В частности, проблема состоит в том, что радиальная координата (а расчеты внутри дыры ведут в сферической системе, которая задана радиусом и двумя углами) – это не только способ измерения расстояния от поверхности дыры в ее глубь, но еще и способ измерения времени; фактически внутренность дыры – это растущий четырехмерный цилиндр. Его надо нарезать на слои равного значения времени и потом из них складывать объем дыры, что не раз делалось разными способами и с разными количественными результатами.

В некоторых случаях внутри черной дыры с массой, равной массе Солнца, помещалась целая вселенная – и даже наша Вселенная, по мнению некоторых теоретиков, уместилась бы внутри какой-нибудь черной дыры, причем в качестве ее границы мы видим ту самую сингулярность, с которой все и началось почти 14 млрд лет тому назад. Более консервативная оценка дает просто гигантский, но конечный объем. Например, черная дыра, находящаяся в центре Галактики, имеет видимый снаружи радиус 10^6 км, а возраст – 10 9 лет. Подставляя эти данные в формулу, Мариос Христодулу и Карло Ровелли из Тулонского университета подсчитали, что ее объем сейчас равен 10^34 км^3, то есть она способна вместить миллионы Солнечных систем[40]. Таким образом, рассуждения о плотности вещества в черной дыре при ее переменном объеме, как и мысли о том, хватит ли места для поглощаемой материи, лишены смысла.

Наличие внутри дыры сингулярной бездны совсем не радует физиков. Наученные горьким опытом краха классической физики в начале XX века, они знают: когда что-то становится бесконечным, значит, проблема не с физической реальностью, а с теорией, которая перестает эту реальность описывать. Причина в данном случае понятна: деформация пространства-времени с некоторого момента оказывается неподъемной для существующих методов расчета. Чтобы исправить ситуацию, физики обращаются к квантовой механике и пытаются придумать теорию квантовой гравитации. Она еще не создана, однако отдельные интересные идеи на этом пути удается сформулировать.

Возможно, самым значимым на этом пути стало явление Стивена Хокинга, который сумел вывести часть материи из черной дыры с помощью излучения, названного его именем. Сделал он это, развивая идеи советских физиков В. Н. Грибова, Я. Б. Зельдовича и А. А. Старобинского. Суть их состоит вот в чем. В основе квантовой механики лежит представление о том, что положение каждого объекта задается не конкретным числом, а вероятностью его нахождения в данном месте или состоянии, но точному определению мешает соотношение неопределенности, выраженное через постоянную Планка. С ее помощью удается задать масштаб, на котором еще имеет смысл говорить о непрерывном пространстве-времени. Соответствующие числа называют планковским масштабом: планковская длина 1,6∙10−35 м, время 5,4∙10−44 с, масса 2,1∙10−8 кг. На планковском масштабе расстояний и времен вакуум становится пеной из виртуальных частиц, которые порождаются парами «частица – античастица» и мгновенно исчезают, как будто ничего и не было. Если же такая пара возникнет вблизи горизонта событий черной дыры, то одна из частиц может туннелировать внутрь, и тогда оставшейся снаружи частице не с кем станет сливаться. Она и полетит прочь, унося часть энергии, а стало быть, и массы черной дыры.

Тонкости этого процесса обсуждают многие исследователи, вывод же получается такой: с течением времени черная дыра, если в нее не поступает новая материя или скорость такого поступления мала, будет испаряться. И чем меньше дыра, тем более тяжелые и энергичные частицы из нее полетят. Поэтому в конце концов дыра взрывается, выплескивая из себя всю энергию, что оказалась свободной. Как выясняется, это отнюдь не вся энергия, накопленная в дыре: часть энергии скована энтропией. Получается неуничтожимый остаток черной дыры, материя в котором заключена навсегда. Считается, что подобные остатки дыр – неплохие кандидаты на роль темной материи.

А можно ли узнать, что за материя остается в черной дыре? Единства мнений по этому вопросу нет. С одной стороны, излучение Хокинга таково, что по нему нельзя ничего узнать о происходящем внутри. Его спектр отвечает спектру абсолютно черного тела, то есть определяется так называемой температурой дыры, а она, в свою очередь, зависит от массы: чем дыра легче, тем выше температура. Это плохо, потому что в результате теряется информация о той второй частице, что провалилась в дыру, такая потеря информации противоречит основам квантовой механики. Но с другой стороны, можно попытаться найти выход. Например, такой: вследствие квантовой запутанности состояние улетевшей прочь частицы связано с состоянием упавшей внутрь. При этом с течением времени по мере излучения черная дыра стареет – наполняется оставшимися партнерами улетевших частиц. Тогда, если бы всех их поймать и измерить состояния, можно было бы и "пообщаться" с теми, что пребывают в дыре. Этот подход также несовершенен, поскольку начиная с некоторого времени новая испаряющаяся частица оказывается связанной с теми, что уже вылетели, а такое столь же недопустимо, как и исчезновение информации.

Некоторые теоретики для разрешения информационного парадокса придумали для черной дыры нечто вроде стража ворот или брандмауэра, который стоит сразу за горизонтом событий и мешает передавать информацию наружу: падающая частица разбивается о него или сгорает, и в таком высокоэнергетическом столкновении информация о ней должна исчезнуть. Интересно, что с точки зрения классической физики брандмауэр невозможен: падающий в дыру наблюдатель на ее горизонте событий никаких особенностей замечать не должен; то есть кирпичная стена, о которую ему суждено разбиться, вырастает внезапно, как будто из ничего.

Однако выход может быть еще интереснее: вместо непроницаемой бездны-сингулярности внутри дыры способна располагаться вполне проницаемая кротовая нора, или червоточина: воронка, соединяющая две разные области пространства-времени или вообще разные вселенные. Это решение спасает физиков от ненужной им бесконечности, а материя и та информация, что она несет с собой, имеют возможность покинуть дыру и оказаться в другой вселенной либо в другом месте нашей. Там, на выходе, может получиться белая дыра – объект, который ничего не поглощает и все излучает.

Для формирования кротовых нор можно задействовать разные механизмы. Например, Гонсало Олмо с коллегами из Университета Валенсии, проделав тщательную работу по изучению различных вариантов решения уравнений теории относительности, обнаружили, что кротовую нору на месте сингулярности можно создать, всего лишь пропуская через черную дыру достаточно мощный электрический ток. Причем существуют условия, при которых нора окажется проницаемой для материального тела – деформации пространства-времени в ней получаются не бесконечными и отнюдь не всегда разрывают это материальное тело на составляющие[41].

А вот Ким Сун Вон из Женского университета Ихва и Парк Му Ин из Университета Согён в Сеуле придерживаются более традиционных взглядов на происхождение кротовых нор[42]. Их существование, по мнению корейских ученых, поддерживают призраки, стоящие при вратах (горловинах нор), – так называемая фантомная материя, обладающая, в частности, отрицательной массой, то есть способностью не сжимать пространство-время, как это делает привычная материя, а растягивать его. Согласно их рассуждениям, раздобыть фантомную материю не так уж и трудно, достаточно представить, что падающая в дыру античастица имеет отрицательную массу. Можно убить сразу двух зайцев: обеспечить за счет накопления такой материи снижение массы испаряющейся дыры и стабилизировать горловину кротовой норы. Тогда черная дыра становится фабрикой по производству кротовых нор, поскольку именно они останутся после того, как испаряющаяся дыра исчезнет в огненном вихре последнего выдоха своей энергии.

Как видно из этого краткого и далеко не полного обзора, при желании внутри черной дыры действительно можно распознать некоторые детали, присущие аду. Тут есть и бездна сингулярности, и выход через устье норы, и вечное заточение в остатке дыры того, что не смогло выйти при испарении, и стражи ворот, и разные виды материи с разными функциями. Не исключено, что творческое обращение с этой аналогией подскажет новые интересные особенности того, что скрывается за непроницаемым для стороннего наблюдателя горизонтом событий.

Как повернуть время вспять?

Это вопрос вопросов. Он волнует всех, даже тех, кому наплевать на то, как они выглядят, и кто вполне доволен своим достигнутым жизненным статусом и предпочитает не вспоминать о голодной молодости и совершенных тогда глупых поступках. Лучше быть молодым и здоровым, чем старым и больным. С этой народной мудростью не поспоришь.

Старение – необратимый процесс. Как и время, оно течет только в одном направлении, его невозможно повернуть вспять, его можно только замедлить, чем, собственно, и занимаются современная медицина и косметология. Одна из основных причин старения лежит в нарушении функционирования белков – основы жизни. С одной стороны, учащающиеся сбои в синтезе белков проводят к образованию "неправильных" белков, с другой стороны, белки организма в некоторых тканях утрачивают свою структуру и функции, то есть денатурируют. Порой при этом сложно свернутый клубок белка разворачивается и превращается в полипептидную нить, годную лишь на то, чтобы быть источником аминокислот для синтеза новых белков. А еще такие деградировавшие молекулы белков слипаются между собой, образуя комочки (ассоциаты, агрегаты, бляшки), которые чисто механически или каким-либо иным способом мешают протеканию жизненных процессов в организме и вызывают болезни. Если такие комочки накапливаются в мозге, то это путь к болезни Альцгеймера, в хрусталике глаза – к катаракте.

Денатурация белков происходит не только внутри живого организма. Когда мы варим или жарим мясо, мы денатурируем содержащиеся в нем белки и тем самым облегчаем их переработку в нашем желудке и кишечнике. Помимо температуры разрушить пространственную структуру белков можно с помощью органического растворителя, например спирта, воздействием множества химических веществ, облучением и так далее; в общем, белки – нежные создания, разрушать их просто, ломать не строить.

Долгое время полагали, что денатурация белков – необратимый процесс. Нас так учили в школе. Но потом оказалось, что его все же можно повернуть вспять. Изящное решение проблемы предложила в 2015 году международная команда американских и австралийских ученых во главе с Томом Юанем из Университета Калифорнии в Ирвайне[43].

В качестве объекта исследования ученые выбрали лизоцим – фермент, содержащийся в большом количестве в белке куриных яиц. Выбор понятный, ведь лизоцим – один из самых изученных белков в истории науки, о нем ученые знают всё, включая мельчайшие детали его трехмерной структуры. Итак, исследователи взяли белок сырого яйца, сварили его вкрутую путем нагревания при 90° С в течение 20 минут и получили хорошо всем знакомую твердую белую массу денатурированного белка. Затем они растворили эту массу в растворе мочевины (при этом слипшиеся нити белка разъединяются), раствор поместили в пробирку, установленную под углом в 45°, несколько минут покрутили пробирку в центрифуге при 5000 оборотах в минуту и – о, чудо! – получили раствор исходного лизоцима. Белок восстановил свою пространственную структуру и свои биохимические свойства, степень регенерации превысила 80 %.

В чем тут фокус? При центрифугировании нити белка осаждаются тонким слоем на стенки пробирки, в этом слое в выбранных условиях вращения возникают напряжения сдвига, которые по непонятной пока причине способствуют скручиванию нитей денатурированного белка в трехмерную структуру нативного (исходного природного) белка.

Исследователи показали, что аналогичный эффект наблюдается и в случае более крупных белков – кавеолина-1 и протеинкиназы А. Единственно, что нужно, – это правильно подобрать скорость и продолжительность вращения. Предложили они и конструкцию проточного устройства для непрерывного процесса восстановления (рефолдинга) структуры денатурированных белков.

Но все же изюминкой работы осталось восстановление структуры лизоцима. Переводя с научного языка на обыденный и слегка преувеличивая, можно сказать, что ученым удалось превратить сваренное вкрутую яйцо обратно в сырое. Круто! Тянет на Нобелевскую премию, но для начала исследователи получили Игнобелевскую премию по химии за 2015 год.

Справедливости ради заметим, что не они первыми сделали это. Более того, известно множество методов рефолдинга белков. При всем их различии они сходны в одном: если каким-то образом получить единичную нить белка (например, путем сильного разбавления) и убрать все факторы, вызывающие денатурацию белка, типа "плохих" химических веществ, то полипептидная цепь сама свернется в нужную и предопределенную природой структуру, такая вот самоорганизация. Конечно, это работает не всегда, для сложных случаев имеются специальные помощники вроде белков шаперонов, но часто так случается. Проблема тут состоит в том, что обычно этот процесс протекает довольно долго и с невысокой производительностью, обусловленной, в частности, сильным разбавлением. Достоинство описанной выше работы состоит в резком (сто– или даже тысячекратном) увеличении скорости процесса и возможности получать большие количества восстановленного белка.

Зачем нужна высокая производительность? Сейчас многие белки, нужные, например, для фармацевтических целей, получают генно-инженерными методами. Человеческий ген, ответственный за синтез того или иного белка, встраивают в геном бактерии, которая начинает производить этот белок. При выделении этих белков из культуры бактерий зачастую образуются агрегаты частично денатурированных белков, которые надо как-то восстанавливать. В технологических масштабах. От этого очень сильно зависит стоимость получаемых белков и, соответственно, лекарств и диагностических средств.

С борьбой со старением это напрямую никак не связано. Хотя кто знает?.. Если ученым удастся придумать способ восстановления структуры белков внутри организма, in vivo, тогда, возможно, они смогут повернуть время вспять и вернуть нам молодость.

Часть вторая

Сделаем жизнь лучше!

«Я тебя бить не буду, я тебе шмась сотворю!»

Главная задача науки – познание мира. Движет учеными при этом любопытство, неуемная страсть найти ответы на вопросы, которые ставят перед ними природа, собственное воображение и окружающие их люди. Еще одним мощным стимулом научной деятельности служит желание сделать жизнь лучше, причем не свою, что в той или иной мере свойственно всем представителям Homo sapiens, а жизнь всех людей, человечества.

Сейчас очень любят говорить об экономике знаний, то есть об экономике, где основным фактором развития служат знания. При этом особо подчеркивают, что экономика знаний характерна для современного этапа развития постиндустриального общества.

Можно подумать, что раньше экономика была построена не на знаниях, что, например, добыча и переработка нефти требуют меньших знаний, чем написание компьютерных программ (по нашему убеждению, гораздо бóльших). Все, чем мы пользуемся, все, что было создано человечеством за его долгую историю, было основано на знаниях, стало результатом изучения природы и претворения открытых законов природы в технологии. Современную цивилизацию создали любопытные и рукастые – люди, которых на определенном этапе развития человечества стали называть учеными и инженерами.

К сожалению, судьбу технологий решают другие люди: политики, военные, бизнесмены и финансисты; их основные приоритеты – власть и деньги. Это приводит к ошибкам, которых за индустриальную эру человечества накопилось немало. Осознавая свою ответственность, многие ученые сейчас заняты тем, что пытаются эти ошибки исправить: уменьшить вред, который наносят технологии, созданные при их непосредственном участии, окружающей среде, а также физическому и психическому здоровью людей.

О некоторых таких попытках мы и расскажем в этой главе. Не скроем, что специально подбирали смешные примеры, достойные Игнобелевской премии. Ведь чем серьезнее проблема, тем с большим юмором о ней надо говорить – только так можно сохранить упомянутое выше психическое здоровье. Однако, даже смеясь, помните, что все описанное было сделано из добрых побуждений, ученые, как всегда, хотели сделать жизнь лучше.

Возьмем для примера главную беду человечества – войны. Они не порождение цивилизации, войны постоянно происходили и до возникновения цивилизации, и даже до появления человека как биологического вида – схватки за территорию, ресурсы и самок постоянно идут в животном мире. Но именно люди подняли искусство и технику войны на небывалую высоту, и ученые сыграли в этом определяющую роль. Оружие массового уничтожения, включая атомное, химическое и биологическое, принадлежит к числу самых высокотехнологичных разработок в истории человечества. Придумывали его ученые, но, уверяем вас, занимались они этим без всякого удовольствия, и зачастую даже не знали сами, что на самом деле получат.

Ученые – творцы, а творцам противна сама идея уничтожения, тем более уничтожения жизни. И уж если в нашем жестоком мире не удается полностью отказаться от оружия, то ученые предпочитают разрабатывать его нелетальные варианты.

Возьмем, например, химическое оружие. Почему оно должно непременно поражать противника и наносить ущерб его здоровью? Используя беспредельные возможности химии, можно действовать куда более тонко, что и сделали исследователи из Лаборатории ВВС США имени братьев Райт в городе Дейтон, штат Огайо.

Предложенный ими самый простой и прямолинейный вариант – распылить над вражескими позициями вещество-аттрактант, привлекающее ос, блох, жуков, клопов, клещей и прочих жалящих и кровососущих насекомых. Разработаны аттрактанты для тигров и носорогов, но этот вариант неприемлем из соображений биоэтики – животных жалко. А вот крысы – вполне реалистичный вариант, от них не спасут никакие защитные костюмы, и противник с воплями покинет позиции.

Однако наилучшие результаты должны в перспективе принести вещества, воздействующие на святая святых любой армии – дисциплину и моральные качества военнослужащих. К ним, в частности, принадлежат сильные афродизиаки – вещества, усиливающие сексуальную активность и стимулирующие гомосексуализм в рядах противника. Журналисты окрестили эту разработку "гей-бомбой" – сомнительное с точки зрения политкорректности определение, но разработка этого оружия началась в 1990-х годах, когда, во-первых, эти вопросы воспринимались не так остро, как сейчас, а, во-вторых, воинская служба считалась сугубо мужским делом, причем делом мужчин традиционной сексуальной ориентации. Вполне возможно, что именно сомнения в политкорректности этой разработки привели к тому, что Игнобелевская премия мира была присуждена исследователям Лаборатории ВВС США имени братьев Райт только в 2007 году.

Нам нравится эта разработка! Она служит практическим воплощением знаменитого лозунга американской молодежи времен вьетнамской войны: "Make love, not war!" Да что там американской! Мы в молодые годы тоже подпевали песне Джона Леннона с этими словами. Мы – за любовь, а миру – мир. Жаль, что эту разработку так и не довели до конца, а ведь просили на нее у Министерства обороны США сущие гроши – 7,5 млн долларов на шесть лет.

Вы против химического оружия в любом варианте? Тогда вам наверняка понравится СВЧ-пушка, отличающаяся от микроволновки на кухне только мощностью и дистанционным действием. Работающий прототип такой пушки очень похож на любимый фантастами и кинематографистами генератор защитного экрана: это поставленное на вездеход "Хамви" устройство, генерирующее и фокусирующее луч электромагнитного излучения высокочастотного (миллиметрового) диапазона.

Для генерации излучения используют большую радиолампу и гелиевый криокомпрессор, обеспечивающий достаточное охлаждение для сверхпроводимости. В результате этого потери энергии при генерации луча составляют всего 50 %. Энергию же обеспечивают дизельный генератор и аккумуляторы, также стоящие на вездеходе.

Принцип действия СВЧ-пушки основан на том, что излучение заданной частоты проникает в тело человека лишь на глубину около 0,04 мм, то есть оно быстро и сильно нагревает только тонкий слой кожи, но не затрагивает внутренние органы. На поверхности кожи расположены рецепторы, отвечающие за мгновенную реакцию на горячее. Получив от них сигнал, человек инстинктивно отклоняется, стремясь быстрее выйти из зоны действия луча; по-научному это называется "гудбай-эффект". Кроме того, пушка обладает большой дальностью действия – до одного километра.

Предполагается, что система будет работать так. Солдат стоит на посту. К нему приближается толпа – женщины, дети, несколько мужчин; они выкрикивают слова на неизвестном языке. Что с ними делать? Стрелять нельзя – люди не вооружены. Но вдруг среди них террорист-смертник? А может быть, они просят помощи? В любом случае надо остановить толпу на безопасном расстоянии, после чего можно вызвать офицера и начинать разбирательство.

Для этого солдат сообщает о происшествии на центральный пост. Там операторы, разглядывая толпу, вычисляют зачинщика и направляют на него тепловой луч. Со стороны видно, как человек, только что решительно шедший впереди, вдруг останавливается и пятится назад. Выйдя из зоны невидимого луча, он снова начинает движение к посту. Его снова берут на прицел, он опять останавливается и в конце концов убегает.

Участники шествия, потеряв вожака, скорее всего, остановятся. И никакие журналисты никогда не увидят, что было причиной. Это вам не слезоточивый газ, водометы, светошумовые гранаты, резиновые дубинки или травматические ружья-пистолеты (более традиционные виды оружия нелетального действия).

Помимо электромагнитных волн в качестве оружия можно использовать и акустические волны. Тут одно из наиболее изящных технических решений предложил инженер Говард Стэплтон из Уэльса, который придумал устройство для отпугивания молодежи. "Идея зрела в течение многих лет, – признался изобретатель в интервью местной газете. – У меня четверо детей в возрасте от шести до пятнадцати лет. Последние шесть месяцев я экспериментировал на них".

Принцип действия устройства Стэплтона такой же, как у отпугивателя собак, крыс или мышей, – излучение акустического сигнала, который слышит объект отпугивания, а владелец прибора не слышит. Оказывается, молодые люди в возрасте от 13 до 20 лет (как считают многие, самая зловредная часть человеческой популяции) воспринимают сигнал на частоте 17,5–18,5 кГц, недоступный для взрослых людей и малых детей. Устройство под названием "Москит" зудит подобно комару именно на этой частоте, вызывая у молодого человека беспокойство и раздражение. Спустя десять минут зудение становится столь неприятным, что шумная компания подростков предпочитает переместиться в другое место. Так без ругани и рукоприкладства, мирным путем разрешается конфликт между поколениями.

Правда, бывают и неприятности. Например, газета WalesOnline, отслеживающая историю этого изобретения, рассказывает, как внучек приехал в гости к бабушке с дедушкой и не смог жить в их доме, поскольку на стене соседнего дома был прикреплен отпугиватель подростков, облюбовавших лужайку для своих громких развлечений. Резко против выступили правозащитники: «Только представьте, что было бы, если бы придумали устройство, действующее на представителей какой-то одной расы или пола, а тут речь идет о всех детях, независимо от того, хулиганят они или нет!» Возникшая дискуссия, впрочем, не помешала продать за два года 3500 устройств по 500 фунтов за штуку.

В 2010 году Совет Европы призвал запретить "Москита", но британское правительство проявило самостоятельность и призыву не последовало. Более того, запретительная инициатива Совета Европы привела к обычному в таких случаях результату: объемы продаж увеличились на 50 %, а число заказов – на 150 %. Дальнейшему успеху помогло сокращение в 2011 году числа британских полицейских: подразделения полиции стали закупать "Москита", чтобы добиваться соблюдения права граждан на тишину и покой без использования постовых, так сказать, в автоматическом режиме. Нью-йоркские полицейские тоже весьма заинтересовались, правда, высказали пожелание увеличить размеры и громкость устройства. Между прочим, "Москита" можно превратить и в приманиватель молодежи: в современных версиях, продающихся в США, предусмотрена трансляция музыки на неслышимой взрослыми частоте. Впору продавать такую модификацию как отдельное устройство под названием "Сирена". В качестве развития метода Говард Стэплтон предполагает запустить линейку телефонных мелодий, которые слышны подросткам, но не окружающим. Эту инновацию с восторгом примут учителя и зрители в кинотеатрах и театрах.

Согласимся, что присуждение Говарду Стэплтону Игнобелевской премии мира за 2006 год совершенно оправдано. Очень актуальная разработка!

"Москит", судя по всему, – один из немногих удачных проектов по созданию акустического нелетального оружия. Сама же эта тема была и остается предметом серьезных спекуляций.

Направленным звуковым сигналам приписывают способность вызывать панику в толпе и даже внушать мысли. Похоже, конец этим вымыслам положили специалисты, которые служат в подразделении направленных энергетических биоэффектов Управления человеческой эффективности Научно-исследовательской лаборатории ВВС США. Как сообщается в подготовленной ими статье[44], опыты с ультра-, инфра– и просто громким звуком показали, что использовать звук для военных нужд нереально – нет возможности осуществить достаточную концентрацию акустической энергии в большом объеме. «Москит» работает на расстоянии 20 м и вряд ли поможет остановить или рассеять толпу демонстрантов с серьезными намерениями, а именно они бывают и главной действующей силой в сценариях современных гибридных войн, и объектом применения нелетального оружия.

При разработке новейших систем нелетального оружия ученые не забывают о древнейших механических устройствах типа арканов, силков и сетей, которые позволяли ограничить подвижность объекта нападения.

Так, специалисты Сандийской национальной лаборатории – одной из ведущих лабораторий Министерства энергетики США – создали инновационное нелетальное оружие Sticky Foam, липкую боевую пену. О новаторстве изобретения можно поспорить, ведь все мы использовали или хотя бы видели, как при ремонте или строительстве используют монтажную пену. А теперь представьте, что у вас в руках не аэрозольный баллончик, а специальное ружье, которое выбрасывает струю пены на расстояние в несколько метров. Пена облепляет объект нападения и, мгновенно застывая, делает его неповоротливым и совсем нестрашным, а даже смешным. "Я тебя бить не буду, я тебе шмась сотворю". Sticky Foam – типичная шмась[[45] ]. Оружие прошло натурные испытания в ходе миротворческой операции войск ООН в Сомали в 1995 году. Там же выяснились и недостатки в его применении. Главный из них состоял в следующем: липкая пена сама по себе нетоксична, но для того, чтобы отмыть ее с пораженного, приходится использовать органические растворители, которые приводят к загрязнению окружающей среды. Нет в мире совершенства!

Идея получила дальнейшее развитие в проекте компании Adherent Technologies из Альбукерке, штат Нью-Мексико, выполненном по заказу Министерства обороны США. Созданное ее инженерами устройство выстреливает небольшими контейнерами, которые при контакте с самодвижущимся транспортным средством типа бронетранспортера выбрасывают большой объем вещества, мгновенно застывающего в твердую пену. Эта пена блокирует доступ воздуха в двигатель (что критично для двигателей внутреннего сгорания), затрудняет вращение колес и ограничивает обзор водителю. Тут не повоюешь.

Но самую революционную идею предложили все же не ученые-естественники с инженерами, а британские моряки, действовавшие, несомненно, в содружестве с британскими же учеными – экономистами, психологами, экологами и прочими гуманитариями. Суть инновации состоит в принципиальном изменении тренировок артиллеристов. Внешне все выглядит, как и прежде, артиллеристы выполняют все положенные телодвижения: открывают затвор пушки, помещают внутрь снаряд, наводят на цель. Но не стреляют, а в соответствующий момент громко кричат "Бух!". Методика опробована в Военно-морской артиллерийской школе, расположенной на базе Кембридж, близ Плимута, графство Девоншир. Оценка экономической эффективности внедрения показала, что на одних только снарядах Министерство обороны Великобритании сэкономит до пяти миллионов фунтов стерлингов за три года. Это будет также способствовать сохранению окружающей среды, которую более не будут загрязнять ни пороховые газы, ни отходы производства боеприпасов. Инновацию приветствовали также жители окружающих базу населенных пунктов, которые испытывали невыносимые страдания от звуков реальных выстрелов. И совершенно справедливо, что эта разработка была отмечена Игнобелевской премией мира за 2000 год.

Думай о мире!

А можно ли вовсе обойтись без оружия и лишь силой мысли прекратить разгоревшуюся войну, да и любой другой вал насилия? Оказывается, и такая постановка вопроса не выглядит абсурдной, если взять на вооружение эффект Махариши. Более того, за работу по его практическому применению для снижения уровня жестоких преступлений в Вашингтоне и объяснение эффекта Игнобелевскую премию мира 1994 года получил Джон Хагелин. Судьба этого ищущего место приложения своих сил человека не менее интересна, чем тема его исследований. В 1981 году, после защиты диссертации в Гарварде, он работал в ЦЕРН, потом перешел на линейный ускоритель в Стэнфорде, где весьма успешно занимался теорией суперструн (одну из его статей с 1984 года процитировали 500 раз). Хагелин успел три раза побывать кандидатом на должность президента США от Партии природного закона, а в 1984 году он перешел в Международный университет Махариши.

Что же такое эффект Махариши и как он работает? Представьте такую картину: группировка из трех авианосцев типа "Китти Хок" ВМС США входит в Персидский залив и встает там на рейде. На борту каждого судна тесно: прижавшись плечом к плечу, сидит по тысяче военнослужащих, выполняющих особую миссию – два раза в день по 10–15 минут они с закрытыми глазами читают нараспев мантры, впадая в состояние медитации. И спустя несколько дней в регионе наступает мир, населяющие Ближний Восток народы становятся столь миролюбивыми, что, позабыв прежние распри, шиит начинает брататься с суннитом, талиб с натовцем, а палестинец с израильтянином. И никаких тебе вооруженных столкновений. Это не эпизод из фантастического романа и не наши выдумки – такую идиллическую картину рисует американец Дэвид Леффлер из Центра современной военной науки в своей статье, опубликованной в ведущем рецензируемом журнале Пакистана[46].

Фокус тут в медитации, но не в простой, а трансцендентной. Эту практику разработал и стал преподавать в США в середине 1950-х годов гуру Махариши Машех Йоги. Второй обязательный элемент – коллективность. Если группа людей занимается трансцендентной медитацией, то в прилегающем районе снижается агрессивность населения. Это и есть эффект Махариши.

По мнению адептов учения, трансцендентная медитация вызывает четвертое (после бодрствования, сна и дремы) состояние сознания человека. Действительно, есть данные о том, что в состоянии медитации (впрочем, не только трансцендентной, но и всех остальных – от дхьяны в йоге до молитвы в христианстве) энцефалограмма мозга становится иной, меняется выработка гормонов и снижается интенсивность сверхслабого фотонного излучения человеческого тела.

Однако лишь при трансцендентной медитации все волны электрической активности мозга становятся когерентными, то есть взаимосвязанными. Это неизбежно сказывается не только на самом медитирующем, но и на его окружении. Более того, если медитация проходит в тесной группе, когда расстояние между участниками не превышает полутора метров, эффект усиливается и может воздействовать на большом расстоянии, измеряемом сотнями километров!

Например, в окрестностях того места, где собиралась достаточно большая медитирующая группа, исследователям удавалось обнаружить в крови местных жителей колебания уровня серотонина, которые были связаны с изменениями числа участников коллективной медитации. Серотонин – гормон удовольствия, повышение его уровня вызывает умиротворение и покой в противовес возбуждающему агрессию тестостерону.

В повышении уровня серотонина у жителей района, оказавшегося под воздействием трансцендентной медитации, по мнению Леффлера, и состоит биологический механизм эффекта Махариши. Не сомневаемся, что у гуру было на этот счет другое мнение, не столь материалистическое, но пророки обычно не опускаются до разъяснения таких деталей.

По оценкам самого Махариши, для возникновения эффекта нужна одновременная медитация одного процента населения, однако последующие исследования показали, что достаточно и квадратного корня из этого числа. Несмотря на то что адепты учения провели более 40 экспериментов разной продолжительности и направленности, в рецензируемых научных журналах было опубликовано всего два исследования о влиянии эффекта Махариши на агрессию населения. Первое[47] посвящено событиям израильско-ливанской войны 1978–1984 годов. Вот один из примеров проведенных тогда экспериментов. На юге Ливана было выбрано пять городков с населением по 10 000 жителей. В 1980 и 1981 годах на них падало около 800 снарядов в год. В городке Баскинте в 1982 году один процент населения научили заниматься трансцендентной медитацией. И что же? На городок перестали падать снаряды, у жителей снизились связанные с войной убытки, а у соседей, оставленных для контроля непросвещенными, все оставалось по-прежнему.

Другой пример. В Иерусалиме за два с половиной года войны семь раз собирались группы медитирующих участников эксперимента числом 100–200 человек. Специально нанятый эксперт изучал ленты новостей и строил зависимость интенсивности военных действий, разрушений и потерь от времени эксперимента. Статистическая обработка данных, полученных в периоды проведения медитации и в отсутствие этого воздействия, с высокой достоверностью выявила такие факты: падение военных потерь – 71 %, снижение числа ранений – 68 %, снижение уровня конфликтности – 48 % и рост на 66 % дружеских акций между противниками. Что интересно: чем больше была группа, тем меньше оказывалась интенсивность конфликта и тем выше качество жизни в Израиле.

Другое исследование[48] выявило влияние эффекта Махариши на уровень числа преступлений против личности в Вашингтоне. Эксперимент проходил с 7 по 30 июля 1993 года, а участие в нем приняли 4000 человек, занимавшихся трансцендентной медитацией. Число преступлений оценивали по сводкам полиции и данным ФБР. И оказалось, что в течение четырех месяцев после окончания медитаций число преступлений было на 20 % меньше, чем ожидалось по данным многолетней статистики.

Есть сведения о том, что начальник генерального штаба Эквадора, обучив подчиненных офицеров трансцендентной медитации, прекратил без особых потерь эквадоро-перуанскую войну 1981 года. В Мозамбике, где ожидался резкий рост насилия в связи с окончанием гражданской войны и демократизацией, президент страны поручил обучить полицейских этому методу, и катаклизм удалось на какое-то время отсрочить (впрочем, потом все пошло в соответствии с мрачными предсказаниями экспертов: видимо, полицейские стали пренебрегать коллективной медитацией). Драматичная история произошла и на Филиппинах. Президент Фердинанд Маркос в 1984 году с распростертыми объятиями принял учителей трансцендентной медитации, отдал им за миллион долларов разорившийся к тому времени Восточный университет в Маниле и пообещал продать впоследствии несколько колледжей и отелей. Считается, что медитирующая группа численностью 1400 человек сумела снизить накал антиправительственных выступлений в связи с убийством лидера оппозиции Бенигно Акино. Однако предотвратить последовавший полицейский террор и два тайфуна, обрушившихся на Филиппины в том же году, последователям Махариши не удалось, их с островов выгнали, а вскоре в изгнание оправился и сам Маркос – на Филиппинах случилась желтая революция во главе с Корасон Акино.

Но как воздействие передается от медитирующих к реципиентам? Естественно-научное объяснение этому и ищет игнобелевский лауреат, специалист по квантовой физике Джон Хагелин. По его мнению, существует некое поле сознания, которое по свойствам столь похоже на разыскиваемое физиками единое поле, что на самом деле этими терминами называют одно и то же. Трансцендентная медитация способна вызвать возмущения поля, а медитирующая группа за счет перехода сознания всех участников в одно и то же состояние – точь-в-точь атомы в кристалле, готовом испустить лазерный луч, – такое возмущение резко усиливает. (Как сказали бы фантасты, формируется пси-луч, а сторонники эфирной теории удовлетворенно бы заметили, что никакое это не возбуждение поля, а самая что ни на есть волна в эфире.) Распространяясь в пространстве, это возмущение воздействует на сознание людей, находящихся в окрестностях расположения группы. В результате снижается уровень социального стресса, а от него-то все беды и происходят. Естественно, радиус воздействия возрастает с увеличением числа участников группы.

Многие не верят в существование эффекта Махариши и тем более в возможность его практического использования для гармонизации пространства. Чтобы разобраться в причине неприятия, Карла Линтон Браун из Гарвардского университета в 1996 году закончила специальное исследование, которое легло в основу ее диссертации. Она побеседовала с 35 экспертами – американскими дипломатами, лоббистами, учеными и журналистами, участвующими в ближневосточном урегулировании. Как оказалось, более половины из них судят о перспективности трансцендентной медитации для установления мира исходя из своего опыта. Причем двенадцать экспертов отметили, что верят научным данным лишь отчасти, а девятеро указали, что наука вообще непригодна для поиска решения подобной социальной проблемы.

Лишь восемь человек задумались о качестве научных данных по эффекту Махариши и согласились принять полученные результаты во внимание. И только один эксперт заявил, что верит в полученные результаты, однако на его деятельности это никак не скажется. Для остальных эффект Махараши и данные эксперимента не вписываются в имеющуюся картину мира и потому вызывают недоверие, то есть главным камнем преткновения оказалось неприятие предложенного механизма действия эффекта.

Не стоит думать, будто весь этот рассказ не имеет к нам никакого отношения. Оказывается, трансцендентная медитация сказалась и на американо-советских отношениях. Подробности проведенных операций скрыты в изданиях, недоступных для обычных людей вроде нас с вами, однако суть их такова: за период 1984–1987 годов президент США Рональд Рейган 478 раз высказывался об СССР и лично о генеральном секретаре ЦК КПСС. В момент проведения экспериментов по трансцендентной медитации тон американского президента становился гораздо более дружелюбным. А также, спустя два-четыре месяца после того, как размер группы превышал пороговое значение в 1700 человек, уровень конфронтации между двумя сверхдержавами снижался. О роли трансцендентной медитации в перестройке, крушении СССР и последующих событиях Леффлер и его коллеги не упоминают. Как бы то ни было, Леффлер был замечен на просторах нашей Родины. По сообщению агентства NewsWise от 18 марта 2010 года, его принимали в Академии ВВС России и в Российской академии наук. Интересно, к чему бы это?

Кстати, для гармонизации российского пространства, как нетрудно подсчитать, требуется одновременная постоянная медитация 1184 человек. Не так уж и много.

Перекуем мечи на орала

В своей неустанной борьбе за мир ученые изыскивают способы превращения смертоносного оружия, которое изготовили явно в избыточном количестве, во что-нибудь сугубо мирное. А что лучше всего символизирует мирную жизнь, как не бриллианты? В цивилизованных странах каждый приличный жених дарит невесте кольцо с бриллиантом, а свадьба – это счастье, веселье и шаг к зарождению новой жизни.

Бриллианты, если кто запамятовал, – это ограненные алмазы, а алмаз – это чистый углерод, который отличается от угля и графита только способом соединения атомов углерода. Как и уголь, алмаз скрывается в толще земной коры, только еще глубже, и поди его оттуда достань. Ученые долгие годы пытались получить алмаз искусственно, но до поры до времени не могли придумать ничего лучше, чем сжимать графит при огромном давлении (100 000 атм) и высокой температуре, как это происходит в земной коре. Наконец, в начале 1960-х годов советские ученые сделали эпохальное открытие – алмазы образуются при обычном взрыве столь же обычной взрывчатки типа тротила и гексогена.

История этого открытия очень занимательна. Сделано оно было случайно, как и большинство истинных открытий. Согласно легенде, дело было так. Ученые, экспериментировавшие с превращением графита в алмаз, рассудили, что высокое давление, необходимое для этого превращения, можно создать не с помощью сложного оборудования, а путем взрыва. Идея, между нами, довольно тривиальная, именно так создают высокое давление в плутониевой атомной бомбе, а так как дело происходило в одном из советских атомных центров, то ученые просто обязаны были об этом знать. Итак, они обложили куски графита тротилом, взорвали его и в результате получили частички алмаза. Затем ученые для проформы сделали "холостой" опыт – тот же взрыв, но без графита, и каково же было их удивление, когда они опять получили частички алмаза, да еще и в существенно большем количестве.

Открытие, как было заведено в то время, немедленно засекретили. Поэтому на протяжении последующих 30 лет процесс получения алмазов при взрыве обычной взрывчатки неоднократно открывали заново, что породило яростные споры о приоритете. Мы намеренно не назвали вам атомный центр, сотрудники которого рассказали вышеприведенную легенду, чтобы ненароком не обидеть других первооткрывателей.

Как бы то ни было, идею довели до практической реализации – первые промышленные установки, работающие по этой технологии, появились в 1980-х годах сначала в СССР, а затем в США. Их преимущество состояло в том, что изготовление алмазов взрывом дает огромную производительность по сравнению с их получением из графита. Более того, нет никаких принципиальных ограничений на объем взрывной камеры, разве что соображения безопасности: чем больше объем, тем выше опасность. Хотя большинство заводов используют камеры объемом в два кубометра, где за один раз взрывают до килограмма взрывчатки и получают до 2,5 кг алмазов за смену, в киевском ЗАО "Алит" в 1990-х годах построили гигантскую установку объемом 100 кубометров в форме железнодорожной цистерны. В ней можно было взрывать до 10 кг взрывчатки за один раз.

Но главное достоинство новой технологии заключалось не в высокой производительности, а в себестоимости производимой продукции, которая была, по сути, отрицательной. Как такое может быть?! Дело в том, что сырьем тут служат взрывчатые вещества, извлеченные из снарядов с истекшим сроком хранения. А этого добра в Советском Союзе (да и в других странах) было произведено так много, что точное количество до сих пор составляет государственную тайну. Просроченную взрывчатку все равно надо как-то утилизировать, что стоит денег, причем немалых. Таким образом, бросовое сырье, деньги за утилизацию и простая технология дают отрицательную – в теории – себестоимость.

Со временем технология совершенствовалась, в частности взрывать взрывчатку стали в воде или во льду. Самая совершенная на сей момент методика рекомендует добавлять в воду восстановитель (лучше всего себя показал уротропин) в том же количестве, что и взрывчатое вещество. Главная задача – получить как можно больше алмазов и как можно меньший несгораемый остаток, ведь от последнего образовавшуюся алмазную шихту приходится тщательно отчищать, а это дополнительные затраты. Добавка уротропина как раз и позволяет снизить содержание несгораемых примесей в наноалмазах до рекордного 0,1 % по массе.

Эту без преувеличения выдающуюся технологию долгое время обходили вниманием комитеты по присуждению различных премий. Возможно, причина кроется в неопределенности с лауреатами: слишком многие претендуют тут на лавры. Первым заговор умалчивания нарушил Игнобелевский комитет, который присудил премию мира за 2012 год российской компания ООО "СКН" из Снежинска во главе с инженером Игорем Петровым "за преобразование старых русских боеприпасов в новые алмазы". Ключевое слово тут – Снежинск (бывший Челябинск-70), закрытый город в Челябинской области, где располагается Федеральный ядерный центр, он же Всероссийский НИИ технической физики имени академика Е. И. Забабахина. Все остальное – непринципиальные детали. Кстати, Игорь Петров посетил Кембридж, штат Массачусетс, для получения премии. Как изменился мир!

Наверно, вас удивляет, что разработка такой продуктивной технологии получения алмазов не привела к падению их цены в ювелирных магазинах. Признаемся: мы коварно скрыли от вас один существенный факт – при взрыве образуются очень мелкие алмазы, в прямом смысле наноалмазы, которые невозможно разглядеть в самый сильный оптический микроскоп, только в электронный, и бриллиантов из них, увы, не нашлифуешь.

Зачем же нужны такие малютки? У них есть множество подчас неожиданных применений, как реализованных, так и перспективных. Например, наноалмазы используют в гальваническом производстве, прежде всего при хромировании и золочении изделий. Даже в небольшом количестве наноалмазы, равномерно распределившись по осаждаемой металлической пленке, уменьшают размер ее кристаллитов и в разы снижают пористость. В результате повышаются прочность и коррозионная стойкость покрытия, а стойкость к истиранию возрастает во много раз: пленка из хрома с наноалмазами в четыре раза превосходит нитрид титана – материал, знаменитый своей износостойкостью. Кстати, основная часть продукции снежинского предприятия поставляется именно для гальваники – как российским, так и зарубежным компаниям.

Наноалмазы в небольшом количестве (0,1–0,3 %) оказались прекрасным компонентом полировальных жидкостей. Они обеспечивают чрезвычайно высокое качество полирования и незаменимы при изготовлении зеркал и других элементов прецизионной оптики. Сейчас доказано, что полировать наноалмазами можно не менее трех десятков веществ, в том числе сталь, твердые сплавы, кварц, сапфир, кремний, кристаллы поваренной соли и бромида калия.

Очень перспективно применение наноалмазов в медицине, ведь они нерастворимы в биологических жидкостях, химически инертны и, по имеющимся на сегодняшний день данным, не обладают токсичностью или мутагенностью. Это делает их прекрасными кандидатами для создания систем направленного транспорта лекарств. Сами по себе они работают как антиоксиданты, с другой стороны, их испытывают как средства противоопухолевой терапии. Смельчаки, потреблявшие водную суспензию наноалмазов, жили дольше того срока, что давал прогноз их состояния.

Ученые очень интенсивно работают над расширением сфер приложения наноалмазов, что неудивительно, ведь детонационные наноалмазы – один из немногих коммерчески доступных и относительно дешевых продуктов нанотехнологий.

Но это еще не вся история. В науке одно открытие влечет за собой другое, тут, как говорил М. С. Горбачев, главное – нáчать. Сначала ученые при синтезе алмазов отказались от использования дорогостоящего оборудования для получения сверхвысокого давления и заменили его простыми и дешевыми взрывными камерами, потом оказалось, что можно обойтись вообще без высокого давления. Это шло вразрез со здравым смыслом и термодинамикой, но такие несовместимости как раз и служат непременным признаком любого настоящего открытия.

Итак, в камеру синтеза помещают некое вещество – источник атомов углерода, разлагают его на составляющие сильным, до 800–1000 ˚С, нагревом, лазерным излучением или еще каким-нибудь способом, а затем углерод либо осаждается на подложку, либо конденсируется непосредственно в объеме реактора.

В первом случае получается алмазная пленка, монолитная или состоящая из отдельных микронных кристалликов, во втором – отдельные нано– и микроалмазы. Успех зависит от материала подложки (она должна обеспечивать выстраивание присоединяющихся атомов именно в "алмазном" порядке), а также от состава веществ в камере синтеза. Опытным путем было установлено, что небольшие, до нескольких процентов, добавки кислорода и водорода (можно в виде воды) способствуют образованию алмазов.

В качестве сырья для синтеза алмазов можно использовать множество веществ, включая широкодоступные, например спирт. Похоже, впервые это удалось сделать в 1986 году Хиросэ Ёити и Тэрасава Юкки из Японского технологического института близ Токио[49], они выращивали алмазные пленки из спирта со скоростью 8–10 микрон в час.

Но, как это часто бывает, лавры достались не первопроходцам, а последователям, которые о работе предшественников не подозревали, а если и знали, то не сослались. В 2009 году Хавьер Моралес, Мигель Апатига и Виктор Кастаньо из Национального автономного университета Мексики, Мехико, сообщили о "революционной" технологии получения алмазных пленок из текилы[50]. В чем преимущество текилы перед обычным спиртом, так и осталось тайной, но логика мексиканских исследователей понятна. Для них текила – возобновляемое сырье, а широкое внедрение разработанной технологии принесет новые рабочие места мексиканской экономике. Первым же дивидендом стало присуждение Игнобелевской премии по химии за 2009 год.

Рекомендуем обратить внимание на эту технологию. Установки "химического осаждения паров" довольно просты, их легко собрать в гараже. С сырьем тоже нет проблем – или у нас нет своей самогонки? Вытачиваете колечко из нержавейки, наносите на него алмазную пленку и дарите любимой девушке или супруге. Всё простят!

Ударим колой по перенаселению!

Можно сколько угодно называть мальтузианство[[51] ] человеконенавистнической теорией, но с перенаселением надо что-то делать, это факт. Ученые внесли в это благое дело свою весомую лепту – достаточно назвать имена доктора Чарльза Кондома, который осчастливил человечество нехитрым резиновым изделием, названным в его честь, или Маргарет Сэнгер и Кэтрин Декстер Маккормик, одаривших лучшую половину человечества противозачаточными таблетками. Все бы хорошо, но даже эти простые и относительно дешевые средства малодоступны в слаборазвитых странах, которые, собственно, и служат главным источником стремительного роста населения. Так что ученые не прекращают поиски еще более дешевых и доступных средств контрацепции.

Возможно, именно это подвигло докторов медицины Шари Умпьерре, Джозефа Хилла и Дебору Андерсон из Медицинской школы Гарварда изучить влияние кока-колы на сперматозоиды. Но нельзя исключить и того, что они хотели разоблачить городской миф о том, что если женщина сделает спринцевание этим напитком после совокупления, то это сможет предотвратить беременность. Однако, если так, то они явно не преуспели, наоборот, результаты их исследования приобрели поистине оглушительную славу, правда, за пределами тех стран, которые обычно называют развитыми капиталистическими.

Исследование было очень простым, его описание заняло лишь одну страничку в медицинском журнале[52]. Авторы взяли сперму одного добровольца (видимо, единственного мужчины в творческом коллективе), приготовили ее водный раствор, а затем в соотношении 1:5 смешали его с кока-колой разных сортов. Через одну минуту после приготовления препарат наносили на предметное стекло и смотрели под микроскопом, какая доля сперматозоидов сохранила способность передвигаться. Всего в опытах участвовало четыре рецептуры – «старая» кока-кола, «новая», «новая» кока-кола без кофеина и диетическая кола с подсластителем вместо сахара. Вот ее влияние на сперматозоиды и оказалось убийственным – ноль процентов сперматозоидов сохранили подвижность! Старый рецепт был менее вредоносным (8,5 %), а новый рецепт с кофеином – самым гуманным (42 %). При этом кислотность всех четырех напитков мало различалась, стало быть, дело не в ней, а в компонентах секретной формулы, придающих коле неповторимый вкус.

В общем, несмотря на отсутствие статистики, то есть при полном игнорировании требований к достоверности эксперимента, авторы таки пришли к выводу, что кока-кола обладает спермицидным действием. Но предупредили: беременность она предотвратить вряд ли сможет – не будут сперматозоиды сидеть, поджав хвосты, и ждать, когда их польют колой, поэтому пользоваться этим народным средством не следует.

Члены международного коллектива (доктор Умпьерре практикует на Коста-Рике), вероятно, полагали, что они закрыли вопрос раз и навсегда. Не тут-то было!

Появились эпигоны, которые принялись ставить аналогичные опыты, а результаты публиковать в рецензируемых журналах. Особенно отличились на этом поприще исследователи из Университета Обафеми Авалово в нигерийском Иле-Ифе, который на момент исследования находился в штате Ойо.

Первая статья магистров науки О. Ойелолы, Ф. Амоле и магистра медицины С. Айангаде вышла в журнале Contraception в 1987 году[53]. Они учли ошибки в постановке опытов, которые допустили основатели прикладного колаведения, и в своей работе использовали сперму десяти добровольцев. У четырех из них качество биоматериала еще до контакта с напитками оказалось недостаточно высоким, поэтому обсчитывали данные по оставшимся шести добровольцам. Схему эксперимента, как указывают сами авторы, они заимствовали из пионерской работы доктора Умпьерре и ее коллег. Разве что напитки брали в местной лавке, демонстрируя тем самым неразрывную связь с народом, его нуждами и возможностями.

Итак, исследователи взяли в работу пепси-колу, кока-колу, афри-колу и еще несколько местных кол, швепс-колу, а также горький лимонный швепс-тоник. Последний показал наилучшую эффективность – подвижность сперматозоидов в нем составила 1,2 %. Кока-кола заняла почетное второе место – 6,4 % (видимо, ее сделали еще по "старому" рецепту). Диетической колы, самой эффективной по данным Умпьерре, в лавке не было, видимо, она не пользовалась спросом у населения – при голоде не до диет. Третье место досталось афри-коле (8 %), швепс-кола и санрайз-кола дали 14–17 %, а самой гуманной к новой жизни получилась пепси-кола – 55 %. По каждому образцу проводили два измерения, то есть набралась уже некоторая статистика, позволившая рассчитать ошибку эксперимента.

Работа вызвала неподдельный интерес, так что местный фонд Wellcome Nigeria Fund проспонсировал продолжение исследований и предоставил спектрометр фирмы PerkinElmer, который должен был помочь исследователям ответить на основополагающий вопрос: что же за вещество в прохладительных напитках подавляет активность сперматозоидов? На подмогу творческому коллективу был направлен К. Томас, который, скорее всего, и крутил ручки высокотехнологичного импортного прибора.

Как следует из статьи, опубликованной спустя три года[54], исследователи в первую очередь проверили гипотезу, согласно которой на подвижность сперматозоидов влияет концентрация кофеина. Кофеин действительно присутствовал во всех изученных колах и в значительном количестве, только вот незадача: меньше всего (в пять раз) его в самом убийственном тонике, но и в самой гуманной пепси-коле его тоже в два раза меньше, чем в среднем по экспериментальным образцам.

Следовые количества тяжелых металлов также не коррелировали со спермицидным эффектом колы. Авторы работы так и пишут, видимо намекая на необходимость дальнейшей финансовой поддержки, мол, наше исследование не позволило разгадать загадку спермицидного действия прохладительных напитков, но идеи, что изучать, есть. Возможно, активность сперматозоидов угнетает углекислый газ, а скорее всего, дело в секретных ингредиентах, с опознанием которых не справился даже всевидящий спектрометр PerkinElmer.

Кстати, авторы отмечают, что любая кола, не говоря уж о тонике, обездвиживала все сперматозоиды от добровольцев с плохой спермой. После этого отрицать спермицидное действие прохладительных напитков стало как-то неловко.

Четвертый подход к разгадке тайны колы совершил магистр медицины П. Нвоха из того же нигерийского университета. Он задался вопросом: а что, если в колу добавить щелочь, ведь там, куда попадают сперматозоиды, среда как раз щелочная. Скажется ли это хоть как-то на поведении сперматозоидов? Эксперимент был поставлен с размахом[55]: для участия в нем пригласили 30 крепких мужчин в возрасте от 25 до 30 лет, однако отобрать сумели лишь семерых. Пятнадцать не были знакомы с техникой ручного извлечения спермы из организма, еще у восьмерых качество спермы оказалось низким. Сами же опыты проходили по устоявшейся методике – разбавление образцов колой и подсчет под микроскопом числа жертв. В исследовании задействовали четыре зарекомендовавших себя напитка – тоник, пепси-колу, кока-колу и афри-колу. Эксперимент подтвердил безусловное спермицидное действие тоника (это уже был не швепс, а местный крест-тоник), а вот с колами вышла накладка, если требовать от эксперимента повторяемости. Так, пепси-кола стала более жесткой – подвижность сперматозоидов в ней снизилась до 42 % против 55 % в опытах Ойелолы; афри-кола, наоборот, оказалась гораздо мягче – 37 % вместо 8 %. У кока-колы, судя по всему, поменялась рецептура, так что сперматозоиды чувствовали себя в ней вполне комфортно – их подвижность выросла до 46 % вместо 6 %, зато это близко к тому 41 %, что намерила Умпьерре с коллегами.

А что там с добавлением щелочи? Оказалось, что и у тоника, и у двух кол, кроме кока-колы, такая добавка снижает спермицидное действие. В случае тоника подвижность сперматозоидов растет аж до 20 %! А вот у кока-колы, наоборот, падает до 35 %. Очевидно, что при правильном анализе эти данные помогли бы подвести к разгадке, к выявлению действующего вещества. Но, видимо, для развивающихся стран требуются не отвлеченные знания, а практические рекомендации. Их-то Нвоха и формулирует: именно тоник, который легко купить в любой лавке, и нужно применять в качестве средства предотвращения беременности; его использование даст немалые преимущества женщинам развивающихся стран с их бедностью и перенаселенностью. Наверное, полученные в серии работ убедительные доказательства спермицидного действия тоника поставили точку в расследовании – более поздних работ в области колаведения не опубликовано.

Однако сомнения все-таки остались, и Игнобелевский комитет сумел найти их источник. Оказывается, пока нигерийские исследователи проводили свою серию работ, тайваньские китайцы из Тайбэйского главного госпиталя ветеранов во главе с Хун Чуаньюэ доказали[56], как они сами считают, отсутствие спермицидного действия разных кол.

Как обычно бывает с такого рода разоблачителями, китайская работа изобилует нестыковками и прямыми нарушениями техники эксперимента. Вот, например, они пригласили всего семь добровольцев, у которых в миллилитре жидкости было 54–123 млн сперматозоидов, и подвижность последних была не на высоте – 33–57 %. Да Нвоха таких добровольцев выгнал бы из лаборатории и даже денег не дал – он в своих опытах оставлял мужчин, способных произвести не менее 250 млн сперматозоидов в миллилитре, и чтобы не менее 60 % были подвижны. Ойелола с коллегами были еще более строги: у их подопечных подвижностью обладали 70–90 % сперматозоидов. Дальше – больше: китайцы вовсе отказались от классической методики колаведения. А ведь никто не мешал проверить китайские сперматозоиды для начала методом Умпьерре, доказать, что и с ними, и с газировкой все в порядке, что кола действует так, как подтверждено многочисленными опытами. Но группа доктора Хуна не поставила такого контрольного эксперимента, а сразу стала проводить измерения своим методом, довольно сложным. Жидкость со сперматозоидами капали в сосуд, разделенный мембраной, за которой находился щелочной раствор, а дальше считали, сколько сперматозоидов за два часа смогут преодолеть мембрану. В опытах использовали те же виды колы, что и Умпьерре с коллегами, при этом сперматозоиды выдерживали в коле и полчаса, и час, и всё без видимого результата – их подвижность уменьшалась всего на 10–25 %. Из чего китайцы сделали смелый вывод, что никаким спермицидным действием никакая из кол не обладает.

Как же так? Ведь исследователи из США и Нигерии независимо друг от друга показали, что да, с колой вопрос темный, но с тоником-то нет никаких сомнений!

Поставь китайцы контрольные опыты с прямым измерением подвижности сперматозоидов под микроскопом, ясности было бы больше; может, у них кола была бракованной, кто теперь знает? И вообще, говорить об отсутствии действия, когда опыт поставлен принципиально другим методом, некорректно. Так что закрыть увлекательные колаведческие штудии китайцам явно не удалось, только интриги прибавилось, и это лишний раз демонстрирует всю суть научного поиска, полностью захватывающего исследователя, даже если исходный повод выглядит как милый пустяк или безобидный розыгрыш.

Игнобелевский комитет откликнулся на это захватывающее, пусть и заочное научное противостояние весьма оригинальным образом: он присудил Игнобелевскую премию по химии за 2008 год сразу двум группам исследователей, получившим взаимоисключающие результаты: основоположникам научного колаведения Шари Умпьерре, Джозефу Хиллу и Деборе Андерсон, с одной стороны, и их китайским оппонентам во главе с доктором Хун Чуаньюэ – с другой. Такие казусы в науке случаются сплошь и рядом, но только Игнобелевский комитет решился узаконить новый, плюралистический подход к оценке результатов научных исследований.

Однако наука наукой, а что же делать бедным женщинам перенаселенных стран? Искать старую диетическую кока-колу? Пользоваться свежим тоником? Ответ дает Дебора Андерсон, которая после присуждения Игнобелевской премии была вынуждена опубликовать в 2008 г. специальное разъяснение в British Medical Journal. Да, пишет Дебора, мы мерили подвижность сперматозоидов в прохладительных напитках, зная, что такой народный метод популярен в некоторых странах. Но проблема-то состоит в другом. Сперматозоид, как считает Андерсон, за секунды может достичь цели и оплодотворить яйцеклетку. Сказанное ею подтверждается опытами. Разумеется, их проводили не с участием людей, но вот, скажем, у овец[57] искусственное оплодотворение с моментальным, спустя секунды, промыванием водой приводило к беременности лишь в 10 % случаев, а если промывали спустя всего-то 15 минут – успеха достигали в 40 %. Конечно, за минуты сперматозоид не может слиться с яйцеклеткой. Более того, как известно с 50-х годов прошлого века, ему нужно выждать определенное время для того, чтобы пройти процедуру капацитации, в ходе которой сильно меняется химический состав его оболочки, а также дождаться, когда свежая яйцеклетка займет свое место и станет готова для оплодотворения. Это время составляет часы, которые сперматозоид проводит, спрятавшись в глубине женского организма. Но, как видно на примере овец, для промывающей жидкости такое убежище уже недоступно.

В общем, никакие примочки и промывания спустя минуты не помогут остановить сперматозоид, они попросту лишены смысла. Поэтому от колы, уксуса, лимонного сока, тоника и прочих народных методов толку очень мало. А вот вреда много. Не зря той же колой чистят бамперы автомобилей и сантехнику – настолько это агрессивная жидкость.

В специальных опытах Андерсон с коллегами установила, как кола действует на соответствующую ткань человека; оказалось, что очень плохо – верхний слой клеток погибает. Поэтому наука утверждает: прохладительные напитки надо использовать только для утоления жажды.

Другие способы применения (кроме очистки бамперов и сантехники) ни к чему хорошему не приведут. Впрочем, это не мешает продолжать искать разгадку тайны колы, чтобы определить действующее вещество и сделать с его помощью новое полноценное противозачаточное средство.

А что там в Нигерии? Ответ на этот вопрос может дать статистика. И, как ни странно, она подкидывает интересный факт. Штат Ойо находится на юго-западе Нигерии, граничит с Бенином. Выделившийся из него в 1991 году штат Ошун, где оказался город Иле-Ифе, – несколько восточнее. Так вот, исследование, которое возглавлял А. Акиньеме из все того же Университета Обафеми Авалово, показало[58], что после работ Ойелолы и Нвохи фертильность женщин именно на юго-западе и юго-востоке Нигерии сильно – на 20 % – снизилась: 6,6 ребенка на женщину в 1981 году, 5,5 – в 1990-м, 4,5 – в 1999-м, 4,1–2003-м и 4,5 – в 2008-м. А на севере, наоборот, фертильность стабильно росла – с 6,4 до 7,2. Обсуждение этого факта выходит за рамки повествования об Игнобелевской премии 2008 года, однако его наличие нельзя не отметить.

«Если у тебя есть фонтан, заткни его»

Одной из самых дефицитных вещей в нашем обществе всеобщего изобильного потребления становится тишина. Право на тишину – фундаментальное право человека, но так как оно не внесено ни в одну конституцию или международную конвенцию, то беззастенчиво и повсеместно нарушается.

Наибольший ущерб нашей психике наносят отнюдь не звуки работающей электродрели у соседа или громкая музыка, а болтовня, несущаяся со всех сторон. Не всякую болтовню можно пресечь простым нажатием кнопки на пульте – очень часто мы вынуждены часами слушать, как кто-то вещает, проповедует, нудит, бормочет или, как в быту, щебечет. Законодатели не желают ничего с этим делать, что неудивительно, ведь они сами – одни из главных источников болтовни. Одна надежда на ученых.

В феврале 2012 года Курихара Кадзутака из Национального института передовой промышленной науки и технологии и Цукада Кодзи из Университета Оханомизу, Япония, предложили устройство для "отключения" болтунов, детали которого они описали в статье "SpeechJammer: Использование системы искусственного нарушения речи с задержанной слуховой обратной связью"[59].

Принцип действия устройства основан на интересном эффекте: если человек слышит свою речь с задержкой на доли секунды, то он сбивается и в конце концов останавливается. Соответственно, прототип устройства, изготовленный японскими исследователями и названный ими SpeechJammer – "подавитель речи", состоит из направленного микрофона, направленного динамика, дальномера, лазерного прицела для точного поражения "цели", чипа, обрабатывающего входной звуковой сигнал и отправляющего его обратно, и блока автономного электропитания.

Радиус действия устройства не превышает 30 м, и, к сожалению, его нельзя увеличить, потому что он определяется скоростью распространения звука в воздухе, которая составляет 343 м/с. Натурные испытания показали отменную эффективность устройства – умолкали девять из десяти попавших в прицел ораторов, при этом слушатели не испытывали никакого физического дискомфорта и даже, занятые своими мыслями, не замечали эффекта эха.

Особый интерес устройство вызвало в научном сообществе, члены которого вынуждены выслушивать занудные доклады коллег, случается, что одни и те же, на бесчисленных конференциях. Поэтому неудивительно, что Курихаре и Цукаде без задержки была присуждена Игнобелевская премия по акустике за 2012 год.

Справедливости ради заметим, что использованный при создании этого устройства эффект обратной звуковой связи известен более полувека, его изучали многие исследователи, в том числе и в нашей стране, включая выдающегося советского физиолога Петра Кузьмича Анохина (1898–1974). Из их исследований следует, что говорящий постоянно слушает себя и не только с целью контроля. Входящий звуковой сигнал оказывает существенно влияние на формулирование мысли, так что нарушение этой обратной связи не просто сбивает речь, а дезорганизует процесс мышления, и говорить в этих условиях становится действительно трудно. В этих же работах была установлена и оптимальная задержка звукового сигнала – 0,2 секунды, или 200 миллисекунд. Это средняя длительность слога – произносимой единицы речи. Удивительным приложением этого эффекта стало лечение заикания и других психических расстройств речи – логоневрозов. Ключом к успеху тут служит правильный выбор задержки звукового сигнала, которую варьируют в интервале от 40 до 220 миллисекунд. Современная аппаратура делает это в автоматическом режиме по специальной программе, которая подстраивается под речь каждого пациента.

Еще один интересный факт состоит в том, что когда люди говорят на иностранном языке, то они свою речь не слушают, не контролируют ее и совершенно искренно удивляются, когда потом им указывают на допущенные ошибки и оговорки. То есть формулирование и озвучивание мысли на родном и чужом языке имеют существенные различия. Стереть это различие можно, но для этого надо использовать специальную методику преподавания иностранного языка. Надо научить человека слушать себя.

Ты меня понимаешь?

Одна из главных проблем современного общества – разобщенность людей. Это стало следствием возросшей мобильности населения и стремительного погружения в виртуальный мир. С одной стороны, сотня друзей в соцсетях, с другой – поговорить по душам не с кем.

"Никто меня не понимает…" В этой ситуации лучшим другом для многих становится домашний питомец – собака, кошка, даже аквариумная рыбка. Им, как настоящему другу, можно рассказать всё. Но хотелось бы иметь обратную связь, хотелось бы чувствовать, что тебя понимают, тебе сопереживают. В общем, нужен переводчик, коммуникатор, естественно, автоматический, чтобы не нарушать интимность общения.

Ученые решили эту проблему. В 2002 году доктор Мацуми Сузуки, президент Японской акустической лаборатории, доктор Норио Когуре, директор ветеринарной клиники, и Кеита Сато, президент компании Takara, представили электронное устройство Bowlingual, которое переводит собачий лай на современный японский язык.

Этому техническому прорыву предшествовали долгие годы работы. Доктор Мацуми Сузуки занимался электроакустическим анализом звуков, издаваемых различными животными, что позволило ему, в частности, воссоздать трубный глас давно вымершего лохматого мамонта. Это было образцовое фундаментальное исследование – безумно интересное и совершенно бесполезное. Возглавивший проект Кеита Сато направил усилия Сузуки в практическое русло, сосредоточив их на собаках. Здесь неоценимую помощь исследователям оказал доктор Норио Когуре, который многие десятилетия изучал поведение собак и, в частности, то, как они общаются между собой.

Перевод с собачьего языка на человеческий, тем более японский, – очень сложная задача. Ведь существует множество пород собак, и ниоткуда не следует, что все они разговаривают на одном языке. Японские исследователи исходили из предположения, оспариваемого, впрочем, многими зоолингвистами, что собачий язык един, но каждая порода говорит на своем диалекте. База данных устройства Bowlingual включает 83 таких диалекта, и пользователь может настроить устройство на любой из них. Существенно, что среди них есть диалекты пород собак, популярных в России, – овчарки колли, немецкой овчарки, эрдельтерьера, фокстерьера, сенбернара, ротвейлера, добермана-пинчера, бульдога и многих других.

Важность этого изобретения не подлежит сомнению. Справедливо, что ему немедленно, в том же 2002 году, была присуждена Игнобелевская премия мира "за приумножение гармонии в отношениях между биологическими видами", а журнал Time назвал лучшим изобретением года.

С течением времени это устройство постоянно совершенствовалось. В 2003 году появились Bowlingual для корейского и английского языков. В 2009 году на рынок поступила версия переводчика из двух элементов: беспроводного микрофона-передатчика, который крепится к ошейнику собаки, и коммуникатора-приемника, на дисплей которого выводится перевод.

Один приемник способен принимать сигналы от нескольких передатчиков, что позволяет следить за переговорами собак. Вышла на рынок и версия для разговоров с кошками. Все эти устройства сейчас можно купить в интернете, а соответствующую программу для коммуникатора – бесплатно скачать с "яблочного" сервиса iTunes.

В процессе эксплуатации переводчика выявились и некоторые проблемы, впрочем, легко прогнозируемые. Иногда лучше не знать, что скрывается за красивыми, но непонятными звуками. Это как с песнями на иностранном языке. "Smoke on the water", – исступленно вопили мы в молодые годы, дополняя все остальное ритмичным и безличным "та-та-та-тата-та-та". Но стоит открыть текст песни, и становится понятно, что все это "та-та" просто чушь, извините, собачья. Можно продолжить собачью тему крылатым выражением Джефри Чосера: "Не будите спящую собаку", которое в полной мере относится к обсуждаемой теме.

Вот что пишут покупатели на сайте amazon.com: "Это устройство разрушило мою жизнь, с его помощью я узнала, до чего моя собака меня ненавидит. Каждое ее тявканье – насмешка надо мной, над моим весом, над моей готовкой, над моей одеждой. Даже дети в школе не были так жестоки!" Или: "Не знаю насчет собачьей версии, но кошачья повергла меня в шок. Во время ужина с гостями моя сиамская кошка промяукала, что все они в моей власти и их теперь следует убить. Я запер ее до ночи в ванной и выкинул транслятор". В общем, "многие знания – многие печали", как учит нас Екклесиаст.

На самом деле Bowlingual не делает дословный перевод. Анализируя звуки, которые издает животное, устройство опознает его эмоциональное состояние, причем выбор достаточно грубый, всего из пяти возможностей, а потом формирует случайным образом фразу из числа тех, что соответствуют этому эмоциональному статусу. Наверное, такие фразы могут кого-то и обидеть, но вряд ли стоит принимать их всерьез. Хотя предложение сиамской кошки о совместной охоте на гостей выглядит не таким уж далеким от истинного настроя животного…

А может ли этология – наука о поведении животных в естественной среде – более точно распознавать сообщения, содержащиеся в их звуках? Вообще, есть ли там слова, то есть "структурно-семантические единицы языка, служащие для наименования предметов, процессов, свойств", как их определяет БСЭ? Ведь если в звуках животных слов нет, то и сама попытка дословного перевода на человеческий язык лишена смысла.

Вопрос непростой, поскольку нет единства мнения у зоологов. Вот, например, брачные песни мышей. Немногие знают, что мыши исполняют сложные арии в ультразвуковом диапазоне. В этих песнях можно выделить типовые звуковые фрагменты с характерными частотными характеристиками в начале и в конце звучания, разделенные паузой. По описанию – прямо как слова.

Мышь в компании самцов молчит, но, оказавшись в одной коробке с самками, начинает "болтать" – издавать ультразвуки, но простенькие. Гораздо сложнее звуки при совместном содержании мышей, и желательно не в голой техногенной коробке, а в более естественной обстановке – чтобы туда были набросаны бумажные и картонные предметы.

Неужели мыши разговаривают между собой? "Нет, – отвечает Кристин Портфорс из Университета штата Вашингтон в Ванкувере. – Мыши поют для установления социальных связей, и, скорее всего, песни просто означают готовность к оным"[60].

Для животных, охраняющих свою территорию, уведомление о намерениях – важное сообщение; в противном случае можно принять желание дружить за вторжение. Более того, опыты, поставленные с глухими мышами, опыты с мышатами, подброшенными в гнездо другой семьи, показали, что песню они не учат, а знают с рождения – потомки поют песню отца, даже если никогда его не видели и не слышали. А усложняется она по мере развития вокального аппарата. Если каждая мышь поет свое и не изучает песни других, то, скорее всего, это песня без слов.

А вот как видит Кристин Портфорс (сочтем ее мнение типичным) саму проблему звуковой коммуникации животных: "Многие позвоночные используют звуки для передачи информации, касающейся таких аспектов, как индивидуальность или принадлежность к группе, групповой статус и настроение, планируемое поведение, наличие хищников или источников еды. Для передачи информации служат частота, продолжительность звуков, другие акустические характеристики". Как видим, специалисты по мышам слов у своих подопечных не разбирают, лишь общий смысл фраз.

Неплохо изучены и звуки других лабораторных животных – крыс. В слышимом диапазоне они, как правило, отпугивают хищников либо жалуются на несчастную судьбу в руках жестокого экспериментатора – одни эмоции, какие уж тут слова. Но есть у них два ультразвуковых диапазона. Может быть, слова звучат на этих каналах, скрытых от ушей представителей других видов? Опять ошибка. В одном диапазоне крысы издают звук в минуту беды, например, если в пределах видимости оказался кот, и это прямое следствие выработки в мозге ацетилхолина, то есть нейромедиатора, связанного с возбуждением. А во втором выражается привязанность, и крыса начинает свистеть в этом диапазоне после того, как у нее вырабатывается гормон счастья – дофамин. Например, крыса так свистит, зайдя в помещение, где перед этим были другие крысы. Интересно, что о сложных вокальных конструкциях у крыс, подобных "словам" мышиных песен, Портфорс в своем обзоре не упоминает, а другой специалист по изучению акустики этих животных Стефан Бруджинский из Университета Брока (Канада) отмечает: ультразвуковой свист служит лишь индикатором состояния организма животного. В такой интерпретации в свисте крысы не закодирована какая-то информация; сам свист – это и есть сообщение о том, что идет кот, а слова "кот" в нем нет.

А что с собаками и кошками? Звукам, которые они издают, посвящено много исследований. Например, сравнение мяуканья домашних котов и их ближайших родственников – степных котов Felis silvestris lybica показало, что звуки первых для человеческого уха приятнее. Может быть, домашние коты специально изменяют голос в обществе человека, чтобы понравиться? Нет, – звучит приговор зоолога, – это следствие искусственного отбора, то есть кошки с дурными голосами в человеческом доме не прижились. А может быть, собака своим гавканьем хочет что-то рассказать человеку? Нет, тогда наблюдалась бы закономерная модуляция частотной характеристики, а это не так, хаотическая составляющая преобладает. Более того, человек с трудом различает лай разных собак одной и той же породы и часто ошибается, когда его просят угадать, в какой ситуации этот лай был записан.

В общем, из таких работ следует, что надежды на диалог с собакой или кошкой нет. Максимум, что они могут, – понимать набор команд, интонацию и жесты. Считается, что к этому они предрасположены с рождения. Например, маленький щенок прекрасно распознает указующий жест и идет искать добычу именно туда, куда протянута рука. А вот обезьян или волков надо учить этому искусству.

Однако есть и другая группа этологов, которые считают, что звуки животных все же несут значительную смысловую нагрузку. Например, сын русских эмигрантов второй волны Константин Слободчиков, профессор Северного университета Аризоны, даже создал в 2008 году Институт языка животных. Он уверен, что к середине XXI века появится надежный переводчик, который позволит на самом деле, а не в шутку, как в устройстве игнобелевских лауреатов, обращать в человеческие слова звуки животных. Проблема лишь в финансировании. Идея создания института состояла в том, чтобы сформировать пространство для объединения энтузиастов, однако, судя по его сайту[61], таких людей исчезающе мало.

Сам профессор Слободчиков долгое время изучал луговых собачек Cynomys gunnisoni – грызунов из семейства беличьих. Именно эти исследования натолкнули его на мысль, что издаваемые дикими животными звуки слишком сложны для элементарных сигналов об опасности или настроении и, скорее всего, несут более насыщенную смысловую нагрузку. И действительно, венгерские ученые из Университета Этвёша Лоранда показали, что, в отличие от человека, компьютер может и различить отдельных собак по их лаю, и с неплохой точностью определить, в какой ситуации они лают[62]. А если лай в разных ситуациях отличается, то, быть может, именно в этих акустических различиях и закодирована информация, которую хочет сообщить собака. Если понимать, что служит носителем этой информации – модуляция частоты, модуляция продолжительности звука или что-то еще, то можно ее расшифровать и передать человеческими словами. Сами-то собаки точно извлекают больше информации, чем мы. В других опытах того же коллектива животные прекрасно справлялись с обоими непосильными для человека заданиями: и различали индивидуальность по лаю, и определяли, в какой ситуации возникли эти звуки.

А еще есть мнение, что животные-то давно к нам приспособились и издают звуки, специально предназначенные для нас. Вот, например, опыты, поставленные с дворовыми и домашними котами, показали, что при виде человека они ведут себя совершенно по-разному. Дворовые громко урчат и шипят, а домашние – громко мяукают. Это различие можно было бы приписать многим годам, прожитым вместе, но подобное различие реакции наблюдают и у лис, которые в человеческом жилище не обитают. В Новосибирске, в Институте цитологии и генетики РАН, не одно десятилетие поддерживают две популяции черно-бурых лис – одни склонны к агрессивному поведению при виде человека, а других, наоборот, на протяжении полусотни поколений отбирали по признаку дружелюбия. В опытах, проведенных исследователями из Москвы и Новосибирска[[63] ], при появлении незнакомого человека рядом с клеткой агрессивные лисы все время, пока он не уходил, издавали разнообразные звуки, а дружелюбные быстро успокаивались. Однако звуки были разными. Если у агрессивных встречались фырканье и кашель, то у дружелюбных – звуки, похожие на кудахтанье и глубокие вздохи. Удивительно, но их акустическая структура аналогична человеческому смеху: у лис частота отдельных звуков составляет соответственно 5,53 и 4,76 в секунду, а у человека – 4,37 в секунду. Человек не понимает языка лисы, но она-то понимает, как надо общаться с человеком, чтобы привлечь его внимание: не лаять и рычать, а смеяться. Эти дружелюбные лисы очень общительны и любят ласку. Вероятно, тут сочетаются генетически обусловленная склонность видеть в человеке не угрозу, а собеседника, и наблюдательность, превосходящая эту способность у нашего вида. Кошки, кстати, нас тоже расшифровали – голодный кот мяукает на тех же частотах, на которых плачет человеческий детеныш.

Получается, что животным, скорее всего, никакого переводчика не надо, они и так прекрасно нас понимают. А нужен ли он нам? Некоторые ветеринары говорят, что нет, потому что три четверти информации при общении и животные, и человек получают не из слов, а из интонаций, мимики и прочего. А речь – это так, приложение. Давным-давно большой знаток человеческих слабостей и по совместительству символ политической беспринципности Шарль Морис де Талейран сказал: "Язык дан человеку для того, чтобы скрывать свои мысли". Может быть, что не только человеку.

Музыка как средство терапии

А может ли человек не только использовать издаваемые или слушаемые звуки общения, но и воздействовать ими на свою физиологию, регулировать выработку гормонов, деятельность иммунной системы? Положительный ответ на этот вопрос подсказывают сразу две Игнобелевские премии по медицине за 1997-й и 2013-й. Первую из них получили Карл Чарнетски и Фрэнсис Бреннан-младший из пенсильванского Университета Уилкса, а также их коллега Джеймс Харрисон, работавший в знаменитой компании Muzak. Эта компания известна тем, что с 1930-х годов доставляла музыку на виниловых пластинках и по проводному радио для фонового проигрывания, например, на предприятиях для повышения производительности труда, в супермаркетах для увеличения продаж. Сейчас слово «muzak» стало нарицательным и обозначает фоновую музыку для коммерческих целей. Лауреаты же установили, что прослушивание «музака» в лифтах повышает уровень иммуноглобулина, то есть предотвращает простуду[64]. Вторая премия досталась японско-китайскому коллективу из нескольких токийских клиник во главе с Масанори Ниими с кафедры хирургии Университета Тейко. Они добились успеха в изучении положительного влияния прослушивания оперы на здоровье пациентов после пересадки сердца[65]; изюминкой работы стало не использование оперной музыки, а то, что пациентами были мыши.

Полвека тому назад мир был молод, задорен и исследователи, особенно склонные добывать и использовать новые знания, совершали многие безрассудства, которые сейчас вызвали бы в лучшем случае скептическую улыбку, а то и остракизм со стороны коллег. Например, не успела высохнуть типографская краска на страницах журнала со статьей об эффекте Моцарта, согласно которому интеллектуальный коэффициент детей, слушающих музыку этого композитора, значимо увеличивается, как во многих школах стали на уроках включать произведения великого композитора. Да что там школы, классическая музыка зазвучала в коровниках и, по слухам, благотворно повлияла на прирост надоев у коров. Только появились данные о том, что у воды есть структура и она может, меняясь под действием звуков, оказывать воздействие на живые существа, как звуки симфоний стали разливаться над полями, поднимая урожайность зерновых на добрые 10–15 %[66]. Тогда же появилась и мысль, что улыбка – это не следствие хорошего настроения, наоборот, хорошее настроение можно индуцировать посредством улыбки. То есть начинаешь улыбаться, и вскоре ипохондрия уходит, а мир начинает выглядеть в розовом цвете. Да, много подобных чудес можно найти в старых подшивках научных, научно-популярных и околонаучных изданий.

Но вот наступил новый век, и постаревший мир, остепенившись, стал поверять эти ранние фантазии научной методологией. В результате многие легкомысленно открытые феномены испарились – например, тот самый эффект Моцарта. И в то же время точные измерения показали, что доля истины в тех фантазиях была: какое-то влияние на физиологические процессы и здоровье могут оказывать такие эфемерные стимулы, как правильно построенная последовательность звуков, а то и вовсе какие-то положительные эмоции.

Стимулы могут быть эфемерными, но ответ они вызывают объективный и вполне материальный, что фиксируется беспристрастными приборами. Возьмем работу Чарнетского с коллегами. Они установили, что прослушивание фоновой музыки увеличивало концентрацию иммуноглобулина в слюне участников эксперимента на 14,1 %, радиомузыки, прерываемой рекламой, – на 7,2 %. У сидящей в тишине контрольной группы концентрация почти не менялась, а вот у тех, кто слушал череду случайных звуков, напротив, падала на 19,7 %. Последний результат объясняется просто: стресс всегда подавляет иммунитет, а череда случайных звуков может вполне выглядеть как пытка.

А для объяснения того факта, что "музак", по сути, вызывает иммунный ответ, предложено целых четыре варианта. Первый – такая музыка приводит к общему расслаблению организма, то есть снятию стресса с соответствующим улучшением иммунитета. Второй – она вызывает положительные эмоции. Третий – музыка оказывает системное воздействие, изменяя работу большого числа органов, регулирующих физиологию, например сказывается на работе различных мозговых структур (и это зафиксировано с помощью томографии). Такое воздействие и проявляется, в частности, в изменении уровня иммуноглобулина. И, наконец, музыка влияет на активность кортикальных нейронов, что, в свою очередь, может влиять на иммунную реакцию. Как видно, простым объяснением, связанным с эмоциями, обойтись никак нельзя.

Сложности добавляет и вторая работа, отмеченная Игнобелевским комитетом, в которой будущие лауреаты после операций по пересадке сердца мышам давали им прослушивать различные музыкальные произведения – от оперы и современного рока до звуков разных частот. Эффект оказался ярко выраженным: если большинство мышей умирали в течение нескольких дней после операции, то именно те, что слушали в течение недели после операции по нескольку часов в день записи оперной музыки или произведений Моцарта, жили чрезвычайно долго – от 20 до 80 дней и более! И опять-таки, в положительном воздействии музыки оказалась задействована иммунная система: изменялось содержание в крови различных, имеющих к ней отношение веществ и их соотношений, например интерлейкинов и гамма-интерферона. Но самое интересное, что существенно изменилась популяция клеток-убийц – Т-лимфоцитов типа CD4+ и CD25+. Это установили следующим образом. Прооперированным мышам, которые никакую музыку не слушали, ввели в кровь различные популяции лимфоцитов из крови оперированных мышей, слушавших оперу. Такие мыши также жили очень долго, некоторые – более 100 дней. Из этих данных следует, что музыка очень серьезно повлияла на всю работу иммунной системы. Трудно все это объяснить положительными эмоциями, тем более что неочевидна способность мышей испытывать какие-то эмоции, особенно от прослушивания совершенно непривычных для их слуха комбинаций звуков.

Подобные интереснейшие феномены неизбежно приводят к запутанному вопросу об использовании музыки для лечения. Судя по всему, это направление человеческой деятельности не раз испытывало взлеты и подъемы, достаточно вспомнить многократно осмеянные попытки бороться с эпидемиями оспы и чумы посредством колокольного звона. Вообще-то, из исследований игнобелевских лауреатов следует, что дело это не столь уж безнадежное, ведь звуки колокола вполне могут служить иммуностимуляторами, только, видимо, для борьбы с такими страшными инфекциями "колокольной" стимуляции было недостаточно.

Историки, например доктор Нил Сари из Стамбульского университета, указывают, что и в Древней Элладе, и в Персии, а потом и в Османской империи использовали специально написанную целебную музыку, причем не только для лечения психических расстройств (что логично в рамках гипотезы о главной роли эмоций), но и инфекционных заболеваний. Так, в османских трактатах упоминается, что для лечения простуды нужно применять мугам хоссейни, а для лечения менингита – мугамы ирак и зенгуле. (Мугамы – это лады и мелодии традиционной восточной музыки; например, зенгуле в переводе с фарси означает "колокольчик", в таком мугаме используют трелеподобное чередование двух звуков.) Причем музыку надо исполнять и слушать в определенное время суток. У исследователей этого вопроса возникает ощущение, что подобные рекомендации были вполне прагматичными, то есть основывались на какой-то клинической практике. Однако уже в XVII веке проигрывание музыки в больницах было сочтено несообразным, поскольку это удел развратников и вообще мешает покою других пациентов.

В первой половине XX века попытки использовать музыку для лечения предпринимались неоднократно. Например, Дмитрий Оскарович Отт специально для проведения медико-музыкальных опытов установил в актовом зале санкт-петербургского Императорского клинического повивального института оргáн "для изучения влияния различных сочетаний звуковых волн на отправления человеческого организма" (музыка из актового зала передавалась в палаты, ее можно было слушать по телефону). К сожалению, подробных сведений о результатах этих медико-музыкальных опытов разыскать не удалось, а жаль, ведь акустические волны, порождаемые оргáном, обладают немалой силой и вполне способны создавать ощутимые вибрации в человеческом теле, в чем может убедиться каждый, посетив концерт органной музыки. Вибрации же эти неизбежно должны синхронизироваться с собственными колебаниями объектов различных уровней построения тела – от органов до биомолекул – и как-то влиять на их поведение. Хотя такая гипотеза физиологического действия музыки была предложена давно, в 1980-х годах, в XXI веке возобладала точка зрения, что все дело в создаваемых музыкой положительных эмоциях. Эти эмоции и улучшают качество жизни пациентов, отчего музыкальную терапию целесообразно применять при психических расстройствах и тяжелых болезнях. По сути, эта точка зрения отрицает результаты, полученные игнобелевскими лауреатами, которые явно указывают именно на физиологическое, а не эмоциональное действие музыки.

Однако есть, есть выход из этого замкнутого круга, его дает, например, интереснейшая гипотеза Фукуи – Тоёсимы. Суть ее состоит в следующем[67]: «Генерация упорядоченных звуков самыми разными животными – от насекомых и амфибий до птиц и приматов – ассоциирована с процессом размножения. Этими звуками особи стимулируют противоположный пол к сложным биохимическим перестройкам, в основе которых лежит изменение уровня половых гормонов. Музыка – это высшее проявление звуковой упорядоченности. Организм человека, его подсознание воспринимают музыку как сигнал об участии в размножении. А размножение – самый ответственный этап в жизни живого существа. Поэтому в ответ на музыкальный сигнал гормональная система настраивает организм на оптимальную, наиболее эффективную работу».

Из этого следует важная жизненная рекомендация. Пора перестать бурчать на молодежь, которая сейчас почти сплошь ходит с наушником в ухе, из которого несется странная и подчас неприятная для нашего слуха музыка. Возможно, они так лечатся от стресса и настраиваются на эффективную работу.

Полезные свойства вторичного продукта

Одним из главных достижений науки XX века стало создание антибиотиков, которые принципиально изменили медицину и позволили спасти миллионы жизней. Ученые начали с антибиотиков, выделенных из живых организмов, с пенициллина из плесени, а затем перешли на синтетические вещества, последовательно усложняя их структуру. Сейчас мы используем уже шестое поколение антибиотиков, чрезвычайно мощных и обладающих широким спектром действия.

Но любая технология имеет оборотную сторону: помимо пользы она приносит и риски (это такой эвфемизм слова "вред"). Антибиотики эффективно уничтожают бактерии, но проблема состоит в том, что не все бактерии вредны, многие из них полезны, а некоторые даже жизненно необходимы, как бактерии микробиоты, населяющей наш желудочно-кишечный тракт. И как все полезное, уничтожаются они легко, а восстанавливаются с трудом. Кроме того, бактерии умеют приспосабливаться к действию антибиотиков, постоянный поиск новых, все более мощных антибиотиков стимулируется в том числе и тем, что старые перестают действовать. К сожалению, мир устроен так, что "плохие" адаптируются лучше "хороших", которые всегда оказываются в проигрыше.

В результате совместного действия антибиотиков и других "достижений" современной цивилизации в виде фастфуда и техногенных загрязнений окружающей среды в нашем организме нарушается оптимальный для жизни баланс бактерий. Это то, что в России называют дисбактериозом. По некоторым оценкам, им страдает более 90 % населения развитых стран, что заведомо превышает число людей, которые нуждаются в приеме антибиотиков. По всему выходит, что пробиотики – микроорганизмы, способствующие нормальной деятельности кишечника, – сейчас едва ли не важнее антибиотиков. Поэтому многие ученые концентрируют свои усилия именно на поиске пробиотиков.

Главный вопрос тут состоит в том, где взять бактерии, не угнетенные и не испорченные отрицательным воздействием современной цивилизации. Один из возможных ответов дан в статье исследователей из Университета Жироны, Испания[68]. Он прост, как все гениальное: источником «правильных» молочнокислых бактерий могут служить младенцы, а точнее, их фекалии.

Работа выполнена на высшем научном уровне. Исследователи проанализировали фекалии 49 младенцев в возрасте от 6 до 12 месяцев с различным типом вскармливания; они выделили из фекалий 109 различных молочнокислых бактерий, очистили и вырастили их культуры, изучили их антагонистическую активность, способность выживать в желудочно-кишечном тракте взрослого человека, провели анализ их генома методом секвенирования и определили наиболее перспективные для практического использования штаммы лактобактерий казеи/параказеи.

Путь практического использования и стал изюминкой этого исследования. Ввести бактерии, выделенные из фекалий младенцев, в организм взрослого человека можно разными способами, например напрямую, перорально, но испанские ученые пошли по пути совмещения полезного с приятным. Они изучили действие выделенных бактерий в качестве заквасок при получении ферментированных сырокопченых колбас, таких как любимый авторами (и не только ими) сальчичон. Показано, что использование фекальных бактерий не сказывается на вкусе этих колбас, но приводит к некоторому уменьшению содержания в них соли и жира. Самое же главное состоит в том, что бактерии сохраняются в колбасах, и, поедая их, вы вносите в организм столь полезные бактерии. Установлено, что потребление 10 граммов такой колбасы обеспечивает суточную норму пробиотиков. К сожалению, не указано, что будет при большем потреблении, потому что кто же ограничивается 10 граммами сальчичона? В любом случае эта разработка стала настоящим подарком мясоедам, которые по тем или иным причинам не употребляют в пищу молочные продукты, широко рекламируемые как источник лактобактерий.

Авторы этого исследования – дружный женский коллектив в составе Ракель Рубио, Анны Жофре, Белен Мартин, Терезы Аумерич и Маргариты Гаррига – были отмечены Игнобелевской премией в области питания за 2014 год. Злопыхатели сопровождали сообщение о присуждении премии заголовками типа "Колбаса из экскрементов", что неверно по сути, ведь их колбаса была сделана из высококачественного мяса, в отличие от многих других сортов колбасы, которые встречаются на полках супермаркетов.

Тем не менее работа не лишена недостатков. Начнем с того, что предложенный метод сбора биоматериала путем экстракции из содержимого использованных подгузников нетехнологичен. Возникает проблема получения информированного согласия донора на использование его биоматериала. Да и точно ли удается полностью исключить влияние "цивилизации" на выделяемые бактерии?

Преодолеть эти препятствия можно путем использования совершеннолетних доноров, проживающих в местах, удаленных от промышленных предприятий с их вредными выбросами, употребляющих в пищу экологически чистые продукты, избежавших массовых эпидемий, возникающих из-за скученности населения, и с детства лишенных современного медицинского обслуживания, по сути своей медикаментозного. Такие оазисы здоровья еще остались на нашей планете, в частности деревни в сибирской глубинке.

В середине 1990-х годов один из авторов этой книги принимал участие в экспертизе коммерческого проекта, предложенного группой американских ученых и предпринимателей (оказавшихся на поверку нашими бывшими соотечественниками, но это не существенно). Суть проекта состояла в поиске таких экологически чистых деревень, скрининге их жителей на предмет отсутствия генетических и инфекционных заболеваний, анализе их микробиоты и организации системы сбора их фекалий в полном соответствии с антиутопией Владимира Войновича "Москва 2042". Собранный биоматериал предполагалось перерабатывать на базе НПО "Вектор", что в Кольцово под Новосибирском. Это один из крупнейших биотехнологических научных центров в мире, занимавшийся среди прочего созданием биологического оружия и средств защиты от него. В середине 1990-х годов "Вектор", как и все научные организации страны, оказался брошен на произвол судьбы и поэтому, по замыслу организаторов проекта, должен был с радостью ухватиться за возможность выпуска лекарственных препаратов на основе бактерий, выделенных из фекалий сибирских жителей. Для такого производства подготовили всю техническую документацию, включая дизайн упаковок для готовой продукции. Тестирование самой продукции предполагалось провести на жителях России, после чего она должна была хлынуть на западные рынки, в первую очередь в США.

К сожалению, проект так и не был реализован. Россия лишилась инновационного продукта, производимого из возобновляемого сырья, обладающего высокой добавленной стоимостью и имеющего огромный экспортный потенциал.

Между тем проблемы с нарушением микрофлоры кишечника становились все более острыми. На смену "правильным" бактериям приходят болезнетворные, такие как Clostridium difficile, их токсины вызывают стойкую диарею, тошноту и рвоту. По данным американской статистики, в США в 2012 году диагноз «инфекционный колит», обусловленный заражением Clostridium difficile, был поставлен 347 000 пациентов, из которых умерло около 30 000, что превышает число погибших в ДТП. Самое неприятное, что эти бактерии обладают высокой устойчивостью к антибиотикам.

Так что ученые в который уже раз обратили свое внимание на пересадку больным здоровой микробиоты от доноров. Осуществляют это прямой трансплантацией фекалий здорового человека посредством клизмы, питательного зонда или колоноскопа. Весьма некомфортная процедура! Поэтому американские исследователи из Массачусетского госпиталя в Бостоне разработали специальные капсулы для перорального приема. Они заполнены калом здоровых доноров, содержащим "правильные" бактерии и свободным от любых аллергенов. Показано, что эти капсулы способствуют излечению от множества заболеваний, включая болезнь Паркинсона, но что самое важное – они препятствуют ожирению, которое подобно эпидемии охватило все развитые страны и в тех же США приобрело масштабы национальной катастрофы.

Выпуск подобных капсул для похудения начала в 2012 году бостонская фирма OpenBiome, созданная на базе Массачусетского технологического института. Там все организовано строго по науке. "Только 2,8 % кандидатов успешно проходят проверки и становятся донорами. Стать донором кала для OpenBiome сложнее, чем поступить в Гарвард", – заявил в одном из интервью главный медик проекта Займ Кассам, а он знает, о чем говорит, ведь он сам – выпускник Гарвардского университета. Безжалостно отсеваются кандидаты, которые в последние полгода принимали антибиотики или ездили в развивающиеся страны типа России. Зато прошедшие тестирование получают по 40 долларов за сданный биоматериал, если это умножить на 365 по числу выдач на-гора "вторичного продукта", то получается вполне приличный годовой доход.

Если верить разработчикам чудо-капсул и сторонникам фекотерапии (так теперь именуют этот метод лечения), то мы имеем дело с новой панацеей, которая дает возможность похудеть без изнурительных пробежек и отказа от булочек с вареньем на ночь. Единственная опасность тут таится в легкости занятия самолечением и изготовления лекарственного средства методом "сделай сам". Для этого достаточно найти среди соседей или знакомых здорового, спортивного, поджарого человека, уговорить его по-дружески поделиться "вторичным продуктом", а затем с помощью блендера перевести его в лекарственную форму. Принимать по стакану перед едой.

Полагаете, что это невозможно? Ужасный запах и все такое прочее? Вспомните, что творилось в конце 1980-х годов, когда значительная часть населения нашей страны, все больше люди интеллигентные, образованные, творческие, пили мочу – как собственную, так и чужую. Но уринотерапия – это, мягко говоря, метод нетрадиционной медицины, а если прямо, то чистая лженаука. Тогда как фекотерапия имеет строгое научное обоснование. Вот только самолечением заниматься не надо, лучше употреблять сертифицированные капсулы, а еще лучше – сырокопченую колбасу, ферментированную по методу испанских ученых.

Сделаем всё!

Возможности экскрементов как источника сырья не ограничиваются только производством лекарственных препаратов. Из них можно сделать много чего полезного, что доказали, в частности, Ямамото Маю с сотрудниками в статье «Новый метод производства полифенолов из экскрементов домашнего скота путем обработки водой в субкритических условиях»[69]. Под непонятным обычным людям термином «полифенолы» скрываются такие вещества, как ванилиновая, протокатеховая и сиреневая кислоты – хорошие антиоксиданты, обладающие к тому же антибактериальным действием. Они используются в медицине, а сиреневая кислота еще и в парфюмерии. Но самый известный из выделенных полифенолов – это ванилин.

Мировое потребление ванилина составляет около 10 000 т, большая часть идет на производство мороженого и шоколада. Традиционно ванилин выделяют из стручков ванили – тропического растения семейства орхидей. Это сложный, многомесячный процесс, поэтому стоимость "природного" ванилина довольно высока. Кроме того, площадь посадок ванили ограничена, она обеспечивает только пятую часть потребности в ванилине.

Поэтому еще в конце XIX века ученые разработали методы химического синтеза ванилина. Понятно, что синтетический ванилин ничем не отличается от природного, он даже лучше, потому что чище – содержащиеся в природном ванилине неконтролируемые примеси могут вызывать аллергические реакции. Но самое привлекательное в синтетическом ванилине – это цена, которая в несколько раз ниже, чем у природного.

Ванилин можно получить из лигнина – многотоннажного отхода целлюлозно-бумажной промышленности. Альтернативный метод синтеза – из гваякола, который, в свою очередь, получают из нефти. Именно этот метод вышел сейчас в лидеры, и он же подвергается наибольшим гонениям, как все, что производится из нефти – невозобновляемого сырья.

Интерес японских исследователей к экскрементам как сырью для производства ванилина понятен. Во-первых, это возобновляемое сырье. Во-вторых, его много, авторы оценивают ежегодное производство навоза в Японии в 40 000 т (по нашему мнению, оценка сильно занижена, ну да им, японцам, виднее). В-третьих, в навозе содержится лигнин, который не переваривают даже травоядные, так что можно отталкиваться от уже существующих технологий. И, наконец, с навозом надо что-то делать, он загрязняет окружающую среду, в Японии на этот счет в 2004 году принят даже специальный закон об использовании навоза.

Ямамото с сотрудниками подошли к делу основательно. Они изучили возможность переработки экскрементов травоядных животных, в том числе крупного рогатого скота, коз и лошадей, и для сравнения – плотоядных животных, включая тигров. Как и следовало ожидать, из экскрементов тигров ванилин не получается, потому что в них нет лигнина. Оно и к лучшему, ведь сбор экскрементов тигров – это отдельная и опасная работа. Зато с навозом травоядных животных все получилось отлично. Исследователи выделили субстанции, обладающие ароматом кофе и какао. Но самое главное, конечно, ванилин. Выход его невелик – 50 мг из одного килограмма навоза. С другой стороны, если переработать все 40 000 т навоза, то получается в аккурат годовая потребность Японии в ванилине. Если учесть, что сейчас весь ванилин Япония импортирует, то работа Ямамото с сотрудниками – впечатляющий пример импортозамещения. Нам есть чему и где поучиться.

Ямамото Маю как руководитель работы был удостоен Игнобелевской премии по химии за 2007 год. На церемонии награждения был представлен новый сорт мороженого с ароматом, названным в честь лауреата, – "Супер Ямамото Ваниль Твист". Производитель мороженого благоразумно умолчал о происхождении ванилина для нового деликатеса. Хотя почему? Ванилин – он и из навоза ванилин.

Потенциал использования "вторичного продукта" далеко не исчерпан. Ведь в нем еще содержится, например, железо – в форме ионов, конечно. Эти ионы можно выделить, восстановить их до металлического железа, а из него отлить пули, опровергнув таким образом расхожую присказку.

На такую работу вполне можно получить государственное финансирование. Сегодня власть имущие и деньги дающие зациклены на словосочетании "возобновляемые источники" и, увидев его, отключают здравый смысл (если он у них есть). Смеяться надо не над учеными, получающими ванилин из навоза, ученые сейчас, увы, выполняют работы, под которые дают гранты. Смеяться надо над чиновниками, которые эти гранты выдают. Но о чиновниках – отдельный разговор.

Карьера без стресса

Вас когда-нибудь обходили по службе? Извините, глупый вопрос. Все служивые люди, включая авторов, попадали в эту неприятную ситуацию, причем неоднократно. И что самое обидное, каждый раз демонстративное пренебрежение нашими явными достоинствами выглядит незаслуженным и несправедливым, обошедший нас кандидат ни в чем нас не превосходит, а совсем даже наоборот, что и доказывает его последующая деятельность на новом высоком месте – мы бы справились с этой работой намного лучше. Отсюда стресс, язва, размолвки в семье и прочие неприятности.

Вот бы придумать такую систему продвижения по карьерной лестнице, которая не вызвала бы стресса, результаты которой смиренно принимали бы все – и победители, и проигравшие.

Вы полагаете, что такую систему создать невозможно? Мы тоже так считали, пока не вышло исследование итальянских математиков Алессандро Плукино, Андреа Раписарда и Чезаре Гарофало из Университета Катании, Сицилия, с нарочито нейтральным, ни на что не претендующим названием "Повторное исследование принципа Питера: компьютерное моделирование"[70].

Математиков интересовало, как влияет система карьерного роста на эффективность деятельности компании. Для этого они взяли очень реалистичную модель – шестиуровневую пирамидальную структуру компании с множеством сотрудников на нижнем уровне и одним Большим боссом на верхнем. Все сотрудники характеризуются всего двумя параметрами – возрастом и уровнем компетентности. Под возрастом понимается время нахождения в компании, этот условный параметр изменяется от 1 до 60. Уровень компетентности включает как объективные показатели продуктивности, так и черты личности, такие как скорость мышления и открытость новому, он изменяется от 0 до 10; принимается, что распределение сотрудников по компетентности имеет вид кривой Гаусса со средним значением 7,0 и стандартным отклонением 2,0. Эффективность компании определяют как среднюю компетентность ее сотрудников, причем наибольшим статистическим весом при расчете обладает Большой босс, а наименьшим – сотрудники нижнего уровня.

Компетентность – вещь тонкая. По мере продвижения по карьерной лестнице она вроде как должна расти, потому что сотрудник осваивает новые умения. Для простоты можно принять, что она не изменяется при переходе на новый уровень, что сотрудник, доказавший свою компетентность и профпригодность на одном уровне, окажется столь же хорош и на следующем. Это мнение очень распространено, сообразно ему следуют многие руководители, авторы статьи назвали его принципом здравого смысла. Альтернативу ему составляет принцип Питера, сформулированный в конце 1960-х годов канадским психологом Лоуренсом Питером, который гласит: "Любой член иерархической организации продвигается вверх по карьерной лестнице до тех пор, пока не достигнет уровня своей максимальной некомпетентности". Действительно, все мы наблюдали ситуации, когда прекрасный руководитель среднего звена после перевода на вышестоящую должность начинает вытворять такое, что выходит за пределы здравого смысла и показывает его полную некомпетентность в решении более масштабных задач, и сразу становится ясно, что это не его уровень. Но случаются и обратные метаморфозы: работает себе человек ни хорошо ни плохо, как все, а при переходе на вышестоящую должность вдруг раскрывается, что просто ах! Как это отразить в модели? Принимают, что для принципа здравого смысла параметр компетентности при переходе на вышестоящий уровень сохраняет свое значение, а для принципа Питера – принимает случайное значение в интервале от 0 до 10.

Как работает программа итальянских математиков? На каждом шаге (условно – раз в год) из компании удаляют сотрудников, достигших предельного возраста, на их место по некоторым правилам переводят сотрудников с нижестоящего уровня. На образовавшиеся вакансии переводят сотрудников с еще более нижестоящего уровня и так далее. Вакансии, образовавшиеся на самом нижнем уровне, заполняют новыми сотрудниками, компетентность которых распределена по Гауссу. Осталось определить правила карьерного роста. Авторы рассматривают три варианта: "лучший", когда для повышения выбирают кандидата с наибольшим параметром компетентности; "худший", когда выбирают худшего, и "случайный", когда кандидата определяют случайным образом, по жребию.

Приблизительно через 50 шагов все проанализированные варианты выходят на стационарный уровень эффективности с небольшими колебаниями в ту или другую сторону. Если вы полагаете, что наилучший результат показала комбинация "здравый смысл – лучший вариант", то вас ждет жестокое разочарование. В который раз очевидный ответ оказался неверным! Конечно, эффективность компании при таком подходе к карьерному росту увеличивается, но еще больший рост показывает комбинация "принцип Питера – худший вариант". А самое катастрофическое падение эффективности происходит, если начинают выбирать лучших при действии принципа Питера, при том что именно эта ситуация выглядит наиболее реалистичной и интуитивно правильной.

Тут у любого руководителя голова пойдет кругом. Самое же неприятное состоит в том, что никто доподлинно не знает, какой именно принцип – здравого смысла или Питера – действует в конкретной компании, тут многое зависит от сферы деятельности компании и разнообразия задач, стоящих перед руководителями разного уровня.

Что же делать? Итальянские математики предложили оригинальное, строго научное решение. Оказалось, что случайный выбор кандидатов дает пусть небольшой (1,5–2 %), но надежный прирост эффективности деятельности компании, причем он не зависит от принципа изменения компетентности при переходе на другой уровень, он работает всегда!

Вы только представьте себе, как изменится наша жизнь, если кандидатов на повышение будут выбирать жребием. Она изменится к лучшему! Не будет никаких стрессов ни до, ни после: до – будет радостное ожидание, после – легкое сожаление, быстро переходящее в надежду, что в следующий раз обязательно повезет. Это как лотереи, которые во многих зарубежных странах превратились в вид национального спорта. Играют все из года в год, и, хотя выигрывают единицы, люди продолжают покупать билеты, надеясь на выигрыш. Позитивный настрой – вот что главное. А с таким настроем и работается лучше, глядишь, незаметно и производительность труда вырастет.

Особенно актуальной такая система была бы для нашей страны. Не знаем как у вас, а у нас есть стойкое ощущение, что в нашей стране при карьерном продвижении повсеместно, и в особенности во властных структурах, действует отрицательный отбор. Возможно, назначаемые выдвиженцы обладают какими-то достоинствами, не ясными нам, простым людям, но понятными и близкими начальству, вот только с точки зрения дела они почему-то оказываются худшими из всех возможных кандидатов. Если же мы перейдем на случайный выбор, то хуже точно не будет, но при этом появится шанс, что наверх пробьются приличные, умеющие работать люди.

В заключение отметим, что работа итальянских математиков была отмечена Игнобелевской премией по менеджменту за 2010 год. Но почему не Нобелевской по экономике? Ведь эта работа намного ближе к жизни, чем абстрактные построения многих экономистов-нобелиатов, и, в отличие от их измышлений, может подтвердиться в ходе эксперимента, если кто-нибудь решится его провести.

Сила воображения

Все познается в сравнении. Допускаем, что описанные в предыдущих главках усилия ученых сделать нашу жизнь лучше вас не впечатлили и даже вызвали улыбку. Но, во-первых, они старались, а во-вторых, все их предложения и решения имеют строгую научную основу. Наука тем и отличается от других видов человеческой деятельности, что основана на объективных законах природы и общества, в ней нет места субъективному фактору, всяким индивидуальным хотениях и желаниям. Между тем сплошь и рядом мы сталкиваемся с ненаучным подходом к решению стоящих перед человечеством проблем, основанном на прекраснодушных мечтаниях (маниловщина), субъективных желаниях (волюнтаризм), а подчас и на откровенном обмане (статья 159 Уголовного кодекса Российской Федерации). Историй тут тьма, глаза разбегаются, но, следуя исповедуемому нами научному подходу, мы выбрали из них только те, что апробированы научным сообществом в лице Игнобелевского комитета. Итак, почувствуйте разницу и проникнитесь еще большим уважением к ученым, которые действительно пытаются сделать нашу жизнь лучше.

Что больше всего волнует правительства большинства стран мира? Вы полагаете, что уровень жизни народа? Не смешите нас. Их волнует ВВП, а точнее его прирост. С двумя процентами прироста можно смело идти на выборы, с одним процентом – паковать чемоданы. Но вот ведь незадача: четвертая технологическая революция в разгаре, инновации прут как из рога изобилия, цифровая экономика набирает ход, интернет, охватив мир людей, вторгается в мир вещей, но на росте ВВП это почему-то не отражается. Кризис, однако. А может быть, все дело в том, что мы неправильно считаем этот самый ВВП? Такая продуктивная идея практически одновременно пришла в головы правительственных экспертов в разных странах мира, но наибольшую известность приобрела инициатива Национального института статистики правительства Италии, чему способствовало присуждение Игнобелевской премии по экономике за 2014 год.

Суть инициативы проста, как правда: при расчете ВВП необходимо учитывать все виды деятельности, которые приносят доход, независимо от их правового статуса, включая такие виды деятельности, как торговля наркотиками, проституция, контрабанда и сбыт краденого имущества. Особо подчеркнуто, что кражи и разбой в этот перечень не включаются, потому что при этом не происходит "транзакции" – взаимодействия субъектов по обоюдному согласию. Предварительные оценки показали, что введение новой системы расчета приведет к росту ВВП Италии на 59 млрд евро, или 3,7 %.

Если бы на этом история закончилась, мы бы вместе посмеялись и пошли дальше. Но это научные идеи иногда ждут десятилетиями своего воплощения, ненаучная же глупость имеет все шансы быть реализованной немедленно. Так и случилось с предложением Национального института статистики правительства Италии, тем более что работали они не по собственной инициативе, а по поручению Еврокомиссии, которой очень понравилась идея резкого увеличения ВВП стран – членов Евросоюза. Так в 2013 году была утверждена новая "Европейская система национальных и региональных счетов" (ESA 2010), обязательная к использованию с сентября 2014 года.

В ней есть еще несколько новаций. Например, затраты на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) – это уже не безнадежно списываемые расходы, а инвестиции, "доходы будущих периодов". Ну это еще можно как-то понять: расходы на науку, как показывает весь опыт цивилизации, окупаются с лихвой. Но ESA 2010 предписывает относить к инвестициям и расходы государства на вооружение.

Одними из первых в Европе о переходе на новую систему расчета ВВП отрапортовала Великобритания. Прирост ВВП составил 33 млрд фунтов стерлингов, или 2,3 %. Справедливости ради заметим, что две трети из благоприобретенной суммы составили манипуляции с расходами на науку и оборону. Лишь 11 млрд пришлись на незаконную деятельность, из них 5,3 млрд на проституцию и 4,4 млрд на наркоторговлю, которые, таким образом, дали прирост ВВП в 0,4 и 0,3 % соответственно. Это далеко не лучшие результаты по Евросоюзу – в Швеции, например, прирост ВВП составил весомые 5 %.

А что же Россия? Как всегда, плетется в хвосте прогресса. Если верить данным международной Ассоциации дипломированных сертифицированных бухгалтеров (ACCA) за 2017 год, доля теневой экономики в России составляет около 39 %[71]. Тут мы не впереди планеты всей, но уверенно входим в топ-5. Причем здесь учтена только та теневая экономика, которая не платит налоги, как то выращивание на продажу цветов, овощей и фруктов в личных хозяйствах, сдача пенсионерами квартир в аренду и репетиторство, расцветшее пышным цветом в результате реформы школьного образования. Если же приплюсовать сюда действительно криминальный бизнес – проституцию, торговлю наркотиками, рэкет и взятки, объем которых, если верить специалистам, достигает 50 % ВВП[72], то просто дух захватывает. Включив все это в ВВП, мы росчерком пера решим амбициозную задачу его удвоения и, кроме того, резко увеличим средний доход на душу населения, малостью которого нам постоянно тычут в глаза в качестве свидетельства нашей отсталости.

Вместо этого Росстат старательно занижает долю теневой экономики до "цивилизованного" уровня в 10–14 %[73], как в той же Великобритании, а руководители бюджетных организаций разными организационными мерами повышают среднюю зарплату до требуемого майскими указами уровня при сохранении фонда заработной платы. Действительно, неприлично, что профессор в вузе получает 30 000 рублей, но если его перевести на четверть ставки, то в отчетности его доход вырастет до приемлемых 120 000 рублей – такая вот арифметика.

Но, как ни манипулируй цифрами, жизнь людей не улучшится, сколько ни говори "халва", во рту слаще не станет. Это мы не о России, а вообще, в целом о жизни.

Идею жонглирования цифрами придумали, конечно, не правительственные чиновники, у них с креативностью туго. Зато ее в избытке у предпринимателей. И с математикой у них все в порядке. Никто лучше предпринимателей не умеет складывать, умножать и делить, теория вероятностей издавна лежала в основе банковского и страхового дела, а в последние десятилетия предприниматели освоили комплексные, или мнимые, числа, причем увлечение ими приобрело массовый характер. Это не прошло мимо внимания научной общественности – в 2002 году "за применение математической концепции мнимых чисел в мире бизнеса" была присуждена Игнобелевская премия по экономике. Список лауреатов беспрецедентно широк и претендует на включение в Книгу рекордов Гиннесса. Он включает управляющих, директоров и аудиторов компаний Adelphia, Enron, Cendant, CMS Energy, Duke Energy, Dynegy, Global Crossing, Informix, Kmart, McKesson HBOC, Merrill Lynch, Merck, Peregrine Systems, Qwest Communications, Reliant Resources, Rent-Way, Rite Aid, Sunbeam, Tyco, Waste Management, WorldCom, Xerox, Arthur Andersen (все – США), Bank of Commerce and Credit International (Пакистан), HIH Insurance (Австралия), Lernоut & Hauspie (Бельгия), Maxwell Communications (Великобритания) и "Газпром" (Россия). Последнее особенно приятно, потому что Россию традиционно и незаслуженно обходят при награждении различными премиями, что Нобелевскими, что Игнобелевскими.

Что такое мнимые числа? В математике существует понятие мнимой единицы – корня квадратного из −1. Как известно любому школьнику, такой величины не существует, но в мире математики и не такое бывает. Мнимая единица порождает великое множество комплексных чисел, которое по размеру превосходит множество вещественных чисел. Математики приспособили комплексные числа для описания огромного количества реальных процессов и явлений, достаточно сказать, что вся квантовая механика оперирует исключительно комплексными числами.

Так вот, эти мнимые, или комплексные, числа не имеют никакого отношения к вышеозначенной премии. В экономике все намного сложнее.

Как, например, оценивать стоимость имеющихся у вас активов? Можно по балансовой стоимости, а можно и по рыночной, в современной экономике это называется mark-to-market. На примере собственных квартир все мы знаем, что между балансовой и рыночной стоимостью есть большая разница, и она почти всегда в пользу рыночной. Но рынок – подвижная субстанция, сегодня цена одна, завтра другая. А послезавтра? Предположим, есть у нас участок земли в чистом поле, стоит копейки. Но если в этом поле построят коттеджный поселок, то цена участка многократно вырастет, так и запишем. Зачем это нужно? Хотя бы для использования участка в качестве залога при получении кредита в банке. У вас, конечно, этот трюк не пройдет, но у солидной корпорации – вполне. Всё, как гласит народная мудрость: что сходит с рук ворам, за то воришек бьют.

Или как учитывать прибыли и убытки? Можно честно, но это как-то скучно. Покажешь убытки – цена на акции упадет и бонуса не дадут. Убытки лучше перевести на офшорные компании, где их никакие налоговые органы не раскопают. Прибыль тоже лучше большую не показывать, поскольку налоги и все такое прочее. Ее можно спрятать в дружественных компаниях-поставщиках, завысив стоимость их услуг. Вы, наверное, думаете, что мы о российской практике рассказываем? Ни в коем случае, посмотрите внимательно на список лауреатов, там почти сплошь американские компании. Например, компания Enron продавала газ через нескольких посредников, зарегистрированных в соседних комнатах на одном из офшорных островов, причем цена газа возрастала многократно. Само же руководство компании за месяцы до краха публично сообщало о прибылях, имея по факту многомиллиардные убытки. В результате таких манипуляций годовые отчеты компаний превращаются в собрание мнимых чисел, создающих видимость успешной деятельности. Единственные действительные числа в этих отчетах – многомиллионные бонусы топ-менеджерам и их помощникам. Как отмечают люди с цепкой памятью, история того же Enron закончилась сжиганием бухгалтерских документов аудиторами в тот момент, когда офис штурмовали представители проверяющих органов. Есть данные, что съедание банковским работником какого-нибудь кредитного договора в момент прихода ликвидационной комиссии способствует совсем не виртуальному финансовому оздоровлению.

Впрочем, чему тут удивляться? Мы все глубже погружаемся в виртуальный мир, в котором главное – казаться, а не быть. Форма важнее содержания, видимость – сути. Мы верим всему, что сообщает нам компьютер или смартфон, не задумываясь о проверке правильности информации, потому что единственный приходящий в голову способ ее проверки – это обращение с вопросом все к тому же компьютеру или смартфону. Этой нашей доверчивостью беззастенчиво пользуются разные темные личности, преследующие своекорыстные цели.

Происходит это сплошь и рядом, но пальма первенства принадлежит здесь автомобильному концерну "Фольксваген", во всяком случае по мнению Игнобелевского комитета, присудившего концерну премию по химии за 2016 год "за гениальное решение проблемы загрязнения воздуха путем установки автоматической системы, уменьшающей уровень выхлопных газов автомобиля во время проверок".

Загрязнение воздуха действительно достигло критической черты, в Москве, например, просто нечем дышать. Основной источник загрязнений тоже понятен – это невероятно расплодившиеся в последнее время автомобили. Как борются с загрязнением воздуха ученые? Создают более чистое моторное топливо, дающее меньшее количество вредных выбросов, разрабатывают катализаторы дожигания выхлопных газов, воскрешают электромобили и, действуя личным примером, ездят на работу на велосипедах (молодые менеджеры, предпочитающие мощные автомобили, считают, что это от бедности, ну да бог им судья).

К сожалению, все научно обоснованные меры борьбы с загрязнением воздуха стоят денег. Куда как проще и дешевле установить на бортовой компьютер автомобиля специальную программу, которая будет сообщать владельцу, что выхлопы его "железного коня" соответствуют самым жестким стандартам, и каждое мгновение наполнять его счастьем. Ведь владелец, тот же молодой менеджер, искренне печется об экологии и не пожалел своих кровных на более дорогую модель, снабженную "экологичным" двигателем.

Остаются контролирующие органы, которые не дремлют. При проверке на дорогах умная программа включает все очистные устройства на полную мощность, так что все параметры выхлопа оказываются в норме, а по окончании проверки, соответственно, отключает. Содержание вредных веществ в выхлопных газах при этом в 10–40 раз превышает норму, но кого это трогает, если по видимости результатов проверки все нормально.

Спасибо ученым из Центра альтернативных видов топлива, двигателей и исследований вредных выбросов при Университете Западной Вирджинии, которые в мае 2014 вскрыли эту аферу. В декабре 2014 года концерн "Фольксваген" отозвал в Северной Америке почти полмиллиона машин с двухлитровыми дизельными двигателями, за ними последовали трехлитровые. После признания в использовании мошеннического программного обеспечения акции "Фольксвагена" рухнули на 20 % и концерн потерял около 20 млрд евро. Это не считая штрафов и компенсаций в размере 14,7 млрд долларов, которые были выплачены по решению федерального суда США. Размер этих сумм и вывел "Фольксваген" в рекордсмены среди компаний– фальсификаторов.

Напоследок еще одна история о том, на что способна сила воображения.

Один из главных парадоксов нашего времени состоит в том, что, хотя, по всеобщим уверениям, основным продуктом потребления стала информация, пухнут от этого почему-то не головы, а животы – как у отдельных индивидуумов, так и в среднем по человечеству. Объяснение тут простое: погружаясь в виртуальное пространство, люди не забывают прихватить с собой гамбургеры и чипсы, причем с запасом. Как говорится, любовь приходит и уходит, а кушать хочется всегда.

Самое кардинальное решение глобальной проблемы ожирения предложила австралийка Эллен Грив, она же Джасмухин. Она полностью отказалась от еды и призывает последовать ее примеру все прогрессивное человечество. Все вещества и энергию, необходимые для поддержания сил и здоровья, женщина черпает из вселенского источника жизни, или энергии ци, а по факту – из солнечного света и воды. Как это сказалось на ее фигуре? (А фигура действительно хорошая.) Отвечает Джасмухин: "Я запрограммировала свое тело на определенный вес, 47–48 килограммов, который с тех пор поддерживаю независимо от того, сколько пью жидкости и сколько ароматов вкушаю в порядке эксперимента".

"Чтоб нам так жить!" – единодушно воскликнули члены Игнобелевского комитета и присудили Джасмухин премию по литературе за 2000 год.

Почему по литературе? Потому что Джасмухин – очень плодовитая писательница, она издала более десяти книг, в которых излагает свои идеи, некоторые из них стараниями издательства "Будущее Земли" доступны русскоязычным читателям, в частности "Духовный резонанс. Уроки аффирмации, визуализации и внутренней силы" (2002), "Праническое питание. Путешествие в личном контакте с Джасмухин" (2003), "Пища богов" (2004) и "Закон любви. Удивительная вибрация свободы" (2005). Игнобелевский комитет, тщательно проанализировав всю эту макулатуру – извините, литературу, – отнес ее к разряду fiction, то есть выдумки.

Увы, человек так устроен, что для поддержания сил и энергии он должен поглощать вещества, созданные другими живыми организмами, и пока не доказано обратное, это научный факт, подтвержденный всем опытом человечества.

Пыталась ли опровергнуть его Джасмухин в ходе научно задокументированного эксперимента? Пыталась, эмоционально поддавшись на откровенную провокацию ведущей австралийской телевизионной программы "60 минут".

По прошествии двух суток питания из вселенского источника жизни у Джасмухин было диагностировано сильное обезвоживание, стресс и артериальная гипертензия, когда к исходу четвертых суток она потеряла шесть килограммов веса, эксперимент был остановлен по медицинским соображениям. Этот результат указывает на полную неприспособленность организма Джасмухин к голоданию.

Заявляем ответственно, потому что нас не миновало повальное увлечение лечебным голоданием в советское время (оно превосходило по масштабам последовавшее за ним увлечение уринотерапией, о котором уже было упомянуто). Мы не только ничего не ели по три-четыре дня, но при этом еще работали и учились, хотя и без всякого удовольствия. Зато как мы ели после аккуратного выхода из голодовки – за ушами трещало!

А как это согласуется с идеей о будущей автотрофности[[74] ] человечества, спросите вы. Есть такая идея, в нашей стране ее истоки находят в работах Владимира Ивановича Вернадского, в западных странах – у Николы Теслы. Мы глубоко уважаем этих выдающихся ученых и всячески пропагандируем их идеи, включая эту. Обратите внимание, что Вернадский говорил об автотрофности человечества, а не человека. Он предсказывал, что в будущем наука даст людям технологии получения органических соединений, в том числе нужных для поддержания жизни, из неорганических веществ – минералов, углекислого газа, воды, и для этого не надо будет уничтожать другие живые организмы, нанося ущерб биосфере. Ученые постепенно продвигаются в этом направлении, но путь еще очень далек.

Но разве организм человека не способен синтезировать нужные для жизни вещества? Конечно, способен, иначе как бы мы росли и постоянно обновлялись, но делает он это из веществ, предоставляемых другими живыми организмами. Перечень веществ, синтезируемых в человеческом организме, исчисляется сотнями тысяч, но самое неожиданное и забавное из них – это этиловый спирт. Даже организм убежденных трезвенников вырабатывает так называемый эндогенный спирт в количестве нескольких граммов в день. Ученые доказали, что синтезу эндогенного спирта способствует хорошее настроение, а спирт, в свою очередь, усиливает ощущение счастья, такой вот автокаталитический процесс. Вот каких реальных, а не мнимых результатов можно достичь усилием воли, силой воображения и, что приятно, – строго по науке.

Паркинсон науки

Размышление о жизни ученых по неизъяснимой причине вызывает в памяти название евгенической антиутопии «Уничтожим всех уродов» (1984) французского писателя Бориса Виана, хотя эта повесть вовсе не про те преграды, что стоят на пути поиска нового знания. Однако что же больше всего мешает работе ученых, научному творчеству? Еще недавно, лет 10–15 назад, все дружно жаловались на недостаток финансирования, но сегодня, как показал блицопрос в кругу наших знакомых, больше всего мешает обилие разного рода отчетов, бессмысленных и бесполезных, на составление которых уходит прорва времени. Складывается впечатление, что все эти отчеты нужны лишь как оправдание существования запрашивающих их чиновников, которые плодятся как тараканы.

Упомянутый блицопрос выявил также всеобщее убеждение, что повальная бюрократизация – это каинова печать современной российской власти. А вот с этим мы не можем согласиться: спрут бюрократии охватил весь мир, более того, западный бюрократ даст нашему доморощенному головотяпу сто очков вперед.

Ученые всех стран, даже объединившись, ничего не могут с этим поделать. Ученые – люди зависимые, в первую очередь от бюджетного финансирования, бюрократия для них – это непреодолимая сила, действия которой нельзя ни предсказать, ни предотвратить. В этих форс-мажорных обстоятельствах остается только расслабиться, писать отчеты и шутить – например, награждать особо отличившихся чиновников шутовскими премиями. В 2012 году Игнобелевская премия по литературе была присуждена Счетной палате правительства США за доклад "Действия, необходимые для оценки последствий усилий по оценке затрат на доклады и исследования" (GAО-12–480R от 10.05.2012). Этот 32-страничный доклад, выложенный в открытом доступе на сайте этой достопочтенной организации, представляет собой образец американского канцелярита и поэтому может быть рекомендован всем желающим усовершенствовать свой американский английский.

На самом деле доклад лишь размещен на сайте Счетной палаты, а составлен он членами комитета Сената США по вооруженным силам и аналогичного комитета Палаты представителей США. Законодатели озаботились высокой стоимостью аналитических исследований и отчетов, которые Военное ведомство плодит с завидной регулярностью. Расследование показало, что в двух третях отчетов невозможно докопаться, на что были потрачены средства. Оргвывод: необходимо укреплять финансовую дисциплину, проверять сметы расходов и отчеты о реально произведенных расходах, а по результатам проверок составлять соответствующие отчеты, которые подлежат проверке компетентными органами. Доклад послужил еще одним подтверждением великого закона бюрократии, открытого Сирилом Паркинсоном: любые усилия по сокращению расходов приводят к увеличению расходов. Или в других формулировках: любые усилия по сокращению документооборота приводят к росту документооборота; любые усилия по сокращению числа чиновников приводят к росту числа чиновников и так далее.

Истребование бесчисленного числа отчетов – порождение ума чиновников низшего и среднего звена, соответственно, и вред от них средненький. Куда больший урон наносят законодатели, которые принимают множество самых разных законов, порой вызывающих сомнение в их здравомыслии. Прозвище "взбесившийся принтер", которым наградили Госдуму отечественные острословы, может быть с полным основанием распространено на все парламенты мира.

Возьмем, к примеру, законодательное собрание штата Техас, США. С подачи сенатора Боба Глазго оно приняло закон, запрещающий без специальной лицензии продавать и приобретать лабораторное химическое оборудование – всякие колбы, пробирки, мензурки, воронки и прочее. Обоснование: все это может быть использовано для производства наркотиков. О том, что все это используют не только для получения бесчисленного множества других веществ, но и для обучения химии в школах, законодатели, скорее всего, не знали по причине их преимущественно юридического образования. Зато они прекрасно разбираются в карательных мерах: за продажу и приобретение химической посуды без лицензии грозит тюремный срок до одного года и штраф до четырех тысяч долларов. За выдачу лицензий отвечает Департамент общественной безопасности штата Техас. За защиту общества от колб и пробирок сенатор Боб Глазго был удостоен Игнобелевской премии по химии за 1994 год.

Смех, поднявшийся во всем мире в связи с этим награждением, не остудил горячие головы последователей Глазго. Нашлись они и в России, где в 1998 году был принят закон "О наркотических средствах и психотропных веществах (№ 3-ФЗ от 08.01.1998)", подкрепленный Постановлением Правительства РФ "Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации" (№ 681 от 30.06.1998). При составлении перечня прекурсоров (исходных веществ) для получения наркотиков законодатели, судя по всему, ориентировались на методики их синтеза, доступные любому желающему в интернете, и по незнанию химии просто скопировали все упомянутые там вещества. В их число попали, например, серная и соляная кислоты. Это породило огромные сложности у организаций, в том числе и учебных заведений, включая школы, использующих эти простейшие и самые распространенные химические вещества. Мало того что их стало невозможно купить без специальной лицензии, так еще необходимо вести журнал учета этих веществ, вроде того, что вели в советское время для этилового спирта. Удивительно, но в любом автомагазине ту же серную кислоту свободно продают как электролит для кислотных (свинцовых) аккумуляторов. Почему-то инициатива российских законодателей прошла мимо внимания Игнобелевского комитета, а так как это произошло не в первый раз, мы усматриваем здесь факт дискриминации по национальному признаку.

Вероятно, чиновники больше всего ополчились на образование, потому что это самая беззащитная сфера человеческой деятельности. Наибольший ущерб наносит их вмешательство в содержание школьных программ. Так, например, Советы по образованию штатов Канзас и Колорадо выступили плечом к плечу против преподавания в подведомственных им школах теории эволюции Дарвина, за что немедленно были увенчаны Игнобелевской премией в области образования за 1999 год.

Американских чиновников можно понять. Негоже, что в демократическом обществе решение об адекватной картине мире принимает небольшая сектантская группа ученых, этот вопрос необходимо выносить на суд широкой общественности и решать путем голосования, демократическим большинством. Дальше – больше. Школьник имеет право сам определять, изучать ему теорию эволюции или не изучать, если она не соответствует картине мира, сложившейся в его голове под влиянием родителей и интернета. "Я Дарвина не читал, но осуждаю!"

Это право на невежество попыталась отстоять 16-летняя школьница из Санкт-Петербурга Мария Шрайбер, подавшая в 2006 году иск в суд с требованием запретить в школах преподавание теории эволюции и ввести в учебные программы иные концепции происхождения человека. Суд иск отклонил, хотя для принятия решения судье пришлось скрупулезно изучить заверенный перевод автобиографии Дарвина, чтобы лично убедиться, что Дарвин при создании своей теории руководствовался научными соображения, а не идеологическими или – упаси боже – антирелигиозными установками. Повезло с судьей, а если бы не повезло?

Помимо награждения чиновников шутовскими премиями ученые занимаются и более привычным для них делом – изучением феномена бюрократии с научной точки зрения. В последние годы большую популярность среди математиков приобрела "Задача ленивого бюрократа" – составление оптимального режима работы бюрократа, который, с одной стороны, стремится работать как можно меньше, а с другой – должен постоянно демонстрировать свою занятость, действуя по принципу "что бы ни делать, лишь бы ничего не делать". Одно из самых основательных исследований в этой област[75] выполнено Эстер Аркин, Майклом Бендером, Джозефом Митчеллом и Стивеном Скинабом из Университета Нью-Йорка. Их работа не прошла мимо внимания Игнобелевского комитета, но премию им все же не дали, потому что, несмотря на 19 сформулированных и доказанных лемм и теорем, им так и не удалось найти строгое решение поставленной задачи, которую любой бюрократ легко решает на интуитивном уровне.

Больше повезло Джану Витторио Капраре и Клаудио Барбаранелли из Римского университета "Сапиенца" и Филипу Зимбардо из Стэнфордского университета. Их работа "Уникально простые личности политиков", опубликованная ни много ни мало в Nature[76], одном из самых авторитетных научных журналов в мире, была отмечена Игнобелевской премией по психологии за 2003 год.

В чем суть работы? Согласно воззрением современной психологии, личность любого человека мы оцениваем по пяти параметрам: дружелюбие, честность, эмоциональная устойчивость, интеллект и энергичность. Но ниоткуда не следует, что, принимая решение голосовать или не голосовать за того иного политика, люди руководствуются теми же критериями. Ученые опросили более 2000 жителей Италии, предлагая им оценить политиков Сильвио Берлускони и Романо Проди, актера и композитора Пиппо Баудо, горнолыжника Альберто Томба и себя любимого. Оказалось, что актера, спортсмена и себя люди оценивают по полифонической шкале, которая может быть сведена к вышеозначенным пяти параметрам. Тогда как политиков, как бы наперед отказывая им в интеллекте, дружелюбии и других приятных в общении чертах, они оценивают в плоской системе координат с осями "энергичность" и "степень вызываемого доверия". Аналогичные результаты были получены и в США, где для тестирования использовали личности Билла Клинтона и Боба Доула, соперника Клинтона на президентских выборах 1996 года. Они в глазах избирателей тоже оказались двумерными, хотя наверняка считали себя очень сложными, многогранными личностями, а избирателей, наоборот, одноклеточными.

Мы поражаемся наивности западного избирателя. Далась им эта энергичность! Мы-то на своей шкуре знаем, что энергичный бюрократ куда страшнее ленивого бюрократа, который сам живет и другим жить дает. То же и о доверии. Им никому верить нельзя, ни на грош.

Верить можно только ученым. Потому что сами ученые ничего не принимают на веру и следуют путем эксперимента и строгой логики, а свои идеи проверяют сначала на мышах, а уж потом на нас – людях.

Часть третья

Познай самого себя

Торжество некомпетентности

Одни из самых популярных слов в наше время – «компетентность» и «самооценка». Первой озабочены преимущественно руководители, которые требуют компетентности от своих подчиненных, как имеющихся, так и потенциальных. Самооценка беспокоит всех, особенно тех, кто проштудировал руководства типа «Как добиться успеха в жизни и бизнесе».

Есть ли связь между этими понятиями? На первый взгляд, зависимость прямая: чем выше компетентность, то есть знания и умения человека, тем выше должна быть его самооценка. С другой стороны, все мы встречали в жизни людей с огромным самомнением, ни на чем, как нам кажется, не основанным, и, наоборот, постоянно сомневающихся и неуверенных в себе профессионалов. Это что – исключение из правила или правило, опровергающее наше прямолинейное предположение?

Разобраться в этом вопросе на строгой научной основе попытались психологи Дэвид Даннинг и Джастин Крюгер из Корнеллского университета. Объектом исследования были студенты-гуманитарии младших курсов, привлеченные обещанием дополнительных баллов за выполнение учебного плана или денежного вознаграждения в размере пяти долларов. Это обеспечило достаточно большую выборку – около ста человек на каждой стадии эксперимента.

Оценивали три важнейшие характеристики человека – его чувство юмора, грамотность и способность к логическому мышлению. С первым количественным параметром – самооценкой – дело обстоит довольно просто. Подопытные сами оценивали свое чувство юмора, грамотность или логичность своего мышления в процентах по шкале от 0 ("полный ноль") до 100 ("лучше некуда"). Здесь был получен первый важный результат – средняя самооценка составила 60–70 %, что значимо отличается от "объективного" среднего значения 50 %. Людям свойственно оценивать себя "выше среднего", что достигается не только завышением собственной оценки, но и занижением оценок окружающих, а в результате и получается то самое среднее.

Со вторым количественным параметром – компетентностью – все намного сложнее. Как, например, оценить чувство юмора? Исследователи пошли таким путем. Они отобрали 30 шуток, популярных в Северной Америке, а компетентное жюри в составе восьми комиков и авторов комедий оценили их по шкале от 1 ("а что это было?") до 11 ("обхохочешься"). В результате получили рейтинг шуток. Затем те же шутки попросили оценить участников эксперимента. По степени совпадения этих оценок с "профессиональным" рейтингом рассчитывали чувство юмора подопытного.

Разброс в полученных значениях был огромным. Оценки четверти участников практически совпали с мнением "профессионального" жюри, в среднем на 90 %, тогда как еще у одной четверти участников степень совпадения составила в среднем 12 %, что было интерпретировано как отсутствие чувства юмора. Но вот что интересно: последние оценивали свое чувство юмора в 58 %, "выше среднего", то есть многократно завышали самооценку. А люди, обладающие отличным чувством юмора, наоборот, ее занижали (их самооценка составила 75 %).

Чувство юмора – вещь очень тонкая. Оценки семи из восьми членов профессионального жюри более-менее совпали между собой, что и позволило составить вышеозначенный рейтинг, но мнение восьмого члена жюри было настолько перпендикулярно мнению остальных, что его оценки (вместе с ним самим) пришлось исключить.

Грамотность – вещь более определенная, о правильности написания слова "карова" альтернативных мнений быть не может. Исследователи не решились на проведение всеамериканского диктанта, а пошли путем нашего ЕГЭ, списанного, впрочем, с американского. Итак, участникам предложили 20 текстов, в которых были отмечены словосочетания, которые надо было оценить по их соответствию правилам американского английского. Если участник считал, что словосочетание некорректно, он мог выбрать замену из прилагаемого списка, состоящего из четырех возможных вариантов. И вот что из этого вышло. Опять выявилась группа грамотеев, четверть всех участников, которые дали правильные ответы в среднем на 89 % вопросов, и группа безнадежных двоечников, четверть всех участников, которые угадали только 10 % правильных ответов. Но самооценка обеих групп практически не различалась – 72 % и 66 %, то есть опять компетентные занижали свою оценку (на 17 %), а некомпетентные ее завышали, причем многократно. Еще один любопытный штрих: участников сразу после проведения теста попросили спрогнозировать будущую отметку. "Все о'кей! – ответили двоечники. – Результат будет чуть ниже самооценки нашей грамотности (не наш день!), но в любом случае выше среднего".

Такое отсутствие критического мышления у безнадежных двоечников настолько заинтересовало исследователей, что они провели дополнительное испытание. Участникам показали работы сокурсников, попросили оценить и заодно указать, как этот сравнительный анализ повлиял на самооценку собственной грамотности и результатов теста. Отличники отреагировали адекватно: они на 5 % повысили самооценку и на 10 % результат теста, но при этом все равно не дотянули до фактических результатов, скромняги. А двоечникам – как с гуся вода. Самооценка осталась на прежнем уровне – выше среднего, а прогноз отметки за тест даже вырос. Они не видели свои ошибки!

Возможно, двоечники не в ладах с логикой, предположили исследователи и провели очередное испытание, на другой группе студентов-первокурсников. Им предложили 20 логических задач из стандартного сборника тестов для юридических школ, то есть очень простых. Были получены те же результаты, что и при испытании грамотности: двоечники многократно завышают свою самооценку, отличники – занижают, прогноз результатов теста по всем группам чуть ниже самооценки, но все равно – "выше среднего". Тогда исследователи решили провести для студентов небольшой тренинг по решению логических задач, а затем повторили контрольное испытание. Показанные участниками результаты закономерно выросли, причем, как нетрудно догадаться, наиболее значимо в группе двоечников. Но вот что любопытно: их самооценка после тренинга несколько упала – видимо, до некоторых все же дошло, как мало они знают. Отличники, наоборот, после тренинга повысили свою самооценку, хотя она все равно не достигла показанных ими фактических результатов.

И вот какой из всего этого следует глобальный вывод. Малокомпетентные люди мало того что не способны оценить свою ущербность и многократно преувеличивают свои знания и умения, они еще и не способны распознать высокий уровень компетентности других. Люди же знающие могут оценить уровень других, но они все время и во всем сомневаются, в первую очередь в оценке своей собственной компетентности, которую беспощадно занижают. Кто выигрывает в споре двух этих групп граждан, мы с вами прекрасно знаем. Торжествует некомпетентность – самодовольная, безапелляционная и ни в чем не сомневающаяся.

Даннинг и Крюгер в своей статье[77] пытаются проследить истоки завышенной самооценки, столь характерной для современного общества. Одну из причин они видят в отсутствии обратной связи, в адекватной реакции окружающих на поведение детей и подростков. И двойки им ставить нельзя (а ну как расстроятся!), и замечания им делать нельзя (а ну как обидятся!), и вообще говорить им надо вещи только исключительно приятные им, чтобы ни в коем случае не подорвать их уверенность в своих силах. Спору нет, когда нас гладят по шерстке, это повышает нашу самооценку и невольно закрадывается мыслишка: а зачем что-то еще делать, если я и так замечательный, и зачем учиться, если я и так все знаю. «Невежество чаще рождает уверенность, чем знание». Это кто ж такое сказанул? Дарвин? А кто такой Дарвин?

В 2000 году Дэвиду Даннингу и Джастину Крюгеру была присуждена Игнобелевская премия по психологии, а открытая ими обратная зависимость между компетентностью и самооценкой вошла в энциклопедии, включая "Википедию" (см. эффект Даннинга – Крюгера). Все по-взрослому, никаких шуток.

Ни слова в простоте

Выявить некомпетентность, на первый взгляд, просто – достаточно оценить результат деятельности. Если двигатель после ремонта в автосервисе продолжает стучать, кран на кухне после визита сантехника подтекает, а больной зуб после посещения стоматолога ноет пуще прежнего, мы к такому «специалисту» больше не обратимся. Но это все случаи с понятным практическим результатом. Когда же мы сталкиваемся с информацией, с текстами, оценить компетентность автора становится намного сложнее. Особенно ярко это проявляется в гуманитарных (не естественных) науках, где текст – единственный продукт деятельности, а сам текст зачастую состоит из рассуждений на заявленную тему. Читаешь такой текст, натыкаешься на фразу типа «В осмыслении цивилизационной динамики социума как нелинейного движения используется синергетический подход, позволяющий раскрыть поливариантную модель перехода к новым возможностям за счет актуализации творческих потенций человека в обществе…» и впадаешь в сомнение: это полная чушь или откровение, которое ты как неспециалист не можешь ни понять, ни оценить.

Вообще, специалисты в массе своей отличаются нездоровым пристрастием к непонятным простым смертным словам. При выступлении на публике в качестве экспертов они сопровождают эти слова надуванием щек и мерным покачиванием головы, тем самым подчеркивая их, слов и экспертов, значимость. Помимо этого, использование профессиональных терминов служит важным индикатором в системе распознавания "свой/чужой". Если вы используете в разговоре со специалистом неправильный термин, он сразу распознает в вас дилетанта и потеряет к вам всякий интерес, хорошо, если не высмеет публично. В качестве таких индикаторов могут выступать и обычные слова, но произнесенные с непривычным ударением. Стоит услышать компáс, дóбыча, свеклá или возбýждено (применительно к делу), и сразу становится понятным, что перед вами профессионал.

Все это рассуждения дилетантов, голос, так сказать, здравого смысла. Интересно было бы знать, что думают обо всем этом ученые. Образцовое исследование о тонкостях словоупотребления провел Дэниел Оппенгеймер, профессор психологии из Принстонского университета, США. Его статья "Последствия использования заумного жаргона независимо от необходимости: использование длинных слов без нужды", опубликованная в журнале Applied Cognitive Psychology[78], выложена в открытый доступ, и с ней может ознакомиться любой желающий. Что мы и сделали и с некоторым удивлением обнаружили, что статьи по психологии можно-таки писать просто и понятно.

Почему Оппенгеймер ополчился на длинные слова? Дело в том, что слова, которые мы употребляем в обыденной речи, обычно короткие, тогда как профессиональные термины и другие заумные словечки в среднем заметно длиннее (в английском языке длинное слово – это слово из девяти и более букв). Чем образованнее человек, тем больше его словарный запас, и в нем поневоле увеличивается доля длинных слов. Из этого непреложного факта некоторые индивидуумы, в первую очередь многие ученые и начинающие романисты, делают неверный обратный вывод: если употреблять много длинных слов, будешь казаться умнее. Опрос 110 старшекурсников Стэнфордского университета подтвердил этот тезис. Оказалось, что более 86 % студентов сознательно вставляли в свои эссе длинные и сложные слова, чтобы придать работе большее наукообразие, а две трети студентов не ленились при этом залезть в словарь и выбрать в ряду возможных синонимов самое длинное и вычурное слово. В общем, как говорила невеста в водевиле А. П. Чехова: "Они хочут образованность свою показать".

Но суть работы Оппенгеймера не в установлении этого достаточно тривиального факта, а в исследовании того, насколько такая стратегия специального усложнения текста выигрышна, позволяет ли она достичь желаемого результата. В качестве арбитров использовали студентов гуманитарных факультетов Принстонского университета, которые, понятно, в интеллектуальном плане на голову выше студентов Стэнфорда. Им предлагали оценить по семибалльной шкале различные научные тексты с точки зрения их понятности и интеллект авторов по той же шкале. Тексты были самые разнообразные, как оригинальные, так и специально усложненные или упрощенные, это достигалось компьютерной заменой всех возможных слов в исходном тексте на более длинные и редкие или соответственно на более короткие и распространенные синонимы.

Результат вышел несколько неожиданным, но однозначным: тексты, написанные более простым языком, оценивались выше, чем сложные тексты. Причем оценки текстов повышенной сложности (по языку) ушли даже в минус, воистину ниже плинтуса. А интеллект авторов "простых" текстов был, по мнению арбитров, выше, чем у умничающих авторов. Всё согласно народной мудрости: будь проще, и люди к тебе потянутся.

Забавные результаты были получены при оценке качества переводов. Студентам дали фрагмент из "Размышлений" Декарта в двух разных переводах, и тут с явным преимуществом победил перевод, изложенный более простыми и короткими словами. А вот с оценкой интеллекта автора вышел небольшой конфуз. Те студенты, которым сообщили, кому принадлежит исходный текст, поставили много баллов – в среднем 6,5 балла из 7. Студенты, которых исследователи иезуитски не поставили в известность об авторе, оценили интеллект Декарта куда более скромно: на 4 балла в плохом переводе, и на 4,7 – в хорошем, на троечку по-нашему.

Сама же работа профессора Оппенгеймера заслужила наивысшую оценку – в 2006 году он получил Игнобелевскую премию по литературе. Странно, что не по психологии, ведь Дэниел Оппенгеймер – признанный специалист в области психологии восприятия, его выводы и рекомендации в равной степени интересны как академическим ученым, так и практикам, например специалистам по рекламе.

Его главная фишка – простота. Оппенгеймер убежден, что человек лучше усваивают любую информацию, если она представлена максимально просто. Эта простота имеет множество составляющих: использование простых и понятных слов, легкость чтения и беглость произнесения, связанные с использованием удобных фонетических конструкций и часто встречающихся слогов, четкость дикции и удобочитаемость (вот какое мы слово знаем!) рукописного или печатного текста. Все это Оппенгеймер проверяет экспериментально. Например, в упомянутой выше статье описан такой тест. Одной группе студентов предложили некий текст, напечатанный 12-м кеглем привычного всем нам шрифта Times New Roman, а другой – тот же текст, набранный тем же кеглем, но мало того вычурным шрифтом Juice ITC, так еще курсивом. Вычурность понизила оценки понятности текста и интеллекта автора в среднем на полбалла. Вывод: если вы хотите донести до читателя важную информацию, используйте простые, ровные, легко читаемые шрифты, без всяких лишних выступов и засечек. С этой точки зрения шрифт Times, несмотря на его популярность, далек от идеала – в нем есть засечки! Выбирайте Arial или Calibri.

Еще более аккуратно подходите к выбору названия вашей будущей компании. Оппенгеймер провел со студентами такой тест: он предложил им список выдуманных названий компаний и попросил оценить успешность бизнеса этих компаний. Никакой дополнительной информации о компаниях у студентов не было, но почему-то компании с легко произносимыми и понятными названиями неизменно возглавляли список потенциально прибыльных компаний, а компании со сложными названиями балансировали на грани убыточности.

Следуя этой наводке, Оппенгеймер проанализировал показатели 89 случайно выбранных компаний на Нью-Йоркской фондовой бирже. Оказалось, что непрофессиональные инвесторы, не вникающие глубоко в отчеты о деятельности компаний и биржевые слухи, предпочитают вкладывать деньги в акции компаний с легко читаемыми названиями, и при краткосрочных вложениях такой ненаучный подход позволяет им получать вполне разумную прибыль. Такие вот дела! Как говаривал капитан Врунгель: "Как вы яхту назовете, так она и поплывет".

С ложью по жизни

Ложь – краеугольный камень человеческого бытия. Большинство конфликтов в нашей жизни проистекает из того, что кто-то кому-то солгал, родители – детям, дети – родителям, муж – жене, жена – мужу, президент – народу, народ – налоговой инспекции и так далее. Гневная фраза «Ты мне солгал (-а)!» стала в последние годы ключевой в сериалах и романах, сменив мыльную «Как он (-а) страдает!». С другой стороны, каждый большой жизненный успех так или иначе основан на обмане, тогда как положительные, правдивые герои всегда остаются в проигрыше. Так утверждают СМИ, произведения массовой культуры и, увы, наш собственный жизненный опыт.

Лгут все, от невинных младенцев до мировых лидеров, все без исключения. С этим мы в глубине души смирились, единственное, что хочет знать народ, – как распознать ложь, как уличить лжеца. Для этого люди смотрят специальные сериалы типа "Обмани меня" с блистательным Тимом Ротом, штудируют мировые бестселлеры, например "Психология лжи" Пола Экмана и "Язык телодвижений" Аллана Пиза, или посещают тренинги в Международной академии исследования лжи, основанной в 2008 году в Москве и раскинувшей сеть представительств по России и за рубежом.

Все это, конечно, очень интересно и, возможно, полезно, но что говорит фундаментальная наука о самом феномене лжи? Исследований такого рода во всем мире предостаточно, но мы расскажем только об одном, выполненном интернациональной группой в составе Эвелин Дебей, Мартина де Схривера, Гордона Логана, Кристины Сухоцки и Бруно Версхейре, представляющих университеты Бельгии, США, Германии и Нидерландов. Их капитальный, 56-страничный труд "От юного до старого Пиноккио: исследование способности ко лжи в зависимости от возраста"[79] был опубликован в журнале Acta Psychologica в 2015 году.

Исследователи протестировали более тысячи посетителей музея науки NEMO в Амстердаме в возрасте от 6 до 77 лет. В предварительном опросе их попросили чистосердечно признаться, сколько раз они говорили заведомую неправду за последние сутки. Чуть меньше половины настояли на своей кристальной честности, все остальные признались, что да, врали, в среднем по два раза за сутки, один 12-летний мальчик признался, что соврал 315 раз, но организаторы опроса почему-то сочли это число неправдоподобным и исключили лжеца в квадрате из исследовательского пула.

Обычно при проведении подобных опросов, тем более при такой большой выборке, получают кривую распределения, близкую к нормальной, гауссовой. Но в данном случае у кривой распределения был так называемый тяжелый хвост – аномально большое число случаев с сильным отклонением от среднего значения. Более 70 опрошенных из тысячи признались, что врали за последние сутки двадцать и более раз. Действительно, тяжелый случай.

Главный результат – распределение лжецов по возрасту. Меньше всего их среди маленьких детей, которые еще не научились врать (это быстро проходит), и среди пожилых людей, которые на собственном горьком опыте убедились, что врать по мелочам – себе дороже (это называется мудростью). Пик же вранья приходится на подростков и молодых людей в возрасте от 13 до 29 лет.

Но результаты опроса – это, как ни крути, субъективные данные, которые исследователи вынуждены принимать на веру. А как объективно оценить способность человека врать и выявить психические и физиологические механизмы, лежащие в основе этого явления? Для этого психологи и следователи придумали разные тесты, в частности тест Шеффилда[[80] ], вариант которого и был использован в описываемой работе. Все очень просто: тестируемому предлагают перечень из 15–20 элементарных вопросов типа «Вода мокрая?» или «Может ли свинья летать?» с двумя вариантами ответа «да/нет» и просят максимально быстро ответить на них, один раз – правдиво, другой раз – лживо. При этом фиксируют количество допущенных ошибок, время, затраченное на ответ, а в особо изощренных экспериментах еще и активность коры головного мозга.

И вот что получилось. Во всех возрастных группах время, затрачиваемое на лживый ответ, значимо превышает время правдивого ответа, но у молодых людей ложь слетает с языка быстрее, чем у детей и пожилых людей. При лживом ответе задействуются дополнительные участки коры головного мозга. Это указывает на то, что первым на ум приходит всегда правильный вариант ответа (или тот, который человек считает правильным), затем нашему сознанию надо трансформировать его в неправильный, ложный, а это требует усилий и времени.

Человеку свойственно ошибаться, даже при ответах на элементарные вопросы. В конце концов можно просто перепутать клавиши, тем более при дефиците времени. Но вот что интересно: при правдивых ответах тестируемые ошибались реже, чем при лживых. Вероятно, это проистекает из легкого когнитивного диссонанса, когда, с одной стороны, надо сконструировать неправильный ответ, а с другой – нажать правильную клавишу. Лучше всего с этой задачей справляются опять же молодые люди – они врут более профессионально. А дети и старики, пытаясь солгать, раз за разом ошибаются, выдавая себя с головой.

Сей фундаментальный труд не прошел мимо внимания Игнобелевского комитета, который присудил его авторам премию по психологии за 2016 год.

Приветствуя это решение, мы не можем не высказать свои сомнения в методологии как вышеописанной работы, так и большинства других исследований в этой области. Дело в том, что исследователи исходят из политкорректного предположения, что правда – это норма жизни, а ложь – это досадное и довольно редкое исключение, когда "кто-то кое-где у нас порой честно жить не хочет…". Но в реальной жизни все обстоит наоборот. Мы ответственно заявляем, что в нашем окружении нет ни одного абсолютно правдивого человека, более того, нас это нисколько не расстраивает, а даже радует. Убежденные и последовательные правдорубы – самые несносные люди на свете, мы и без них знаем, сколько нам лет, сколько у нас лишних килограммов и чего мы не добились в жизни, зачем об этом лишний раз напоминать, тем более на публике.

Мы снисходительны к лжецам, потому что знаем: такова природа человека. "Не судите, да не судимы будете". Более того, мы любим лжецов, потому что они в большинстве своем веселые люди, они и врут-то зачастую только для того, чтобы рассмешить окружающих. А правдолюбы, в противоположность лжецам, люди обычно суровые и неулыбчивые, как Торквемада, любить таких сродни мазохизму. Кстати, авторы описанной выше статьи выбрали в качестве канонического лжеца Пиноккио, прототипа нашего Буратино из сказки А. Н. Толстого. Действительно, этот деревянный мальчишка врал напропалую, что не помешало ему стать одним из самых симпатичных и популярных героев детской литературы.

И ученые, и моралисты заворожены тем, что люди в большинстве, даже подавляющем большинстве случаев говорят правду, но упускают из виду, что это происходит в ситуациях нейтральных, не имеющих принципиального влияния на жизнь человека. Зато в критических ситуациях, когда ложь может принести выгоду или спасение, люди врут постоянно и без зазрения совести, особенно при наличии некоторой практики. Так что это явление обыденное, понятное и посему не очень интересное. И распознаем ложь мы довольно легко. Когда хотим. "Ах, обмануть меня не трудно!.. Я сам обманываться рад!" – в этом-то все и дело. Такой подход справедлив не только для личных отношений, но и для всех других сфер жизни. "Тьмы низких истин мне дороже нас возвышающий обман…" Трудно не согласиться с Александром Сергеевичем Пушкиным – "совестью нации".

Правду же в подобных ситуациях люди говорят лишь под угрозой уголовной ответственности в земной жизни и адского пламени в загробной. Ее из них приходится клещами вытаскивать, иногда в буквальном смысле. Правда – это алмаз в навозной куче лжи. Так что изучать надо не феномен лжи, а феномен правды. Почему некоторые люди говорят правду, даже во вред себе? Загадка!..

Спасительный самообман

Удивительное явление – способность некоего вещества оказывать воздействие на организм, даже если этого вещества нет. Вот, например, многие гомеопатические препараты в принципе не содержат никаких веществ, кроме сахара, из которого сделаны лекарственные шарики. Тут нет никакого обмана, гомеопаты специально применяют многоступенчатую процедуру разбавления исходного раствора лекарственного препарата, чтобы в конечном продукте содержалось в среднем менее одной молекулы активного вещества, но молекулы такая штука, что меньше одной – это ноль. Дальше – больше. Особо прогрессивные специалисты с помощью прибора под названием «дубликатор» заряжают шарики некой информационной сущностью, которую можно скачать из интернета. Какие уж тут молекулы! Но ведь лечат! Даже мы – люди, не верящие в гомеопатию, – вынуждены с сожалением это признать на основе собственного опыта.

Недавно группа энтузиастов, прикрываясь высоким, несмотря ни на что, авторитетом Российской академии наук, объявила гомеопатию лженаукой. Но и они не рискнули покуситься на эффект плацебо, который вынуждены учитывать при тестировании лекарств даже самые ортодоксальные и зашоренные ученые (а если не учитывают, то какие они после этого ученые?). Плацебо – это "пустышка", которую дают контрольной группе для сравнения, в ней также нет ни одной молекулы лекарственного препарата, но пациенты зачастую начинают чувствовать себя лучше. Или хуже, тогда ту же "пустышку" переименовывают в ноцебо.

Исследований эффекта плацебо множество, и их результаты публикуют в авторитетных, высокорейтинговых научных журналах. Вот типичное исследование, выполненное группой австралийских медиков[81]. Изучали болеутоляющее действие «пустышек». Боль у добровольцев вызывали разными способами, причем одной группе тестируемых говорили, что даваемое им средство снижает боль, второй – что оно усиливает чувствительность, третью, контрольную, оставляли в неведении. В среднем участники ощущали именно то, что и было обещано. Исследователи же получали объективные данные, например, с помощью томографии головного мозга. Как оказалось, при проявлении обоих эффектов активизируются различные области мозга – таламус, амигдала, префронтальная кора и некоторые другие. Интересно, что ноцебо, то есть негативные ожидания, возбуждает не совсем те области, что плацебо, связанное с позитивными ожиданиями. Аналогичную картину наблюдали и в опытах с плацебо, которым лечили депрессию.

Удалось выявить и нейрохимию эффектов. Первый успех был достигнут в 1978 году, когда с помощью плацебо устраняли зубную боль. Выяснилось, что в организме пациентов вырабатывались эндогенные опиоиды; это доказали, нейтрализовав их действие с помощью героинового антидота налоксона, после чего боль к пациентам возвращалась. Потом оказалось, что участки, которые выделяют гормоны удовольствия – эндорфины и дофамин, а также те, где находятся опиоидные и дофаминовые рецепторы, присутствуют во многих областях мозга, которые возбуждаются во время приема плацебо. Далее удалось установить, что за эффект, скорее всего, отвечает так называемый мю-опиоидный рецептор, причем он регулирует и боль, и депрессию. Интересно, что этот же рецептор связан с некоторыми чертами характера – альтруизмом, прямолинейностью и раздражительностью: чем сильнее задействованы мю-опиоидные рецепторы в передаче нервного сигнала у данного человека, тем выше эти качества и тем сильнее лечебное действие плацебо.

В некоторых опытах вместо плацебо возникал эффект ноцебо – боль возрастала даже от приема расхваленного псевдопрепарата. И оказалось, что в тех областях мозга, где у большинства отмечался повышенный обмен дофамином и опиоидами, у этих людей он был заметно ниже. Напрямую же эффект ноцебо удалось связать с гормонами страха – холецистокининами; блокаторы этих гормонов эффект ликвидировали. Правда, гормоны страха вырабатывает не мозг, а кишечник, поэтому увидеть, что именно активируется в ответ на предупреждение о негативном действии псевдолекарства, не удается. Вообще, эффекты плацебо и ноцебо шагают рука об руку: анализ практики клинических испытаний показывает, что 90 % участников, принимавших плацебо, сообщают по крайней мере об одном побочном действии препарата, казалось бы, столь же невозможном, как и основное.

В эффекте плацебо обнаруживали участие и других веществ. Вот, например, опыт, в котором у участников вызвали головную боль с помощью гипоксии, а лечили ее кислородом либо аспирином. И в том и в другом случае облегчение было связано с регуляцией синтеза простагландинов – соединений, которые, наряду с прочими их функциями, участвуют и в восприятии боли, и в расширении бронхов и сосудов. После этого участникам дали плацебо, и оказалось, что плацебо-кислород действует сильнее, чем плацебо-аспирин: предположительно это связано с различным воздействием настоящих аспирина и кислорода на систему синтеза простагландинов.

Мы приносим извинения за использование разных мудреных и подчас даже нам самим не очень понятных терминов, но мы сделали это вполне осознанно. Они показывают, как глубоко ученые изучили все процессы, протекающие в организме человека, и призваны повышать доверие к такого рода исследованиям. А именно на доверии и зиждется эффект плацебо – на доверии доктору, на вере в лекарственные препараты, которую черпают как из предыдущего опыта, так и из рекламных материалов. Основа же ноцебо – недоверие к врачу и неверие в лекарственные препараты, особенно если и то и другое подтверждено личным опытом. Эффект ноцебо может быть таким сильным, что человек умирает от совершенно безвредного лекарства! Именно поэтому врачу так важно соблюдать установленные веками процедуры при общении с пациентом и не особенно распространяться о побочных эффектах.

Механизм воздействия самовнушения на физиологию неплохо объясняет действие плацебо в случае боли или депрессии, когда реакцию человека приходится оценивать по его субъективным ощущениям. Но, казалось бы, невозможно объяснить проявление такого эффекта при лечении инфекционных болезней. Однако в медицинских статьях об испытаниях новых препаратов часто встречается упоминание о том, что в контрольной группе, принимавшей плацебо, положительный эффект тоже был, хотя и ниже. Вот первая попавшаяся нам под руку статья – о попытках лечить СПИД лентинаном, противораковым иммуномодулятором, выделяемым из гриба шиитаке[82]. Снижение концентрации белка ВИЧ под названием р24 заметили у восьми пациентов, принимавших лентинан, и у двоих, принимавших плацебо. Выходит, что ложный препарат – фактически самовнушение – помог организму противостоять опаснейшей инфекции.

Интересна в этой связи работа израильских исследователей[83], опубликованная ни много ни мало в Nature – одном из самых рейтинговых научных журналов. Исследователи возбуждали у мышей нейроны в областях мозга, которые активируются во время приятных занятий вроде еды или секса, или получения вознаграждения, как говорят биологи, то есть исследователи делали мышей вполне довольными жизнью. А на следующий день заражали их кишечной палочкой. У довольных мышей иммунный ответ был лучше. Более того, если при этом блокировали симпатическую нервную систему, эффект исчезал. Выходит, идея лечить инфекцию силой воли не совсем абсурдна, как и идея лечить СПИД грибной вытяжкой, – у того, кто в нее верит, эффект плацебо проявит себя в полную силу, даже если вытяжка сама по себе бесполезна.

Хорошо, пусть эффект плацебо/ноцебо вызван представлениями пациента о пользе или вреде лекарства. Однако в литературе можно найти удивительные случаи проявления сходного эффекта у животных, лишенных, как считается, разума, фантазий и самовнушения. Первыми в этой области были знаменитые опыты академика И. П. Павлова по созданию условных рефлексов. Он помещал собаку в лабораторную установку и колол ей морфий, который животному доставлял не радость, а, наоборот, сплошное расстройство желудка и сонливость. Через несколько сеансов возник рефлекс – негативные последствия применения морфия появлялись у пса сразу после помещения в установку, до укола. Аналогичным образом после приучения крысы или собаки к уколам инсулина ту же физиологическую реакцию вызывали у них уколы физраствора. Ставили опыты и с иммунитетом – морской свинке царапали кожу, заражали ранку и измеряли иммунный ответ, при этом животное чувствовало определенный запах. Когда приученной к процедуре свинке ничего не царапали, но запах был тот же, иммунная реакция все равно возникала. А если крысам давать сахарин с иммуносупрессором, то потом один сахарин вызывает снижение иммунитета. Интересно, что подобный опыт в буквальном смысле слова спасал жизни мышам, предрасположенным к аутоиммунному заболеванию – системной красной волчанке: при подавлении иммунной реакции (в данном случае вредной) чистым сахарином, то есть плацебо, продолжительность жизни зверьков существенно возрастала, а смертность падала!

Порой эффект плацебо проявляется удивительным образом. Так, если кролика, которого кормят пищей, вызывающей повышение концентрации холестерина в крови, каждый день ласкать, то повреждений сосудов у него будет в два с лишним раза меньше, чем у кролика, с которым человек не контактировал. Этот эффект ни на какие условные рефлексы списать уже не удается, разве что на слепую веру кролика во всесилие человека и таинственно проникшее в длинноухую голову знание о вреде холестерина. Впрочем, не исключено, что и здесь была задействована та же система вознаграждения, что и в опытах с зараженными мышами: кролики любят, когда их гладят, наверняка центры удовольствия тоже возбуждаются. Кстати, и у человека зафиксирован похожий эффект: высокий холестерин может быть связан не только с диетой, но и с настроением. Замечено, что уровень этого вещества в крови одиноких людей повышен, что приводит к последствиям – более высокой вероятности сердечно-сосудистых заболеваний.

Но самое удивительное исследование в этой области выполнили маркетологи Дэн Ариэли из Массачусетского технологического института, Баба Шив из Стэнфорда и Зив Кармон из сингапурского отделения французской бизнес-школы INSEAD, а также Ребекка Вабер, которая, окончив Массачусетский технологический институт, стала журналисткой и работает в ЮАР.

Опыт был организован так. В Бостоне по объявлению собрали группу из 86 добровольцев, всем им заплатили по 30 долларов. У каждого определили чувствительность к боли, которую вызывали ударом тока с различным напряжением, а также верхний порог чувствительности. Потом добровольцам дали принять обезболивающее, сказав, что оно действует как кодеин, только лучше. При этом одна половина участников узнала, что лекарство дорогое, 2,5 доллара за таблетку, а другая – что это уцененное лекарство, всего по 10 центов. Затем снова стали мерить чувствительность к боли. Ожидаемо для пациентов прием обезболивающего ее снизил, но у тех, кто принимал дорогой препарат, гораздо заметнее, чем у принимавших препарат уцененный. Так, снижение боли отметили 85 % участников из первой группы и 61 % из второй. То, что люди больше верят в дорогое лекарство, неудивительно. Но дело-то в том, что никакого лекарства на самом деле не было – обе группы принимали плацебо, то есть обезболивание, хотя и подтвержденное бесстрастными числами, оказалось чисто субъективным эффектом.

За это исследование, опубликованное в Journal of the American Medical Association[84], авторы были удостоены Игнобелевской премии по медицине за 2008 год.

Не знаем, обратили ли вы на это внимание, но все лауреаты этой премии по медицине вообще-то не имеют никакого отношения к медицине. С одной стороны, это можно только приветствовать как символ зарождения истинно народной науки, когда любой желающий, не обремененный специальными знаниями, будет выполнять научные исследования в интересующей его области. С другой стороны, становится страшно, к чему это может в результате привести. Исследования – это полбеды, катастрофа наступит, когда эти исследования начнут рассматривать как руководство к действию. Собственно, она уже наступила, ведь реформы науки, образования и медицины в нашей стране осуществляют на основе рекомендаций экономистов, а пути технологического развития страны у нас определяют юристы. Самообман – вещь, несомненно, продуктивная, что и доказывает эффект плацебо, вот только не всегда спасительная.

Какая боль!

Боль – самая неприятная вещь на свете. Бежать сломя голову от источника боли нас заставляет инстинкт, впитанный с молоком матери. Не только нас, но и всех живых существ, за исключением, как утверждает наука, голого землекопа – это не человек, а грызун, обитающий в Сомали. Самые продаваемые лекарственные средства в аптеках – обезболивающие. Неудивительно, что феномену боли и способам борьбы с ней посвящено невероятное количество исследований. Мы расскажем лишь о трех, которые привлекли наше внимание немедикаментозными средствами борьбы с болью. Таблетку и дурак проглотит, вот бы обойтись чем-нибудь безвредным типа сахарного шарика гомеопатического средства или плацебо (см. предыдущий рассказ), а еще лучше вообще ничего не принимать внутрь и ограничиться морально-волевыми усилиями.

Нидерландские психологи Саймон Ритвелд и Илья ван Бест решили использовать известный принцип "клин клином вышибают" и ударить стрессом по астме. Это крайне неприятное заболевание, проявляющееся в регулярных и мучительных приступах удушья, стремительно распространяется по всему миру, а среди некоторых категорий граждан, например норвежских спортсменов, доля больных астмой достигает ста процентов. Положительные эмоции, которые вышеупомянутые спортсмены испытывают от победы на соревнованиях, явно благотворно сказываются на их физическом самочувствии, что, вероятно, и подвигло нидерландских исследователей изучить влияние стресса на астму на строго научной основе.

В качестве источника стресса они несколько неожиданно выбрали – и это стало изюминкой работы – катание на "русских горках", которые в нашей стране почему-то упорно называют "американскими". Но если вдуматься, выбор вполне обоснован: перед спуском тестируемый испытывает страх – отрицательную эмоцию, после – радость, положительную эмоцию, так что можно в одном эксперименте оценить влияние разнонаправленных факторов.

В эксперименте приняли участие 25 молодых женщин с диагнозом "тяжелая астма" и контрольная группа из 15 здоровых женщин, то есть тех, кому такой диагноз пока не поставили. Все тестируемые перед началом спуска отмечали приступ страха разной степени тяжести, у всех росло кровяное давление, а астматики еще жаловались на усиление одышки. Зато после спуска радости не было предела, пульс зашкаливал, а астматики утверждали, что дышится им гораздо легче, главное – легче, чем обычно. То есть восприятие астмы очень сильно зависит от эмоционального статуса больного, что, собственно, и хотели проверить нидерландские психологи. Заодно они предложили неординарный способ борьбы с приступами астмы – надо быстро бежать на ближайший аттракцион "Русские горки" и с ветерком скатиться вниз.

Статья с результатами этого исследования была опубликована в журнале Behaviour Research and Therapy[85] и сразу обратила на себя внимание мировой научной общественности в лице Игнобелевского комитета, который присудил Саймону Ритвелду и Илье ван Бесту премию по медицине за 2010 год.

Еще более удивительные результаты получили итальянские исследователи Марина де Томмазо, Мишель Сардаро и Паоло Ливреа из Университета Бари. Суть их работы с феноменальной точностью передает название статьи, опубликованной в журнале Consciousness and Cognition[86]: «Влияние эстетического значения картины на болевой порог».

Забегая вперед, скажем, что да, влияние есть, и еще какое! Но вначале остановимся на деталях эксперимента. Итальянские ученые, верные идеям гуманизма, сразу отказались от произведений современной живописи, могущей вызвать болевой шок без всякого дополнительного воздействия, и сосредоточились на картинах мастеров Возрождения – Леонардо да Винчи, Рафаэля, Микеланджело, Боттичелли и других, благо с ними в Италии нет проблем. Представительная группа студентов-добровольцев просмотрела более 300 картин, по результатам их опроса было выявлено 20 самых красивых картин и 20 самых неприятных. Вы полагаете, что среди полотен старых мастеров нет неприятных? Ну что вы! Когда при неспешной прогулке по залам крупного западного музея на глаза попадается пятое изображение святого Себастьяна, утыканного стрелами, начинаешь тихо сатанеть, да и голова Иоанна Крестителя на блюде, сервированная в нескольких вариантах, тоже не вызывает положительных эмоций.

На второй стадии эксперимента группа из 12 юношей и 12 девушек созерцала выбранные картины, при этом на их руки направляли луч импульсного лазера. Он вызывает ощущение сродни ожогу, но главная прелесть лазера состоит в том, что можно легко изменять мощность излучения и тем самым точно определять порог чувствительности к боли. Субъективные ощущения участников эксперимента были подкреплены объективными данными электроэнцефалографического исследования их мозга. И вот что оказалось: рассматривание неприятных картин усиливает болевые ощущения, тогда как созерцание красивых, наоборот, их притупляет, причем разница в пороге чувствительности достигает трех раз.

Это исследование, заложившее основы нового направления в медицине – эстетической терапии, было отмечено Игнобелевской премией за 2014 год. Правда, премию дали почему-то не по медицине, а по искусству, но, вероятно, так Игнобелевский комитет решил отметить вклад итальянских ученых в популяризацию классической живописи.

Описанные выше методы борьбы с болью, конечно, очень интересные, но, скажем так, несколько вычурные, нам бы что-нибудь попроще. Тут уместно обратиться к народному опыту. Что происходит, когда человек ударяет молотком по пальцу? Он вскрикивает, произносит некие слова разной степени непечатности, и – о, чудо! – боль как будто становится меньше. Но так ли это на самом деле? Почему-то наука на протяжении столетий обходила обезболивающий эффект брани стороной. Исправить это досадное упущение попытались психологи Ричард Стивенс, Джон Аткинс и Эндрю Кингстон из Килского университета, Великобритания. Результаты своих исследований они изложили в статье "Ругань как ответ на боль", опубликованной в британском журнале Neuroreport[87].

В эксперименте участвовали 67 студентов, как юношей, так и девушек. В качестве метода исследования использовали хорошо известный холодовой прессорный тест – это когда пациент опускает руку в емкость с ледяной водой и держит ее там, сколько сможет, а врачи тем временем регистрируют его ощущения и объективные параметры типа кровяного давления и частоты пульса. Но в дополнение к стандартной процедуре испытуемые в течение теста непрерывно повторяли какое-нибудь слово, ругательное или нейтральное (в контрольной группе). Понятно, что у каждого человека есть свое излюбленное слово, которым он реагирует на удар молотка по пальцу, оно было установлено в ходе предварительного опроса.

Выяснилось, что девушки менее терпеливы к боли – они выдергивают руку из емкости с ледяной водой в среднем в два раза раньше, чем юноши. Ругань обладает отчетливым гипоальгезивным (обезболивающим) эффектом – время выдержки в ледяной воде увеличивается на 30–40 % как у юношей, так и у девушек. Ругань также заметно, в полтора раза, уменьшает страх перед болью, причем этот эффект ярче проявляется у девушек. То же и с частотой пульса. Учащение пульса считается положительной реакцией организма на боль, позволяющей нейтрализовать ее; у ругающихся девушек степень увеличения частоты пульса вдвое больше, чем у ругающихся юношей.

Таким образом, сквернословие – это не только малокультурная эмоциональная реакция на боль, но и терапевтическое средство. Исследователи объясняют это так: ругательства находят отклик в миндалевидном теле нашего мозга, которое дает команду на выброс адреналина, а тот, в свою очередь, уменьшает болевые ощущения. Средство это можно употреблять не только сразу же после, но и во время, и даже до болезненного удара, то есть оно обладает профилактическим действием. Но здесь тоже надо знать меру. Последующие исследования показали, что патологические сквернословы, для которых мат – это норма речи, не обладают повышенной устойчивостью к болевым ощущениям по сравнению с людьми, деликатными в общении. Ругань становится эффективным терапевтическим средством только при употреблении в нужное время и в нужном месте, как, впрочем, и все в нашей жизни.

Учитывая огромную практическую значимость проведенного исследования, Игнобелевский комитет присудил британским психологам премию мира за 2010 год. Почему мира? Потому что ругань – это самое безобидное средство разрешения всех конфликтов и столкновений, причиняющих боль. Словесная перепалка с использованием местных идиоматических выражений, как убедительно показали британские исследователи, позволяет уменьшить боль и, добавим от себя, дает конфликтующим сторонам время остыть. Это в любом случае лучше "доброй ссоры" со сверхточными ударами.

Ах, как кружится голова…

В каком-то смысле человека исследовать гораздо сложнее, чем разбираться в строении элементарных частиц: их-то можно разбить на составляющие в ускорителе, а понять причины того или иного поведения человека удается только по косвенным признакам, наблюдая за реакцией на различные раздражители. Поэтому физиолог никогда не оставит без внимания какую-либо неожиданную реакцию – если ее объяснить, то получится новое знание, которое станет очередным самоцветом в сокровищнице науки о человеке.

Одной из самых ярких иллюстраций этого тезиса стала работа Филиппа Перрена, Сирилла Перро, Бруно Рагару и Доминика Девитерна из Университета Нанси, а также их коллеги из Маастрихтского университетского госпиталя Германа Кингма[88]. Исследователей заинтересовало головокружение, но не то, что от успехов или страсти, а то, что возникает по вполне понятным физическим причинам, например, у дискоболов.

Тот факт, что, если крутиться, закружится голова, известен практически всем. Причина – в расстройстве деятельности вестибулярного аппарата. Выглядит это примерно так. Человек перестал кружиться, например сошел с карусели. Но мозг все еще считает, что вращение продолжается, и подает соответствующие сигналы органам тела. Рассогласование этих команд с реальной ситуацией и приводит к головокружению как защитной реакции. Когда виртуальная действительность, сформировавшаяся в мозгу, совпадет с реальностью, головокружение закончится. Это теория.

Практика выглядит намного сложнее. И дискобол, и метатель молота кружатся примерно одинаково, только что один раскручивает диск, а другой – молот. Тем не менее у дискоболов голова кружится очень часто, в семи случаях из одиннадцати, а у метателей молота никогда, хотя на тренировках они мечут молот по десять, а то и двадцать раз подряд. Головокружение же у дискоболов, особенно во время тренировок, весьма сильное, порой до тошноты. То есть это не какое-то легкое недомогание, от которого можно отмахнуться. Списать это на индивидуальные особенности не удалось: добрая половина участников эксперимента метала и диск, и молот, однако головы у них кружились лишь в первом случае. Спортсменам надо было как-то помочь: все-таки регулярные головокружения отнюдь не то ощущение, которого ожидает человек, занимающийся легкой атлетикой. Ну а если не помочь, то хоть как-то объяснить им причину недомогания.

Ученые решили досконально исследовать, как двигаются люди при выполнении броска, и выявили 11 эпизодов движения у дискобола и 15 – у метателя молота. Оказалось, что дискобол только в двух эпизодах фиксировал свой взгляд на диске или на цели, и это занимало лишь 5 % времени раскручивания. Метатель же молота фактически не сводил глаз со своего снаряда: 12 эпизодов, или 70 % времени. Другое серьезное различие касалось движения шеи. Голова дискобола постоянно меняет положение: относительно туловища она неподвижна лишь на протяжении пяти эпизодов, или 59 % времени, а метатель молота подобен скале: 99 % времени его голова не двигается относительно туловища. Помимо этого, метатель молота всегда касается земли хотя бы одной ногой, а дискобол в момент перед броском подпрыгивает. Именно в этот момент организм окончательно запутывается и утрачивает связь с реальностью. В самом деле, глаза дискобола не зафиксированы ни на одном предмете, видимые объекты стремительно проносятся перед его взором, и мозг не успевает обработать визуальную информацию. При прыжке же утрачивается и тактильная информация: мозг перестает понимать, как тело человека расположено в пространстве. Головокружение служит компромиссом, который находит мозг, чтобы выйти из безнадежной ситуации.

Кстати, про этот эффект знают коллеги метателей по спортивному цеху – фигуристы. При выполнении быстрых вращательных движений они покачивают головой, а на каждом обороте фиксируют взгляд на каком-то предмете неподалеку. Балерины используют другую технику, которая называется "удерживание точки". Исполняя пируэты, они пытаются минимизировать вращение головы: до последнего удерживают ее на месте, а затем, в конце поворота тела, быстро поворачивают ее вслед за туловищем. Интересно, что за годы тренировок в мозгу танцоров балета происходят изменения, благодаря которым они с легкостью выполняют сложные вращения, не чувствуя после них головокружения.

Если же зафиксировать взгляд не на чем (например, так бывает у горнолыжника, попавшего при спуске в густой туман), то голова может закружиться и без всяких вращательных движений; и даже для того, чтобы понять, едешь ты или уже стоишь, нужно как следует сосредоточиться. Люди, побывавшие в этой ситуации, почему-то называют свое состояние "полной астролябией" – видимо, слово красивое и приличное.

Хорошо, что бросок диска на соревнованиях длится недолго. На тренировках спортсмен совершает при разгоне диска не один оборот, а два или три: в этом случае головокружение усиливается, порой проявляется не после броска, а во время выполнения разгона, да еще начинается тошнота. Длительные же расстройства вестибулярного аппарата чреваты гораздо более серьезными последствиями. Специалисты по космической медицине, которые работали с первыми космонавтами, рассказывали, что от этого Герман Титов чуть не лишился рассудка. За 25 часов он облетел Землю 17 раз и на очередном витке вдруг увидел, что планета разваливается на куски. Причиной было именно нарушение ориентации, в нашем организме за нее отвечают прежде всего отолиты – небольшие кристаллы кальцита, расположенные во внутреннем ухе. Под действием силы тяжести они давят на соответствующие рецепторы, сообщая организму, где верх, а где низ. В невесомости этот механизм нарушен, что и приводит к столь серьезным психологическим проблемам даже у таких тренированных людей, каким был второй космонавт Земли. Впоследствии эту особенность работы вестибулярного аппарата учли при подготовке космонавтов.

Что касается дискоболов, авторы статьи дают такое объяснение. В мозге сходится несколько картин окружающего мира: одна создается на основе визуальной информации, другая – на информации от отолитов, третья – на данных рецепторов в конечностях и других частях тела. В частности, информация о вращении может идти от гипотетических гравицепторов, расположенных в туловище, от колебания внутренних органов. Свой вклад вносит и так называемая проприоцептическая информация – информация о взаимном расположении частей тела, которая формируется в результате обработки сигналов от туловища, бедер и нижних частей конечностей. Вот эти-то картины и не может совместить мозг дискобола, обманутый его сложными движениями.

Это исследование было отмечено Игнобелевской премией по физике за 2011 год, что надо признать совершенно справедливым, учитывая его научную новизну и огромную практическую значимость.

Феномен обжорства

Что уж тут скрывать, все мы любим хорошо и вкусно поесть. Ладно, пусть не все, но те немногочисленные страдальцы, которые не испытывают удовольствия от поглощения пищи и едят лишь для того, чтобы жить, вызывают всеобщее сочувствие и неизбывное желание положить им самый вкусный кусочек – а вдруг пробьет.

Какой радостью жизни веет от описаний еды в произведениях Гоголя, Чехова, Булгакова и бесчисленного множества других отечественных и зарубежных авторов, и как это контрастирует с тягостным впечатлением от бытия разного рода угодников, которое совершенно справедливо называется умерщвлением плоти! Церковь неслучайно относит чревоугодие к смертным грехам, другие меры здесь не действуют.

А что говорит на этот счет наука? К сожалению, ученые сосредоточили свои усилия на выработке научно обоснованных рекомендаций по здоровому питанию, на составлении различного рода диет, оставляя практически без внимания принципиальные вопросы: от чего зависит, сколько пищи может съесть человек, и каковы возможности человека по поглощению пищи?

Один из немногих примеров исследования феномена обжорства приведен в монографии Шарля де Костера. Эксперимент был проведен фламандским исследователем Ламме Гудзаком из группы Тиля Уленшпигеля. Объектом изучения служил католический монах, для которого разработали специальный режим питания, ведущий, по гипотезе народных ученых, к образованию семи прозрачных от жира подбородков. Вот описание этого исторического опыта:

"И семь раз на дню моряки и солдаты могли наблюдать, как Ламме подходит к монаху с каким-нибудь новым блюдом.

– Вот бобы с фландрским маслом. Ты когда-нибудь ел такие в монастыре? А ведь ты размордел – и то сказать: у нас на корабле не тощают. Чувствуешь, какие подушечки отросли у тебя на спине? Скоро будешь обходиться без тюфяка.

Поднося монаху другое блюдо, он говорил:

– А вот тебе koekebakk'и по-брюссельски. Во Франции они называются крепами, а эти не черные, не траурные – наоборот: белые, и хорошо подрумянились. Видишь, как с них масло капает? Вот так же из твоего пуза скоро жир потечет.

– Да я не голоден, – говорил монах.

– Ешь, ешь! – говорил Ламме. – Это ведь, ваше обжорство, не ржаные блины, а пшеничные, крупитчатые, ваше четырехподбородие! Эге-ге, да у тебя уже и пятый растет! Сердце мое радуется. Ешь!

– Оставь ты меня в покое, пузан! – говорил монах.

Ламме свирепел.

– Твоя жизнь в моих руках, – говорил он. – Неужто ты предпочитаешь веревку полной миске гренков с гороховым пюре? Я тебе сейчас принесу.

Немного погодя Ламме являлся с миской.

– Гороховое пюре любит хорошую компанию, – говорил он, – поэтому я подбавил сюда немецких knoedel'ей: это такие вкусные шарики из муки – их надо бросать живыми в кипяток; правда, для желудка они тяжелы, но зато от них жиреют. Ешь сколько влезет. Чем больше съешь, тем больше доставишь мне удовольствия. Только, пожалуйста, не делай вида, что ты сыт по горло, не отдувайся, как будто ты объелся, – знай себе ешь! Лучше есть, чем висеть на веревке, – как по-твоему? Покажи-ка ляжку! Тоже разжирела: два фута семь дюймов в обхвате! Ни с каким окороком не сравнится!

Через час он опять вырастал перед монахом.

– Вот девять голубей, – говорил он. – Этих безвредных птичек, доверчиво летавших над кораблем, убили для тебя. Не побрезгуй! Я положил внутрь кусочек масла, хлебного мякиша, тертого муската и гвоздики, истолченной в медной ступке, которая блестит, как твоя кожа. Его светлость солнце счастливо, что может отразиться в таком ясном лике, как твой, а ясен он из-за жира, из-за толстого слоя жира, коим ты всецело обязан мне.

Пятый раз Ламме приходил к монаху с waterzoey.

– Ты любишь рыбную солянку? – спрашивал он. – Море тебя и несет, море тебя и кормит – больше оно и для самого короля не в состоянии сделать. Да, да, пятый подбородок у тебя заметно растет, причем слева он у тебя прибавил больше, нежели справа. Придется подпитать обездоленную сторону – недаром Господь сказал: «Будьте справедливы ко всякому». А какая может быть справедливость, ежели жир распределяется неравномерно? На шестую трапезу я принесу тебе ракушек – этих устриц бедноты. В монастыре их готовить не умеют: прокипятят – и сейчас же начинают есть. Нет, кипячение – это только пролог. После кипячения с них нужно снять скорлупку, положить их нежные тельца в кастрюльку и долго тушить с сельдереем, мускатом и гвоздикой, а подливка должна быть такая: пиво с маслом, и к ним еще надо подать поджаренные в масле гренки. Так я эти самые ракушки для тебя и приготовил. За что дети должны всю жизнь благодарить родителей? За кров, за ласку, а главное – за пищу. Стало быть, ты должен любить меня, как своих родителей, и брюхо твое должно испытывать ко мне сыновнюю благодарность. Чего ж ты так злобно пучишь на меня свои буркалы?

Сейчас я еще принесу тебе сладкого-сладкого пивного супа, заправленного мукой и засыпанного корицей. Знаешь, для чего? Для того, чтобы жир твой стал совсем прозрачным и чтобы он трясся под кожей. Он уже и сейчас виден, когда ты волнуешься. Однако бьют вечернюю зорю. Спи спокойно и о завтрашнем дне не заботься. Можешь быть уверен, что завтра ты вновь обретешь жирную пищу и своего друга Ламме, который не преминет тебе ее изготовить…"[89]

Эксперимент Гудзака был поставлен очень давно, когда научная методология еще не была развита, а о методах статистической обработки результатов эксперимента, тем более о двойном слепом методе с объективным контролем, никто и не слыхивал. Равно как никого не волновало получение добровольного информированного согласия на участие в эксперименте. Что, впрочем, нисколько не умаляет высокой научной значимости выполненной работы.

В настоящее время, когда эпидемия ожирения охватила весь мир, актуальность таких исследований чрезвычайно возросла.

Одно из самых значимых и интересных было выполнено Брайаном Уэнсинком из Корнеллского университета, Джеймсом Пейнтером из Западного Иллинойского университета и Жилем Нортом из Университета штата Иллинойс. Они как будто вспомнили классический анекдот о слоне, заканчивающийся словами: "Съест-то он съест, но кто ж ему даст?", и решили дать. Не слону, конечно, а людям, которых больше (это важно для статистики) и с которыми проще договориться.

Добровольцам предложили полакомиться – как говорится, от пуза – одним их самых любимых в разных культурах супов – томатным. Им объяснили, что исследователи хотят определить среднюю порцию, которую съедает человек. Чего им не сообщили, так это то, что хитроумное устройство, спрятанное под тарелкой, постоянно подкачивает в нее суп по шлангу.

Гипотеза состояла в том, что человек прекращает есть не тогда, когда он чувствует сытость, а следуя разного рода визуальной информации – видимому размеру посуды, ее наполненности едой и так далее. Для такого мнения есть причины: более половины участников подобных опытов отмечали, что всегда едят до тех пор, пока не опустошат тарелку до самого дна. Наверное, это не случайность, ведь бережное отношение к пище с детства воспитывается во многих культурах, чего стоят хотя бы русская поговорка "лучше в нас, чем в таз" или протестантская мудрость "за что уплачено, должно быть съедено".

В эксперименте приняли участие 44 добровольца, которых по четверо усаживали за стол с тарелками супа. Две тарелки были обычными, а две – "бездонными". В полном соответствии с первоначальной гипотезой из таких тарелок участники съедали на 73 % больше супа, чем их сотрапезники. Причем делали это бессознательно, считая, что съели всего-то по такой же полной тарелке. И когда участников застолья опрашивали, сколько калорий они поглотили, все давали примерно одинаковые оценки; те, кто ел из обычных тарелок, занижали оценку на четверть (подсознательная реализация чувства вины, все ведь знают, что много калорий – это плохо), а те, кто из бездонных, – в два с лишним раза! По контрольным измерениям, когда все четыре тарелки были без дырок в дне, все участники съедали примерно равное количество супа.

Интересно, что помимо необходимости увидеть дно тарелки больше половины участников отмечали и другой фактор – они не могут остановиться, пока другие люди сидят за столом и едят. Здесь участвует еще один глубоко засевший в подсознании тип поведения: совместное застолье потому и совместное, что все едят одновременно.

По мнению авторов исследования, опыт с бездонными тарелками подсказывает методы борьбы с обжорством. Ведь если человек ориентируется не на чувство сытости, а на вид и объем лежащей на тарелке еды, значит, использование маленьких тарелок и маленьких стаканов способно сократить потребление пищи.

Заботливые родители могут незаметно отсыпать вредные продукты вроде чипсов из упаковки – ребенок, ориентируясь на ее размер, не заметит, что съел меньше, и нанесет своему организму меньший вред. Аналогичным образом пустая бутылка из-под вина на столе подскажет гостям, что выпито уже достаточно, а горка скорлупы орешков или обертки от шоколадок, аккуратно разложенные хозяевами посреди стола, намекнут, что хватит жевать.

Статья "Бездонные тарелки: почему зрительная информация о размере порции может повлиять на прием пищи" была опубликована в престижном медицинском журнале[90] и принесла ее авторам Игнобелевскую премию по диетологии за 2007 год.

Наука на грани здравого смысла

Ум человеческий имеет свои пределы, только глупость беспредельна. Это высказывание в несколько отличающихся вариантах приписывают разным умным людям, что только подтверждает его правильность. Но вот что интересно: у дураков и глупость какая-то дурацкая, мелкая, неоригинальная, у их глупых поступков и высказываний всегда находится прецедент. То ли дело ученые. Они легко увлекаются какой-нибудь идеей и, следуя путем логических рассуждений, забредают подчас в такие дебри, куда никогда ранее не ступала нога здравого смысла.

Возьмем, например, такой вопрос: "Подпадают ли растения под принципы морали?" Нет, это не мы его придумали, у нас на это воображения не хватит. Этот вопрос поставила ребром перед учеными швейцарская правительственная организация – Федеральный этический комитет в области нечеловеческой биотехнологии. Дело в том, что в швейцарском конституционном законодательстве предусмотрена защита живых существ, причем не только животных, но и растений, и микроорганизмов. Однако в Акте о генетических технологиях последние были изъяты из числа юридически живых существ, а дискуссии о применении конституции привели к пониманию того, что живое существо подлежит охране не как элемент биоразнообразия или представитель исчезающего вида, но как нечто, представляющее ценность само по себе. Вот в таком контексте и возникла задача трактовки закона применительно к растениям. Находятся ли эти фотосинтезирующие, неподвижные и, как считается, не способные ощущать существа под защитой моральных ограничений, имеющихся, скажем, в отношении млекопитающих?

Что же ответили на это ученые? Нет, они не послали чиновников куда подальше, ученые – строго между нами! – при наличии весомого бюджетного финансирования берутся ответить на любой вопрос, а потом, как водится, увлекаются. Работа началась в 2004 году, когда подготовить предварительный доклад по теме поручили профессору Юргу Штёклину из Института ботаники при Базельском университете. Этот доклад обсудили еще четверо ботаников из университетов Цюриха, Базеля, Невшателя. Затем, в 2006 году, были дискуссии с другими экспертами, например философом доктором Ангелой Кальхоф из Мюнстерского университета, теологом доктором Хайке Баранцке из Боннского университета Фридриха Вильгельма, фермером-исследователем доктором Николой Фуксом.

Как выяснилось, в обществе существует три основных направления мысли, касающихся проблемы прав растений. Одним сама по себе постановка вопроса кажется дикой. Другие считают, что причинение вреда растениям – неизбежное следствие их положения в начале пищевой цепочки. Третьи же отмечают: если признать, что к растению применимы моральные категории, жизнь человека не только усложнится, но и в значительной степени обесценится, поскольку неизбежно будет возникать сопоставление ценностей жизни человека и растения. А результат такого сопоставления неочевиден. И лишь ничтожное меньшинство опрошенных полагает, что и у растений есть права. Но в современном мире чем ничтожнее меньшинство, тем внимательнее прислушиваются к его мнению, так что исследования были продолжены.

Сознавая, какие трудности вызовет попытка разобраться с правами растений, исследователи решили применить последовательные логические построения. Для начала они стали выяснять, кто, собственно, относится к категории моральных объектов, то есть объектов, на которые распространяются принципы морали. Тут возможно четыре подхода. Первый – теоцентризм: коль скоро все живое создано Богом, каждое существо имеет непреходящую ценность и является объектом морали. При рациоцентризме право на мораль признается за живым существом, если на то есть разумные причины. При патоцентризме живое существо может считаться объектом морали, если оно может различать добро и зло, хотя бы по отношению к себе. При биоцентризме все живые существа – объекты морали в силу того, что они живые. Именно последнее направление было признано большинством участников дискуссии как верное.

Относительно второго вопроса: "А что есть вред для живого существа?" – существует две позиции. Первая – нанести вред можно только такому существу, которое способно ощущать то или иное действие как вредное, тому, у кого есть некие осознаваемые собственные интересы. Альтернативное мнение: вред можно нанести и такому существу, которое не ощущает вреда. И опять к этому последнему мнению склонилось большинство участников дискуссии, которая, следовательно, зашла в тупик: растения оказались такими же объектами морали, как люди, и, стало быть, обладают аналогичными правами на жизнь. Если мы согласимся с этим, то не сможем ни дерево срубить, ни морковку съесть – такие действия окажутся аморальными.

Поэтому далее была рассмотрена идея патоцентризма, причем главные сомнения вызывала способность растений различать добро и зло. Вот как проблема дословно сформулирована в докладе. "Вопрос о том, может ли растение быть облагодетельствовано или обижено, связан с вопросом о том, есть ли у растения какая-то форма внутреннего переживания. Оно должно переживать выгоду или повреждение как добро или зло. Условием для независимого позитивного или негативного переживания служит способность к ощущениям. Организм, который соответствует приведенным критериям, имеет собственные интересы". Иными словами, если растение не ощущает собственного интереса в том, чтобы жить целым и невредимым, то оно не становится объектом морали. Но точно ли у растений нет собственных интересов? Точно ли они так лишены ощущений, как кажется? Вопрос сложный.

Вот одно из рассуждений на эту тему, принадлежащее упомянутому ботанику Юргу Штёклину. "Относительно животных мы уверены, что они обладают ощущениями, что у них есть внутренние переживания, которые связаны с некой формой сознания; именно на этом мнении основан Акт о защите животных от жесткого обращения. А есть ли похожие ощущения у растений? Если присмотреться к ним, то окажется, что на клеточном уровне между ними и животными нет фундаментального различия. Лишенные способности передвигаться, растения отнюдь не пассивны. Они могут взаимодействовать с окружающей средой, менять свое поведение, например скорость развития, проявляют значительную гибкость приспособления к обстоятельствам. У растений есть развитая гормональная система для общения с внешним миром. Растения реагируют на прикосновения, различными способами борются с фитофагами. Но ощущают ли они все это или же демонстрируют лишь некие реакции на внешние раздражители? С одной стороны, предполагается, что для ощущений необходимо наличие нервной системы, а она, очевидно, у растений отсутствует. Но с другой стороны – в силу неполноты нашего знания мы не можем утверждать, что не существует каких-то других механизмов, которыми растение могло бы осознавать, что ему сделали добро или причинили вред".

Так возник новый логический тупик. Не решив вопрос о способности растений ощущать внешний мир, их не следует исключать из числа объектов морали, но для решения вопроса знаний не хватает. Большинство участников нашло приемлемым следующий выход. Вероятность того, что растения способны к ощущениям, гораздо больше, чем вероятность встретить такую способность, скажем, у камней. Поэтому нельзя гарантированно исключить растения из числа объектов морали. Но и включать их непросто, ведь растения удается разделить на части, причем некоторые из них способны порождать при этом новые растения. Сломав растение, мы можем его погубить, а можем расчеренковать и тем самым размножить. Многие ягоды и фрукты должны быть съедены животными, чтобы содержащиеся в них семена приобрели всхожесть, листья должны опадать и гнить в почве, восстанавливая ее плодородность. Что тогда есть объект морали? Получается, что сорвать спелое яблоко, съесть его и отшвырнуть огрызок подальше – поступок моральный, а сорвать листик и забрать его в гербарий – аморальный. Или наоборот: сорвать листик – почти то же самое, что у человека срезать волос, а съесть яблоко аморально, если разжуешь семечко.

Подобные трудности не испугали организаторов исследования, и они, решив, что на нынешнем уровне знания мы вынуждены признать растения объектами морали, попытались сделать следующий шаг: определить, в каких отношениях те находятся с другими такими объектами – животными и людьми. Тут есть два подхода. Один – признать равенство всех юридически живых существ, второй – проявить остаточный антропоцентризм и постулировать, что, конечно, все объекты морали равны, но люди всех равнее, а животные более равны, чем растения. Преодолеть такую дискриминацию растений многим участникам дискуссии все-таки не удалось. Представители пусть и меньшинства, но немалого, сошлись во мнении: моральные ограничения в отношении растений должны быть менее жесткими, чем в отношении животных и тем более людей.

Из этих соображений последовали выводы, которые, возможно, станут рекомендациями для законодателей (правда, за прошедшие с тех пор годы законодательных инициатив по правам растений не последовало). Вот некоторые из предлагаемых новаций.

Прежде всего, вред, причиненный растению без рациональной причины, по прихоти, следует считать поступком аморальным: к тому, кто накосил сена для скотины, претензий нет, а вот тот, кто сшибает цветки с придорожных растений, заслуживает осуждения.

Использование растений – как целых популяций, так и отдельных экземпляров – для человеческих нужд требует морального оправдания. Многие об этом и так догадываются, но выводы делают не всегда верные. Например, на одном из форумов, посвященном колодному пчеловодству, мы увидели такой пост: "…Ну вот, нашла я в лесу достаточно толстое для изготовления колоды дерево, попросила у него прощения, спилила…" Этот способ совсем не годится, поскольку валить живое огромное дерево для своих прихотей аморально, и никаким "прости меня, так уж вышло" тут не обойтись, поскольку для изготовления колоды только что спиленное дерево не пойдет: придется несколько лет сушить древесину, прежде чем поселять пчел. Было бы морально найти давно погибшее дерево и освободить от его присутствия жизненное пространство для новых всходов. Тогда извиняться придется разве что перед грибами – это их лишили пищи.

Идем дальше. Владение растением не может быть абсолютным, растение нельзя использовать так, как хочет человек, без всяких ограничений. Этот интереснейший пункт ведет к множеству последствий. Вот, скажем, моральна ли прививка растений, когда подвой[[91] ] лишается всего и вынужден своими корнями питать какого-то пришельца? А обрезка растений – это морально или должно быть запрещено как причинение нестерпимого страдания? Защитники животных ведь добились запрета на удаление хвоста и обрезание ушей у некоторых пород собак, например эрдельтерьеров или доберманов. Пусть эта операция улучшала экстерьер, зато теперь собаке не больно. Обрезка растений тоже улучшает их экстерьер, а иногда делает здоровее, позволяет отрастить больше листьев и повышает эффективность фотосинтеза, но все же, все же… Создание бонсай вообще оказывается за гранью представимого – как компрачикосы у Виктора Гюго, выращивающие из детей уродцев на потеху публике.

Генетическая модификация растений морально оправдана при условии, что она не нарушает права растений на размножение и их способность к приспособлению, при этом должно быть обеспечено сохранение естественной системы взаимоотношений между растениями. Эта замечательная идея ставит крест на множестве современных методов селекции. Вот, например, обеспечение стерильности пыльцы при генной модификации. Так предлагают делать и для защиты от копирования (нанесения убытков сельскохозяйственным компаниям от пересеивания семян), и для предотвращения скрещивания с дикими растениями. Подобный метод совершенно аморален, ведь право целого сорта растений на самостоятельное размножение будет нарушено. В связи с глобальным изменением климата исследователи активно ищут и патентуют гены устойчивости к засухе, засолению почвы и прочим неблагоприятным факторам. В перспективе эти гены будут применять для модификации и получения устойчивых сортов. Опять аморальность: нарушается способность растений на приспособление, ведь модифицированные организмы не смогут жить в нормальных условиях и обречены вместе с потомками всегда пребывать в ужасных, неплодородных и засушливых местах. А вот отношение к патентованию растений у членов комиссии нейтральное: это регулируется межчеловеческой моралью.

Когда же моральные ограничения при обращении с растениями перестают работать? Тогда, когда речь идет о выживании человека. Выходит, съесть морковку с грядки в общем-то допустимо, но вот выполоть сныть из кустика флоксов – нехорошо, цветы не жизненно важная потребность. А флоксы пускай честно борются со снытью – это соответствует принципу сохранения естественных отношений в растительном сообществе.

Не исключено, что подобные очевидные последствия несколько притормозили законодательные инициативы по защите прав растений. Хотя, если бы, скажем, автомобилиста, паркующегося на газоне, привлекали не по административной статье за порчу зеленых насаждений, а по уголовной за непредумышленное массовое убийство, это было бы действенно и поучительно.

Новый способ защиты газонов от автомобилистов – единственная здравая мысль во всей вышеприведенной чепухе. С этим согласен и Игнобелевский комитет, который присудил швейцарским чиновникам премию мира за 2008 год, не скрывая на этот раз ее шутовской характер.

Вы думаете, все на этом закончилось? Как бы не так! Глупость человеческая не имеет границ.

Возможно, вы обратили внимание на то, что швейцарские биологи при подготовке эпохального доклада о правах растений упомянули в качестве маловероятного события обнаружение личности у камней и, значит, борьбу за их, камней, права. Похоже, они погорячились. Стараниями новозеландских исследователей Марка Ависа и Шела Фергюсона, а также Сары Форбс из Бирмингемского университета было установлено, что найти у камня черты личности совсем нетрудно. Забегая вперед, скажем, что эта работа была удостоена Игнобелевской премии по экономике за 2016 год.

Обожествление камней, как правило больших валунов, – один из древнейших обычаев человечества. С ним боролись и христианская церковь, и просветители, и реформаторы различных религий, но все безуспешно. Вот, например, что случилось с самым известным камнем в истории человеческих верований Эсвадом – Черным камнем, положенным еще Авраамом в угол стены Каабы в Мекке. В 930 году Мекку взял Абу Тахир аль-Джаннаби, султан карматов. Основатель карматства Хамдан по прозвищу Кармат, то есть "уродливый", как утверждает словарь Брокгауза и Ефрона, "установил коммунизм (касавшийся и жен), внушил, что обряды и всякие внешние религиозные предписания – излишни". Для борьбы с религиозными предрассудками Абу Тахир аль-Джаннаби решил уничтожить хадж (паломничество в Мекку) и, в частности, важный объект хаджа – Черный камень. Камень из стены выломали, распилили пополам и сделали из него подставки для ног в нужнике султана. И что же? Спустя 20 лет выкупленная реликвия снова была вделана в стену.

В общем, усилия просветителей и реформаторов оказались тщетными, и до сих пор священные камни существуют, привлекая к себе внимание определенных групп людей. Очевидно, что от поклонения камню до придания ему свойств личности – один шаг.

Однако объектом упомянутого выше исследования были вовсе не священные камни, а самые обычные, которые есть в геологических коллекциях. Открытие же было сделано случайно, камни выбрали в качестве тест-объектов именно потому, что у них априори не может быть никаких намеков на личность. С помощью таких объектов авторы работы хотели разобраться с запутанным маркетологами вопросом: существуют ли личности у торговых марок?

Этот вопрос впервые прозвучал в работе классиков маркетинга Берли Гарднера и Сидни Леви "Продукт и бренд", опубликованной еще в 1955 году. Но особого внимания на идею не обращали до 1997 года, когда Дженнифер Аакер, занимавшаяся социальной психологией в Стэнфордском университете, сформулировала, как искать личности брендов. При этом она использовала разработанную психологами модель для оценки человеческой личности.

Для практиков по внедрению в мозги потребителей идеи покупки товаров метод Аакер оказался находкой. В самом деле, если у торговой марки есть личность, которую может распознать потребитель, это упрощает маркетинговую политику. Например, не нужно тратить силы, чтобы продать товар бренда-хулигана какой-нибудь солидной домохозяйке, – все равно не получится. Неслучайно метод Аакер, равно как и подобные ему, созданные позднее на той же основе, нашли широкое применение.

Однако возникает вопрос: действительно ли сначала участники опроса, а потом и покупатели проецируют на торговую марку свои представления о личности? А что, если тут срабатывает известный из квантовой механики феномен, когда сама попытка измерить некое свойство приводит к изменению свойства? Что, если, выявляя личность бренда с помощью опросника, исследователь фактически подсказывает участнику опроса, каков характер этой личности? Что, если в сознании участника уже заранее, с помощью рекламы, сформировалось представление о личности торговой марки? Действительно ли потребители осознанно или бессознательно воспринимают торговые марки как личности или же такое восприятие возникает лишь во время опросов, и тогда все старания маркетологов идут прахом? И где вообще объективное знание, если все так субъективно?

Будущие лауреаты решили поставить контрольный эксперимент, предложив участникам рассказать о личности предмета, у которого личности не может быть по определению, – камня.

Для этого в одном из новозеландских университетов набрали, посулив каждому по шоколадке, две с лишним сотни студентов-добровольцев, причем среди них не было ни одного будущего маркетолога. А потом не стало и геологов, поскольку единственный геолог из числа добровольцев, узнав о задании, отказался участвовать в опросе. Он настолько не мог себе представить присутствие личности у объектов его профессионального интереса, что испугался даже думать об этом; понять его можно – как же ему потом бить геологическим молотком по каменным личностям? Некоторые отказались, потому что не поняли задания. А вот остальные… Остальные прекрасно ориентировались в личностях камней. В опросах было множество пунктов, характеризующих качества личности с разных сторон и с разной степенью конкретизации. И оказалось, что камни действительно можно сопоставить с различными типами людей, причем каждому соответствует свой набор характерных черт, которые при опросе получили наибольшие или наименьшие средние рейтинги. Так, оказалось, что камень H близок к почве, проводит время на улице, честный, надежный и при этом вовсе не спокойный, не гламурный, не принадлежит к высшему классу и не служит в корпорации. Камень G, напротив, принадлежит к высшему классу, лощеный, самоуверенный, спокойный, неповторимый и уж точно не из маленького городка. Камень I также оказался неповторимым, оригинальным, самоуверенным, однако неспокойным и не живущим в маленьком городке.

На этом исследователи не поставили точку, а собрали вторую группу из 20 человек и попросили их не только сопоставить с камнями черты личности, но и объяснить свой выбор. Как оказалось, в камне G большинство увидели преуспевающего бизнесмена, скорее всего из Нью-Йорка, при этом его часто подозревали в нечестности. В камне H, напротив, большинство участников видели добропорядочного фермера, надежного, много работающего на своей земле. Таким образом, вторая группа полностью подтвердила выбор черт характера, сделанный ранее первой группой. А вот в отношении камня I мнения сильно расходились, его считали и цыганкой, и хиппи, и ведьмой; в общем, участники сошлись на том, что камень имеет женскую сущность без особой конкретики. Интересно, что у отмеченных выше характерных черт личности камня G был наиболее высокий рейтинг по сравнению с другими камнями, то есть этим чертам присвоило более высокое значение большее число участников. И его же вторая группа уверенно характеризовала как бизнесмена. Получалось, что этот явно видный сильный характер как будто заложен в него объективно. Как же это может быть? Никак. И авторы работы твердо стоят на этой позиции. Вот их рассуждения.

По мнению Дженнифер Аакер, торговые марки приобретают свойства личности либо прямо как фантазии потенциальных потребителей, либо в результате рекламной кампании, которая воздействует на фантазии покупателя. В случае с камнями никакой рекламной кампании представить себе нельзя, значит, остается первое. Строго говоря, при достаточной статистике усредненные рейтинги всех свойств личности для каждого камня должны были оказаться равными, ведь участники исследования присваивали их достаточно случайным образом, повинуясь мимолетным фантазиям. А коль скоро различия есть, значит, на фантазии участников что-то действовало, придавая им некую общность и повторяемость. Например, рейтинг самоуверенности у камней G и I оказался даже выше, чем обычно бывает у торговых марок. Поскольку никаких личностей у камней нет, придуманные личности – это артефакт; они были созданы исключительно по просьбе экспериментаторов задуматься о том, есть ли у камня личность. Ведь смешно предположить, что все двести с лишним участников до того, как переступили порог лаборатории, предполагали наличие индивидуальности у столь неодушевленных предметов. Ну а коль скоро личности созданы самим методом, то и маркетологам стоит задуматься над применением методики Аакер: так ли уж стоит доверять тем личностям брендов, что выявлены с его помощью?

Однако это прекрасное, логически выверенное объяснение обходит стороной сам экспериментальный факт: двести с лишним человек независимо друг от друга были склонны видеть в одном камне фермера, а в другом бизнесмена. Не хулигана, не домохозяйку, не студента, не корову, не овцу (сходство камней с животными отмечали 10–15 % участников, остальные же ассоциировали их с людьми), а именно фермера и бизнесмена. В третьем же камне не увидели ничего определенного: нечто длинноволосое, яркое, антиобщественное, возможно, немного пугающее во всех трех случаях, однако общность все-таки имеется. Такое единодушие плохо укладывается в способность метода Аакер формировать личности на пустом месте. Может быть, в своей работе лауреаты Игнобелевской премии случайно натолкнулись на некую глубинную особенность человеческой психики, древнейшее стремление одушевлять неодушевленные предметы? Причем на основе общих культурных принципов, породивших общность описания. В самом деле, не предполагать же всерьез наличие у камней личностей, с которыми человеческое бессознательное входит в контакт!

Ну что тут сказать? Изучать нам самих себя и изучать, ничего-то мы толком о себе не знаем. А может быть, оно и лучшему? Как утверждает современная народная мудрость, меньше знаешь – дольше живешь.

Часть четвертая

Настоящий ученый

Без страха и упрека

Ученые ищут ответы на вопросы. Как мы убедительно показали в первой части, движет ими любопытство. Но одного любопытства мало. Нужно еще упорство в достижении цели, бесстрашие и готовность положить свою жизнь на алтарь науки. Настоящие ученые – люди немного сумасшедшие, в хорошем смысле этого слова, а иногда и в прямом. Никакой нормальный человек, находясь в здравом уме и твердой памяти, не пойдет на тот риск, которому подвергают свою жизнь, здоровье и репутацию настоящие ученые в поиске истины.

Нет, это не только те алхимики, которые с детской непосредственностью тянули себе в рот свежесинтезированное вещество. Прежде всего это врачи и биологи. Им важен не вкус философского камня, а понимание, как строго описать симптомы и ощущения при возникновении и развитии болезни. Как определить источник и возбудителя заболевания? Можно, конечно, вести статистику наблюдений за пациентами, а можно поставить прямой эксперимент на себе, действуя по принципу "лучше один раз испытать, чем сто раз увидеть и услышать".

Множество врачей сознательно заражали себя возвратным тифом, описывая течение болезни. Среди них были и наши соотечественники: Григорий Николаевич Минх (1836–1896) и Илья Ильич Мечников (1845–1916), будущий лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине. В 1892 году Макс Йозеф фон Петтенкофер (1818–1901), президент Баварской академии наук, выпил культуру холерных вибрионов. 73-летний ученый хотел доказать Роберту Коху, открывшему холерный вибрион, что это не главная причина возникновения холеры. Не доказал. Кстати, И. И. Мечников повторил и этот эксперимент. Шотландский хирург Джон Хантер (1728–1793) привил себе гонорею. Он стремился доказать, что гонорея и сифилис имеют одного возбудителя. Можно представить, как он радовался, обнаружив у себя симптомы сифилиса – его теория оказалась правильной! Не оказалась, поскольку сифилис был нераспознанным бонусом, полученным Хантером от донора.

Итальянский зоолог, энтомолог и паразитолог Джованни Баттиста Грасси (1854–1925) проглотил яйца глистов, чтобы изучить их развитие в своем организме. Английский невролог сэр Генри Хэд (1861–1940) перерезал лучевой и наружный нервы на собственной руке, чтобы затем в течение пяти лет наблюдать, как постепенно возвращается чувствительность руки. И так далее, и тому подобное. Из этой же области и многочисленные примеры того, как врачи испытывали на себе действие как известных ядов, так и изобретенных ими лекарств, не будучи уверенными, что изобретен не яд.

Все эти драматические истории хорошо известны благодаря своему драматизму. Но есть и малоизвестные герои, бойцы невидимого фронта – химии. Химики-синтетики получают новые вещества с неизвестными свойствами, которые могут оказаться сильноядовитыми (слабоядовитые все). Проблема тут в том, что мы пока не научились предсказывать свойства веществ, не имеющих близких аналогов. Объяснить экспериментально установленный факт – да любой! – легко! А вот предсказать – от случая к случаю, несмотря на квантовую механику, компьютерную мощь и анализ Big Data. И дело тут не в сложности соединений, а в сложности природы. Фосген и иприт, знаменитые отравляющие вещества, – очень простые соединения. Что уж говорить о синильной кислоте, молекула которой состоит всего из трех атомов – водорода, углерода и азота. Проще нее только оксид углерода – угарный газ, – и вот поди ж ты!

Особенно доставалось химикам в былые времена, когда отсутствовали инспекторы по технике безопасности, а также разнообразная аппаратура, эту безопасность обеспечивающая, – вытяжные шкафы, герметичные боксы, противогазы и так далее. Более того, до середины XIX века химики просто обязаны были пробовать на вкус и нюхать все полученные ими вещества (в последующие годы многие химики продолжали делать это в порядке личной инициативы). Вот в конце XVIII века жил да был великий, один из величайших в истории, химик Карл Вильгельм Шееле (1742–1786), а потом он открыл синильную кислоту… В опровержение легенды скажем, что умер Шееле не сразу, а через три года, но из-за последствий отравления он эти годы практически не работал. Нельзя без содрогания читать спор Луи-Николя Воклена (1763–1829) и Мартина Генриха Клапрота (1743–1817) о вкусе солей бериллия, насколько он сладкий. Бериллий – редкая гадость, он может годами незаметно накапливаться в организме, чтобы потом "выстрелить", вызвав тяжелое поражение легких и вообще всего организма. Этот рассказ можно продолжать до бесконечности: каждый химик знает об опасности работы с новыми веществами и осознанно идет на этот риск, выступая первоиспытателем их токсичности.

Вы, конечно, обратили внимание на то, что приведенные выше примеры относятся к временам ветхозаветным. За последние полвека из числа всемирно признанных ученых можно вспомнить разве что Барри Маршалла из Королевского госпиталя в Перте. В 1982 году он предположил, что гастрит и язва желудка развиваются вовсе не от острой пищи или стресса, но представляют собой инфекционное заболевание. Коллеги его подняли на смех, и в 1984 году Маршалл решился на отчаянный опыт: выпил культуру, содержавшую возбудителя болезни – бактерию Helicobacter pylori, а потом вылечился с помощью препаратов висмута. За это ему в 2005 году присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Но такой пример – редкое исключение из правил, которые оказываются вполне закономерны. По мере того как немногочисленные исследователи-энтузиасты превращались в многомиллионную армию профессиональных научных работников, испарялись романтизм и самоотверженность, уступая место прагматизму и компьютерному моделированию. Зачем, действительно, исследователю испытывать на себе разработанное им лекарственное средство? Он даже сто раз подумает, прежде чем вколоть его мышке, а ну как мышка будет от этого страдать, а с ней и все защитники животных. Куда как лучше провести тестирование in silico[[92] ], на компьютере – быстро и дешево.

Но не перевелись еще настоящие ученые, готовые поставить эксперимент на себе, чтобы послужить на благо человечеству и даже – берите шире! – братьям нашим меньшим. Об одном таком исследовании мы расскажем чуть подробнее.

Наш герой – доктор Роберт Лопес, ветеринар из Уэстпорта, штат Нью-Йорк, скончавшийся, к сожалению, в 2007 году в возрасте 84 лет. Он был не понаслышке знаком с мучениями, которые причиняют кошкам и собакам ушные клещи. (Да и мы все, у кого были или есть эти домашние питомцы, прекрасно об этом знаем.) Одна из основных проблем медицины состоит в том, что пациент не может четко сформулировать и описать свои симптомы и ощущения. Что уж говорить о кошках с собаками и других животных. Это подвигло доктора Лопеса, ветерана корейской войны, награжденного Бронзовой звездой за героизм на поле боя, на самовредительский эксперимент: он взял один грамм выделений из уха кошки, зараженной Otodectes cynotis, или, попросту говоря, клещом, и перенес себе в одно ухо, второе, вероятно, оставив для контроля.

Вот как доктор Лопес описал свои ощущения: "Я тут же услышал скрежет от царапанья, а затем шелест от движения клещей, которые обследовали мой ушной канал. Потом появился зуд, и все это слилось в дикую какофонию звуков и боли, которая нарастала все сильнее и сильнее". По части звуков доктор Лопес немного слукавил: ему, отцу шестерых мальчиков и семи девочек, любые звуки что слону дробина, но описано красочно и точно. Все это продолжалось около месяца, после чего прекратилось само собой – доктор Лопес смиренно терпел эту пытку и не предпринимал никаких мер лечения. Но как-то ночью он почувствовал исход клещей, когда они дружной колонной прошествовали по его щеке.

Вы думаете, доктор Лопес на этом остановился? Как бы не так! Он был настоящим ученым и по прошествии нескольких недель воспроизвел эксперимент, использовав в качестве источника клещей другую кошку. Болезнь протекала мягче и закончилась через две недели. Доктор Лопес предположил, что это следствие развившегося у него иммунитета, и для проверки этой смелой гипотезы в третий раз повторил эксперимент, который прошел еще мягче!

Тем самым он нашел объяснение известному факту, что от клещей страдают в основном молодые животные. Все дело в иммунитете! Более того, доктор Лопес установил режим дня клещей. Оказалось, что у них есть два периода питания, сопровождающиеся большой двигательной активностью: один – вечером, между шестью и девятью часами, второй – между полуночью и тремя часами ночи. Так что питомцы, чешущиеся особенно сильно ночью, делают это не из вредности, а по объективным причинам. Основываясь на своем исследовании, доктор Лопес рекомендовал проводить лечебные процедуры против клещей ближе к ночи. Если вдуматься, работа доктора Лопеса – просто образцовое научное исследование.

И вот вам трагедия ученого – пока доктор Лопес занимался воспроизведением результатов, проверкой гипотез, обработкой данных, формулировкой научных выводов и практических рекомендаций, японские конкуренты опубликовали аналогичное исследование о поведении Otodectes cynotis в ухе человека. Доктор Лопес, как настоящий ученый, сослался на эту работу и лишь меланхолично заметил: «Интересно, наслаждался ли участник эксперимента им так, как я?»

Свои результаты доктор Лопес представил на суд научной общественности в статье, которую он назвал в стиле Джона Стейнбека[[93] ] – «О клещах и людях»[94]. Статья привлекала внимание экспертов, и ему немедленно, в 1994 году, присудили Игнобелевскую премию по энтомологии. На церемонии награждения доктор Лопес прочитал поэму собственного сочинения, посвященную клещам. Очень разносторонний человек!

Обнадеживает, что огонь подвижничества и самопожертвования горит не только в ученых старшего поколения, но и в молодых исследователях, только начинающих свой тернистый путь в науке. В качестве примера приведем работу Майкла Смита, аспиранта Корнеллского университета, Лига плюща, между прочим.

Майкл занимался изучением коллективного поведения пчел, а пчелы, как мы все хорошо знаем, склонны жалить людей, особенно вторгающихся в их дружный коллектив с целью изучения тайн их жизни или отъема меда. Не рискуя сильно ошибиться, скажем, что число ужаленных пчелами составляет не меньше одного миллиарда человек, но только Майкл Смит подошел к этому вопросу с научной, количественной точки зрения. Он экспериментально установил показатель боли от укуса пчел для различных частей и точек тела и доложил об этом научному сообществу в обширной статье[95].

Исследования такого рода в настоящее время практически невозможны из-за многочисленных рогаток, расставленных юристами и биоэтиками. Но даже они не могут запретить ученым ставить эксперименты на себе. Майкл Смит в своей статье подробно остановился на этом моменте. Он четко заявил, что использованные им методы не противоречат Хельсинкской декларации 1975 года (с дополнением от 1983 года) об исследовательской этике и экспериментах на людях, что он был единственным объектом исследования, что он был осведомлен обо всех рисках, связанных с экспериментом, и предупрежден, что полученные данные будут преданы гласности в открытой печати. Мы, в свою очередь, предупреждаем, что если у вас есть неприятные воспоминания, связанные с укусами пчел, вы боитесь их как огня или склонны к защите прав насекомых, то вам лучше пропустить следующие страницы, потому что их чтение может принести вам невыносимые страдания.

Суть эксперимента Смита чрезвычайно проста: он прижимал пчелу к намеченной точке тела, пчела его, естественно, жалила; через минуту Смит удалял пчелу и жало и оценивал болезненность укуса по шкале от 1 ("как комар укусил") до 10 ("а-а-а!"). Но это только вершина айсберга, в методике было множество нюансов, которые делают эту работу образцовым научным исследованием.

Начнем с количественной оценки. Болезненность укуса – вещь индивидуальная и относительная. Смит на основе предварительных опытов установил некий внутренний стандарт укуса средней силы, "5" по его шкале, он соответствовал укусу в предплечье. Этот внутренний стандарт исследователь использовал в каждой серии экспериментов, которая выглядела следующим образом: укус в предплечье, три укуса с интервалом в пять минут в другие места, опять укус в предплечье.

Нельзя было сбрасывать со счетов эффект привыкания, потому что человек ко всему привыкает, даже к боли. Для нивелирования этого эффекта Смит в течение трех месяцев перед экспериментом подвергал себя как минимум пяти укусам пчел ежедневно.

Места укусов представляли собой репрезентативную выборку, включающую 25 точек на теле Смита (подробнее см. ниже). В ней отсутствовал язык, который, как мы знаем, часто подвергается укусам пчел – они попадают в рот, когда мы лакомимся ягодами и фруктами. Несомненно, что Смит исключил язык не из малодушия – не такой он человек! Возможно, он ему был нужен для сдачи кандидатских экзаменов.

Сделать эксперимент полностью "слепым" Смит по понятным причинам не мог, но сделал все возможное для рандомизации. Выбор точек укуса каждый раз осуществлялся с помощью генератора случайных чисел, также случайным образом определялось, с какой стороны тела – правой или левой – производить укус. Для исключения влияния времени суток укусы производились утром в строго определенное время, с 09:00 до 10:00. Со статистикой тоже все было в порядке, стандартное квадратичное отклонение рассчитывали по результатам трех независимых укусов.

Эксперимент продолжался 38 дней, в течение которых, как нетрудно подсчитать, Смит вытерпел 190 укусов. Результаты представлены в таблице. Мы понимаем, что таблицы – атрибут научных публикаций, для научно-популярной литературы они не подходят, но это не тот случай. Мы ничего не будем комментировать, просто всмотритесь, вдумайтесь и восхититесь (или ужаснитесь).

Индекс боли при укусе пчел[[96] ]

Полученные результаты позволили Смиту выдвинуть предположение, что болезненность укусов пчел зависит не столько от толщины и жесткости кожного покрова, сколько от количества нервных окончаний в месте укуса. Исследователь и сам понимает, что научная ценность его работы не очень высока, потому что она выполнена на единственном «объекте», но где взять других, даже и добровольцев? Как бы то ни было, Майклу Смиту за эту работу была присуждена Игнобелевская премия по энтомологии за 2015 год, что сделало его героем Корнеллского университета, где вообще-то и с нобелевскими лауреатами все хорошо.

Исследование длиною в жизнь

Одна из обязательных черт характера, присущих настоящим ученым, – это упорство, настойчивость в достижении поставленной цели, сила духа и сила воли, подвигающие ученого раз за разом повторять неудачный эксперимент, который, по убеждению ученого, должен получаться, или, наоборот, удачный эксперимент – для сбора статистики воспроизводимости.

Последнее, к слову сказать, намного сложнее, потому что творчеством здесь и не пахнет, более того, творчество здесь противопоказано. Надо многократно, раз за разом воспроизводить все условия и повторять все операции, фиксируя результат, в идеале один тот же. Рутина, тоска зеленая. А тут еще гаденькая мысль, которая посещала каждого ученого, сделавшего открытие "на Нобеля": а вдруг не воспроизведется? Ведь получилось же, чего добра от добра искать? В печать! Отчасти поэтому как минимум половина "научных" результатов, опубликованных в научных журналах, не воспроизводится. Настоящие ученые так не поступают, они собирают волю в кулак, наступают на горло своей творческой песне и погружаются в рутину воспроизведения.

Еще большего упорства требуют от ученых длительные, так называемые лонгитюдные исследования. Помнится, в начальной школе нас заставляли вести дневники погоды, записывать каждый день в определенное время температуру воздуха и наличие осадков.

Все это быстро приедалось, и только кнут в виде двойки по природоведению заставлял дотягивать записи до конца четверти. Настоящие ученые занимаются похожими делами даже не годами, а подчас десятилетиями, по доброй воле и не требуя в качестве награды никакого пряника.

Лонгитюдные исследования важны во многих областях человеческой деятельности, но особенно – при изучении самого человека. Люди с возрастом меняются: растут, развиваются, накапливают знания (не скажем – умнеют), стареют, заболевают, но все по-разному. В этом общем тренде есть индивидуальные особенности, для научного описания которых необходимо систематическое наблюдение за одними и теми же испытуемыми.

Но тут исследователи сталкиваются с тем, что мы назовем "эффектом Ходжи Насреддина". Напомним, в чем суть дела. Ходжа Насреддин, легендарный мусульманский философ-самоучка и практикующий психолог, по заказу бухарского эмира взялся за 20 лет обучить своего ишака богословию. Неисполнение обязательств по договору грозило Ходже Насреддину смертной казнью, но он нисколько не боялся. За 20 лет, говорил он, кто-нибудь из нас троих обязательно умрет, или эмир, или ишак, или я, так что эксперимент останется неоконченным.

Так и в наше время. Ученый, начинающий лонгитюдное исследование, всегда рискует столкнуться с тем, что испытуемые по какой-то причине выпадут из эксперимента, не только по объективной, но и по субъективной причине – им, ненастоящим ученым, это может просто надоесть. То же и с заказчиком работ. Вы можете назвать хоть одно исследование, не имеющее отношения к военным разработкам и безопасности, которое бы бесперебойно финансировалось в России на протяжении последних 40 лет? Мы не можем. В других странах дело обстоит ненамного лучше: заказчики везде одинаковые, все умеют считать деньги.

Что остается делать настоящему ученому в этой пиковой ситуации? Совместить функции испытуемого, заказчика и исследователя и проводить исследование на себе, на свой собственный страх и риск (финансовый). Один из ярчайших примеров такого научного подвижничества подарил нам Дональд Унгер, практикующий врач-иммунолог из больницы в Таузенд-Оукс, Калифорния. Сейчас ему 91 год, 50 лет из них он посвятил своему главному исследованию, результаты которого опубликованы в виде письма в редакцию в уважаемом медицинском журнале[97].

В порядке исключения мы не будет описывать это исследование, а приведем полный текст письма (естественно, в переводе), благо оно очень короткое.

Итак.

Приводит ли хруст суставами пальцев к артриту?

Редактору:

В детстве автору многие авторитетные для него люди (мать, несколько тетушек, а позднее теща) говорили, что хруст суставами пальцев приведет к артриту. Для проверки правильности этой гипотезы было предпринято следующее исследование.

В течение 50 лет автор как минимум дважды в день хрустел пальцами только левой руки, правая рука оставалась нетронутой для контроля эксперимента. Таким образом, суставы пальцев левой руки щелкнули как минимум 36 500 раз, тогда как суставы правой щелкали намного реже и спонтанно. По прошествии 50 лет руки сравнили на предмет присутствия артрита. Ни на одной из рук артрита не было, как и не было никаких заметных различий между ними.

Хруст пальцами не привел к артриту в ходе 50-летнего исследования на одном пациенте. Хотя для подтверждения этого результата необходимо исследование на большей группе, предварительные результаты позволяют предположить отсутствие корреляции между хрустом суставами и развитием артрита рук. Анализ литературы выявил только одно исследование этой проблемы [Swezey R. L., Swezey S. E. Последствия привычки хрустеть суставами. Western Journal of Medicine, 1973, 122 (5): 377–376], в котором авторы приходят к аналогичному выводу.

Полученный результат порождает вопрос: а не ошибочны ли многие другие родительские убеждения, например, о пользе шпината? Тут крайне желательны дальнейшие исследования.

В заключение: нет явной связи между хрустом суставами пальцев и последующим развитием артрита рук.

Исследование было выполнено полностью за счет автора, без каких-либо грантов от государственных или фармацевтических организаций.

Дональд Унгер, доктор медицины,

Таузенд-Оукс, Калифорния

Эту статью по краткости изложения, четкости постановки задачи, кристальной ясности мысли и языка, смелости выводов можно сравнить разве что со знаменитой статьей Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика о молекулярной структуре нуклеиновых кислот[98]. За нее в 1962 году дали Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Дональд Унгер тоже в 2009 году получил премию по медицине – Игнобелевскую. Это понятно: где ДНК, а где – артрит… Но интервал между судьбоносной публикацией и увенчанием лаврами был одинаковый – девять лет.

Нас удивляют люди, которые смеются над исследованием Унгера. Пусть сначала попробуют что-нибудь делать систематически 50 лет подряд, а потом смеются. И в чем состоит одна из важнейших задач науки, как не в развенчивании заблуждений? Именно эту цель и преследовал Унгер. Пусть это заблуждение мелкое, безвредное и даже полезное, потому что заставляет некоторых индивидуумов избавиться от невероятно раздражающей окружающих привычки хрустеть пальцами. Для настоящего ученого в его крестовом походе против заблуждений и суеверий мелких задач не бывает.

И кстати, ниоткуда не следовало, что связь хруста суставов и артрита – это заблуждение. Ведь механизм хруста известен: при растяжении суставов кисти из-за отрицательного давления в синовиальной жидкости, смазке суставов, образуются пузырьки, которые схлопываются с характерным звуком и ударным воздействием, – все это очень напоминает явление кавитации, возникающее, например, при вращении винта корабля в воде. Доказано, что гидравлические удары из-за схлопывания кавитационных пузырьков приводят к постепенной деструкции материала винтов. Логично предположить, что они будут вредны и для суставов. Но, как следует из исследования Унгера, процесс схлопывания пузырьков в синовиальной жидкости не приводит к возникновению артрита.

Весьма примечательна и процитированная в статье Унгера работа Рональда Суизи, соавтором которого выступил его сын Стивен (на момент исследования ему было 12 лет). Опросив обитателей дома престарелых и детей из школьного лагеря, авторы выяснили, что, во-первых, подростки хрустят пальцами лишь немногим чаще, чем пожилые люди, а во-вторых, вероятность артрита в пожилом возрасте при сохранении дурной привычки не больше, а значительно меньше: один из 13 хрустевших против пяти из тех 14, кто не смог припомнить, хрустел он пальцами или нет.

Рональд Суизи в комментарии к статье-письму Дональда Унгера отмечает, что опыт последнего был не совсем корректен, поскольку по правилам доказательной медицины нужен двойной слепой контроль, то есть участник эксперимента не должен был заранее знать, какая рука у него левая. Впрочем, считает Суизи, это поправимо, ведь 31 % американских медиков не могут различить свои руки. Гораздо труднее, по его мнению, учитывать расу, пол, социоэкономический статус, то, насколько энергично совершаются движения, а также, скажем, атмосферное давление где-нибудь в Эквадоре в момент проведения опыта: столь масштабное исследование потребует серьезного финансирования. Однако предварительные данные свидетельствуют, что хрустеть пальцами не вредно, скорее, это средство профилактики артрита. Во всяком случае, его сын, которому ко времени написания комментария исполнилось уже 34 года, продолжает хрустеть несмотря на предостережения бабушки, и никакого артрита у него нет.

Статья Унгера порождает и другую серию вопросов. В самом деле, насколько полезно есть условный шпинат? Какие из многочисленных советов диетологов и прочих специалистов сформулированы на основании "общих соображений", а какие подтверждены данными клинических испытаний? Очевидно, что многие предположения диетологов и рекомендации по здоровому образу жизни базируются не на упомянутых Суизи методах доказательной медицины, а на личном мнении неких авторитетов, а оно, как показывает история с хрустом пальцами и артритом, отнюдь не всегда справедливо.

В заключение расскажем еще одну историю о длительном исследовании, направленном на проверку расхожего мифа. Случилось это в XVIII веке в Швеции, где король Густав III решил научно обосновать борьбу с кофе. Пить кофе шведов научил еще Карл XII, который после поражения под Полтавой провел много времени в Блистательной Порте и там пристрастился к напитку. Не все его преемники разделяли эту страсть, считая ее опасной для здоровья, и в 1746 году, когда появился на свет будущий король Густав III, кофе в Швеции запретили. Поклонники кофе среди шведов, однако, остались. Чтобы разобраться в том, вреден кофе или нет, король помиловал двух близнецов, совершивших убийство, и заменил им смертную казнь пожизненным заключением с тем, чтобы один из них каждый день пил кофе, а второй – чай. До окончания эксперимента король не дожил – его вскоре убили заговорщики, умерли и два медика, наблюдавшие за заключенными. В общем, эффект Ходжи Насреддина во всей красе. Тем не менее эксперимент был завершен естественным путем: первым, в возрасте 86 лет, скончался близнец, потреблявший чай, и кофе был реабилитирован. Однако мы не знаем точно, быль это или вымысел: в качестве первоисточника удалось найти лишь заметку Ларса Бремера[99], лектора из Медицинской школы Свободного королевского госпиталя в Лондоне, которую теперь любители кофе перепечатывают практически без изменений и, естественно, без всякой ссылки.

Текут века

Подлинное величие настоящего ученого проявляется в постановке эксперимента, результатов которого ученый по естественным причинам может не дождаться. Это как сажать яблоню, не надеясь вкусить ее первых сочных плодов. Ради чего стараться? Ради внуков. Вот так же и ученые, всё – для человечества.

Один из самых длительных экспериментов в науке был начат почти век назад в Квинслендском университете, что в австралийском городе Брисбене. Связан он с наблюдением за течением твердого битума.

Глядя на кусок строительного вара – а это как раз и есть твердая разновидность битума, в расплавленном виде его используют для герметизации крыш, – трудно заподозрить, что это не твердое тело, а жидкость. Мало того что он твердый на ощупь, он еще и хрупкий – раскалывается от удара молотком, а на обломках острые ребра и зеркальные грани в местах откола. Однако пройдет некоторое время, и грани потускнеют, а ребра оплывут. "Некоторое время" – в данном случае годы.

Чтобы продемонстрировать студентам необычные свойства обычных вещей, а также как-то украсить интерьер недавно открытого университета, профессор физики Томас Парнелл в 1927 году сложил кусочки битума в стеклянную воронку диаметром около 15 см и выставил ее в фойе университета. А в 1930 году из носика воронки показалась первая капля битума. Долгие восемь лет она собиралась с силами, прежде чем в декабре 1938 года упала в стоящий под воронкой стаканчик. С тех пор и по сей день это случалось еще восемь раз: в феврале 1947 года, апреле 1954-го, мае 1962-го, августе 1970-го, апреле 1979-го, июле 1988-го, ноябре 2000-го, апреле 2014-го.

Удивительно, но за 90 лет эксперимента – при всем прогрессе техники наблюдения – ни разу не удалось заснять момент отрыва капли. Вот полный драматизма комментарий профессора Джона Мейнстоуна, тогдашнего главного смотрителя капли, для газеты The Weekend Australian в 2001 году: «Восьмая капля упала в ноябре прошлого года, когда я был за пределами страны. К сожалению, высокотехнологичную цифровую память веб-камеры в этот знаменательный момент поразила амнезия [сел аккумулятор]. И это не единственная проблема. Начиная свой эксперимент в 1927 году, Парнелл не мог предвидеть, что во время созревания восьмой капли в университете решат смонтировать систему кондиционирования в двух больших аудиториях, выходящих в то самое фойе, где размещена установка. Это нарушило существовавший десятилетиями тепловой режим. В результате восьмая капля оказалась самой крупной, и в момент падения ей не хватило высоты до дна стаканчика, чтобы полностью оторваться. Теперь мы находимся перед чудовищной дилеммой. Девятая капля уже начала формироваться, и следует ли нам отрезать от нее восьмую либо и поднять воронку на бóльшую высоту или оставить эксперимент Парнелла как он есть?»

Как водится в таких случаях, после долгих дискуссий было принято компромиссное, половинчатое решение. Пуповину, связывающую восьмую и девятую капли, перерезали, но воронку не подняли, так что по прошествии 13,5 года набрякшая девятая капля достигла слоя битума на дне стаканчика. Профессор Эндрю Уайт, сменивший Мейнстоуна на посту главного смотрителя капли, решился-таки приподнять воронку, но при этой операции капля оторвалась. Что ж, теперь желающим увидеть наконец самопроизвольный отрыв капли придется подождать еще лет пятнадцать.

Естественно, что брисбенские физики пытались предсказать дату отрыва капли, для чего составили математическую модель процесса на основе закона Пуазёйля. Точнее говоря, несколько моделей, потому что ни в одной концы с концами не сходились. Тем не менее ученым удалось оценить вязкость используемого в эксперименте твердого битума, которая оказалась примерно равной вязкости Земли, Земли как планеты. Очень интересно!

В упомянутом выше интервью профессора Мейнстоуна впервые прозвучала еще одна конструктивная мысль – что стоило бы присудить Парнеллу если не Нобелевскую, так хоть Игнобелевскую премию, установив заодно рекорд по времени между началом эксперимента и наградой экспериментатору. Игнобелевский комитет к этому мнению прислушался, и в 2005 году Томасу Парнеллу была присуждена (посмертно) Игнобелевская премия по физике; вторым лауреатом стал продолжатель дела Парнелла профессор Джон Мейнстоун.

Описанный выше эксперимент не самый длительный в истории науки. В 1879 году американский ботаник Уильям Джеймс Бил (1833–1924) начал эксперимент по прорастаемости семян. Он взял по 50 семян 21 растения, как культурных, так и сорняков, смешал их с песком, запечатал в бутылки для исключения контакта с влагой и зарыл в землю. Каждые пять лет он доставал одну бутылку, вскрывал ее и высевал семена в землю, наблюдая, какие их них прорастут. Всего он приготовил 20 бутылок, то есть изначально планировал столетний эксперимент, заведомо превосходящий продолжительность его жизни. Допускаем, что именно желание лично увидеть как можно больше результатов помогло Билу дожить до 91 года. После его кончины эксперимент был продолжен, но сначала частоту вскрытия бутылок увеличили до 10 лет, а потом и до 20. Последнее по времени вскрытие произошло в 2000 году, планируемый срок окончания эксперимента – 2100 год.

Удивительно, но семена все еще всходят, хотя и не все. Менее удивительно, что первыми сошли с дистанции культурные растения, а сорняки еще держатся. 80-летний рубеж преодолели Verbascum blattaria, Oenothera speciosa и Rumex crispus (по-русски их названия звучат не столь возвышенно – коровяк тараканий, ослинник красивый и щавель кудрявый). 120-летний юбилей справил только коровяк тараканий. Хотя не исключено, что при вскрытии очередной бутылки в 2020 году вдруг проснется кто-нибудь еще.

Вообще, длительные опыты в области медицины, зоологии, ботаники или сельского хозяйства проводятся с завидной регулярностью. Где-то внимательно следят за образом жизни участников исследования и его последствиями для здоровья, причем выводы зачастую имеют заметную маркетинговую направленность; скажем, китайцы не устают отмечать полезность потребления зеленого чая, французы – красного вина, а итальянцы – оливкового масла, то есть важных экспортных товаров каждой из этих стран. Где-то десятилетиями или даже веками наблюдают за популяцией животных. Селекционеры на протяжении многих лет изучают результаты своих трудов; агрономы, столетиями возделывая одну и ту же делянку, следят за истощением почвы и воздействием на этот процесс севооборота.

Некоторые длительные эксперименты направлены на изучение самих основ мироздания. Так, с февраля 1988 года в Мичиганском университете под руководством Ричарда Ленски наблюдают эволюцию живых существ. Для участия в эксперименте взяли хорошо известный лабораторный клон кишечной палочки, разделили культуру на 12 частей и разложили по баночкам. Кишечная палочка хороша тем, что изучена вдоль и поперек, к тому же выбранный штамм не способен к половому процессу – не может обмениваться фрагментами генетической информации: ученые хотели быть уверенными, что каждая новая мутация передается только через деление клетки. Исходно не было генетического разнообразия во всей культуре, за одним исключением – в половине баночек был мутант, приспособившийся перерабатывать арабинозу. Его оставили для последующих опытов по сравнению популяций – мутант дает отличающуюся окраску при обработке красителем. Так начался эксперимент по эволюции 12 независимых линий.

Бактерии живут в питательном растворе, но их еды – глюкозы – в нем немного, только чтобы выжить. Ежедневно исследователи отбирают каплю этого раствора и переносят в новую баночку. Каждое 500-е поколение, а оно получается на 75-й день, замораживают для будущих исследований и время от времени проводят секвенирование генома. С начала эксперимента сменилось уже более 66 000 поколений. Бактерии постепенно приспособились к малому количеству еды – стали крупнее предков, причем конца процессу укрупнения не видно: он идет по степенному закону. Быстрее всего приспособление проходило в первые 2000 поколений – это отражалось и на размере клеток, и на их "здоровье" – скорости роста по сравнению с предковыми поколениями. В 5000-м поколении одна из линий разделилась на две субпопуляции с большими и малыми колониями: первые процветали, когда глюкозы было относительно много, а вторые – когда ее почти всю съедали.

Как и положено, у бактерий накапливались мутации. Интересно, что в трех линиях из двенадцати частота мутаций в ходе эксперимента возросла в 25 раз, что было связано с мутацией в гене, отвечающем за ремонт ДНК. Последствия в одной линии стали заметны невооруженным глазом: в 33 127-м поколении раствор резко помутнел, что свидетельствует о быстром размножении бактерий. Оказалось, что они научились потреблять не только глюкозу, но и цитрат – соль лимонной кислоты, концентрация которой в питательном растворе была в 20 раз больше, чем глюкозы. Анализ предшествующих поколений показал, что мутация возникла в 31 500-м поколении, в 32 500-м мутанты заняли 19 % популяции, в 33 000-м почти вымерли, в 33 127-м вытеснили всех немутантов. А в 45 000-м поколении мутанты взяли и вымерли. Удивительно, но, имея на руках всю историю генетических изменений, исследователи не могут определить, с чем связаны такие резкие колебания. Более того, лишь к 2014 году стало более-менее ясно, в каких генах накапливались изменения, позволившие бактериям усваивать цитрат.

Этот результат вызвал новые споры. Бактерии, изучаемые в параллельном эксперименте, в группе исследователей во главе со Скоттом Миннихом из Университета Айдахо, приспособились усваивать цитрат из той же, бедной питанием, среды очень быстро – всего за сто поколений, то есть за пару недель[100]. Естественным образом возник вопрос: отчего же в опытах Ленски такая способность появилась всего в одной линии за более чем десять лет? Последовавшая за этим дискуссия, по сути, оставила данный вопрос без ответа.

Какая же мораль следует из историй, рассказанных в этой главе?

Опыт с каплей, особенно неспособность даже современной аппаратуры зафиксировать момент ее отрыва, ставит перед эпистемологией – наукой о получении научных знаний – серьезнейший вопрос: как нужно наблюдать редко случающиеся явления и вводить их в область научного знания? В самом деле, если не удается зафиксировать вполне ожидаемое явление, то как доказать реальность явления неожиданного, вроде пролетевшего НЛО или появления снежного человека? Или, если не выходить за рамки научного знания, как зафиксировать момент появления нового патогена? История СПИДа свидетельствует, что надежного инструмента нет: синдром приобретенного иммунодефицита был описан в 1981 году, вирус открыт двумя годами позже, и лишь в 2007 году реконструировано его распространение, причем выяснилось, что вирус попал в человеческую популяцию еще в начале ХХ века. Иными словами, на протяжении десятилетий случаи ВИЧ-инфекции врачи не фиксировали или диагностировали ошибочно, пока инфекция не перестала быть редким явлением.

Современная наука построена на повторяющихся результатах, воспроизводимых в разных лабораториях. Но длительные опыты невозможно воспроизвести в обозримое время, поэтому трудно понять, что было не так в опытах Ленски с цитратом. К сожалению, никакой работающей методики для фиксации крайне редко случающихся явлений нет, что порождает домыслы и взаимные подозрения в нечистоплотности как в научной среде, так и в среде энтузиастов – любителей непознанного. Теперь-то очевидно, что причина конфликта в неразрешенности неких базовых вопросов философии науки.

Питание креативности

Лонгитюдные исследования возникновения и развития различных заболеваний – вещь, несомненно, важная и полезная, но их результат в какой-то мере предопределен. Понятно, что если человек курит, то он рано или поздно докурится до заболевания легких, а если много пьет спиртные напитки или ест жирную пищу, то печень в конце концов не выдержит. Вопрос тут только в том, когда это произойдет.

Другое дело – исследование когнитивных способностей, памяти, обучаемости и особенно такого туманного и непонятного явления, как креативность. Как ее оценивать, желательно количественно? Как учесть индивидуальные особенности? Ведь, как ни оценивай креативность, изначально понятно, что у разных людей она варьирует в очень широких пределах и усреднять ее по выборке еще бессмысленнее, чем рассчитывать среднюю температуру пациентов по больнице. И как, наконец, заставить подопытных креативить в нужный момент, если творчество – процесс сугубо интимный и спонтанный?

В общем, неясностей тут столько, что ученые, ориентированные на получение однозначных результатов, предпочитают с этим не связываться. Тем ценнее исследование, выполненное Накамацу Ёсиро. Он поставил перед собой амбициозную цель: установить, как влияет питание – состав и режим приема пищи – на креативность. Проблему подопытных – с их капризами, необязательностью и смертностью – он решил очень просто, выполнив исследования на самом себе. Сразу подчеркнем, что его креативность объективно находится на очень высоком уровне.

Методология исследования состояла в следующем. Накамацу варьировал компоненты питания, тщательно документируя процесс путем фотографирования всех съедаемых им блюд. Он подвергал анализу как сами блюда, так и свою кровь на предмет продуктов метаболизма. Накамацу каждый день решал творческие задачи, придумывая что-то новое, записывал свои идеи и по прошествии времени оценивал их по составленной им шкале, собственному гамбургскому счету, который, возможно, выглядел так: гениально – блестяще – вполне – так себе – отстой. И, наконец, он сопоставлял показатели пищи с качеством сгенерированных идей. И так на протяжении 34 лет. Настоящий ученый!

К сожалению, результаты своих исследований Накамацу не представил на суд научного сообщества в виде общепринятой публикации в высокорейтинговом или любом другом рецензируемом журнале. Так что мы не можем сказать, что ежедневное употребление в пищу, например, 30 г мяса лангуста повышает креативность на 20 %, а 100 г морской капусты – увеличивает число блестящих идей на 10 %. Нам известен только итог – разработанная Накамацу система питания, которую он использует и по сей день, и объективные данные по его креативности, которая как минимум не упала за прошедшие десятилетия, что само по себе – прекрасный результат, недоступный всем нам, простым смертным, питающимся абы как, а если по науке, то не той.

Что служило критерием креативности? Самый что ни на есть объективный показатель – количество патентов, полученных Накамацу. В этом Накамацу в числе мировых рекордсменов – ему принадлежит почти 3500 патентов, более точное число указать невозможно, потому что он с завидным постоянством продолжает регистрировать изобретения и получать патенты, несмотря на 90-летный возраст.

Здесь самое время сказать несколько слов о жизни Накамацу Ёсиро. Он родился 26 июня 1928 года в Токио в семье банковского служащего и школьной учительницы. Именно мама с трех лет начала обучать его математике, физике, химии, истории, английскому и японскому языку, всячески поддерживала его изобретательские начинания и помогала оформить первые патенты. Эта помощь юному Накамацу была необходима, ведь свое первое изобретение – "революционный" водонагреватель – он сделал в восьмилетнем возрасте. В 14-летнем возрасте Накамацу отблагодарил маму очень полезным в домашнем хозяйстве изобретением – ручным насосом для перекачки жидкостей из больших емкостей в маленькие. По замыслу он предназначался для перекачки керосина, но в широкую, без преувеличения – мировую практику он вошел как насос для фасовки соевого соуса. Его используют до сих пор, и мы подозреваем, что те помпы, которыми мы перекачиваем дома чистую воду из 20-литровых бутылей в чайники и кастрюли, тоже имеют некоторое отношение к этому давнему изобретению.

После этого Накамацу еще много чего изобрел. В частности, в 1952 году он получил патент на оптическую запись звука на бумагу, что, по его глубокому убеждению, послужило прообразом флоппи-диска – сменного носителя информации для компьютеров, тех самых дискет, которые мы использовали до CD-дисков и флешек. Компания IBM, первой запустившая производство флоппи-дисков, придерживается на этот счет собственного мнения, подтвержденного судебным решением, что не помешало ей взять на вооружение 14 других патентов Накамацу.

Широта изобретательской активности Накамацу поражает. Помимо всяких электронных штучек в числе его изобретений устройство для производства водорода и кислорода, оборудование для караоке, парик с грузиком для самозащиты при нападении, ботинки с прикрепленными снизу пружинами для прыжков и быстрого передвижения (возможно, вы их даже испытывали – этот аттракцион допрыгал и до нашей страны), устройство для подъема стульчака туалета, презерватив со встроенным магнитом (тут все по науке – движущийся магнит порождает в соответствующем женском органе электрический ток, что может усиливать наслаждение), афродизиак для стимуляции полового влечения как средство борьбы с катастрофическим снижением рождаемости в Японии (нам бы это изобретение Накамацу тоже не помешало), а также множество устройств, напитков, закусок и пищевых добавок для улучшения самочувствия и повышения когнитивных способностей, в том числе креативности.

Так мы вернулись к обсуждению чудодейственной диеты Накамацу. По мнению гуру, алкоголь, чай, кофе, молоко и водопроводная вода плохо влияют на мозг, их следует избегать. Оптимально есть один раз в день, используя в пищу очищенные водоросли, сыр, йогурт, мясо угря, яйца, нежирную говядину, сушеные креветки и куриную печень при общей калорийности не более 700 килокалорий. Ну не знаем, не знаем… Очень все это индивидуально, что Накамацу хорошо, то обычному человеку ноги протянуть. Особенно смущают 700 килокалорий и один раз в день. И ничего сладкого!

Так что не в диете дело. Это был некорректно поставленный эксперимент, потому что параллельно с диетой Накамацу использовал и другие способы интенсификации креативных способностей. В конце концов он выработал вот такой алгоритм. Креативит Накамацу по вечерам. Для начала уединяется в "комнате покоя", другими словами – в туалете, облицованном 24-каратным золотом (по-нашему это 999-я проба). Золото подавляет радиоволны и телевизионные сигналы, которые губительны для воображения. Посидев некоторое время и сосредоточившись под звуки льющейся воды, Накамацу перемещается в "динамическую комнату", он же лифт, где происходит тонкая настройка сознания под звуки Пятой симфонии Бетховена. Затем наступает черед бассейна. Накамацу ныряет на самое дно и пребывает под водой как можно дольше, до наступления глубокой гипоксии. По уверению Накамацу, самые гениальные мысли в его голову приходят за полсекунды до всплытия, на грани отключения сознания. Приходят они к изобретателю и до этого момента, их он, не откладывая, записывает тут же под водой на специальном водонепроницаемом блокноте. И так изо дня в день на протяжении десятилетий.

Что двигало Накамацу, что питало его невероятное упорство? В одном из интервью он сказал: "Я всегда говорю молодым изобретателям: забудьте о деньгах, создавайте идеи из любви к человечеству. Любовь – мать изобретений". Хорошо сказал, правильно.

Накамацу очень популярен в Японии, известен также и в США, где часто выступал в разных ток-шоу, рассказывая о своих изобретениях; вероятно, именно для американской публики он придумал свой псевдоним – Доктор НакаМац. Но мировую славу ему принесло – вот парадокс! – присуждение Игнобелевской премии в 2005 году. Именно тогда российская общественность узнала о Накамацу благодаря волне публикаций в СМИ и интернете, благо писать о нем легко, а читать интересно.

Несомненно, многие из изобретений Накамацу достойны Игнобелевской премии, достаточно посмотреть на приведенный выше и далеко не полный список. Но премию ему присудили по диетологии, за 34-летнее фотографирование и анализ всех съеденных им блюд. Накамацу это нисколько не обидело, как опытный шоумен он понимает, что плохого пиара не бывает. Он лично прибыл на церемонию награждения и по полной использовал представившийся случай для пропаганды своих идей и рекламы изобретенных им средств для увеличения когнитивных способностей.

Но более показателен его второй визит на церемонию вручения Игнобелевской премии, в 2015 году. Дело в том, что за несколько лет до этого у Накамацу диагностировали рак простаты, и он бросил все свои душевные силы и всю свою креативность на борьбу с заболеванием. На церемонии Накамацу появился на сцене в инвалидном кресле и исполнил песню собственного сочинения о своем состоянии и о своей вере в то, что ему удастся победить болезнь. Под конец он даже вскочил с кресла и принялся отплясывать на сцене. В общем, зажег так зажег. Накамацу обещает дожить до 144 лет и довести число своих изобретений до 7000. Он все-таки очень позитивный человек! Наверно, в этом, помимо таланта, кроется секрет его неувядающей креативности.

В заключение упомянем еще об одном последствии увлечения Накамацу фотографированием пищи. Возможном последствии, потому что нет прямых доказательств того, что именно оно породило современный повальный ид…, извините, тренд на фотографирование пищи и выкладывание фотографий в социальных сетях. У этого явления есть несколько названий, в частности, фудстаграмминг, потому что самым популярным сервисом для размещения снимков служит "Инстаграм". Чем руководствовался Накамацу, фотографируя блюда, понятно – он проводил научное исследование. Но что движет фудстаграммерами – выше нашего понимания. Возможно, в этом разберутся психиатры, которые всерьез рассматривают фудстаграмминг как свидетельство отклонений в психике и одно из проявлений обсессивно-компульсивного синдрома.

Почувствуй себя козлом

Ученые бесстрашно вторгаются не только в собственное тело, ставя над собой членовредительские эксперименты, но и в собственную психику – субстанцию куда более тонкую и непонятную. Эти эксперименты имеют давнюю историю. В самом начале XIX века немецкий фармацевт Фридрих Вильгельм Адам Сертюрнер (1783–1841) предпринял масштабное исследование действия опия, и не удовольствия ради, а науки для. Методом проб и ошибок он установил и выделил в чистом виде действующее начало опия – алкалоид, названный им морфием (переименованный в дальнейшем в морфин). Благодаря Сертюрнеру морфий вошел в медицинскую практику и используется до сих пор. Платой за открытие стала наркотическая зависимость, от которой Сертюрнер страдал бóльшую часть жизни.

Эстафету у него принял итальянский врач и физиолог Паоло Мантегацца (1831–1910), который экспериментировал с листьями коки, изучая их влияние на психику, в первую очередь свою, и подарил человечеству кокаин. У него тоже произошел сдвиг по фазе – он принялся как заведенный писать книги. Самая известная история XX века связана с именем швейцарского химика Альберта Хофманна (1906–2008), синтезировавшего диэтиламид лизергиновой кислоты, более известный как ЛСД. Это было очередное, плановое, 25-е производное лизергиновой кислоты, полученное Хофманном, и после его выделения он испытал какие-то странные ощущения. Хофманн мог и не обратить на них внимания, это было делом случая, но он обратил и затем вполне осознанно принял 250 мкг порошка. Этот день вошел в историю науки как День велосипеда: Хофманн, почувствовав головокружение и беспокойство после принятого вещества, отправился на велосипеде домой… Свои ощущения в течение этого дня он подробно описал в книге "ЛСД – мой трудный ребенок" (LSD My Problem Child: Reflections on Sacred Drugs, Mysticism and Science, 1979)[[101] ], хотя фактуру, в частности детали поездки из лаборатории домой на велосипеде, ему сообщил ассистент, наблюдавший за ходом эксперимента.

Все эти эксперименты объединяет использование специальных веществ – медиаторов психического воздействия. Но некоторые исследователи идут еще дальше и пытаются вызвать психические изменения психическими же средствами, можно сказать, усилием воли.

В качестве примера приведем исследование, выполненное Чарльзом Фостером, английским ветеринаром, медицинским этологом и философом. Как философа его интересовали вопросы самоидентификации личности, аутентичности и самобытности, он пытался понять, как себя ощущают разные животные, чтобы через это лучше понять ощущения людей. Отдавая дань медицинскому образованию, Фостер искал экспериментального ответа на эти фундаментальные вопросы бытия, и поэтому не просто пытался проникнуть в мысли барсука, выдры, городской лисицы, оленя или стрижа, но пытался жить как братья наши меньшие.

Как все это проходило? Фостер жил несколько недель в Уэльсе в компании барсуков, делил с ними ложе у подножья холмов и их скудную пищу – дождевых червей. С выдрами он плавал в озере, обучаясь искусству ловли рыбы зубами. В образе оленя он спасался от гончей, спущенной его безжалостным ассистентом. Вместе со стрижами он пересекал на параплане Гибралтарский пролив, следуя на зимовку в Африку, а уподобившись городской лисице, копался в мусорных баках в поисках пропитания, конкурируя с бомжами. Детали этого эксперимента красочно описаны в бестселлере Фостера "Быть животным" (Being a Beast), вышедшем в Англии в 2016 году и сразу же переведенном на множество языков (кроме русского).

Такие попытки оказаться в чужой шкуре можно счесть свидетельством многополярного расстройства, тем более что некоторые факты из предшествующей жизни Фостера намекают на то же. Выпускник Кембриджа, он работает в Оксфорде, это оксюморон – то же самое, что воспитанник футбольной школы "Спартака" в форме ЦСКА. В Оксфорде также работает и Ричард Докинз, антипод Фостера, на противоположность их взглядов указывают названия некоторых книг Фостера, например "Бескорыстный ген" (The Selfless Gene: Living with God and Darwin, 2009) и "Связанный с Богом? Биология духовного опыта" (Wired for God? The Biology of religious experience, 2010)[[102] ]. Как бы то ни было, Фостер выполнил истинно научное исследование, которое было совершенно справедливо отмечено Игнобелевской премией по биологии за 2016 год.

Премию с Фостером разделил молодой британец Томас Твейтс, который называет себя дизайнером. Допускаем, что идею перевоплотиться в козла Твейтс "подсмотрел" у Фостера, что, увы, широко практикуется в дизайнерской среде, но нельзя отрицать, что подошел он к делу творчески. Чего стоит сконструированный Твейтсом экзоскелет, который позволил ему передвигаться по горам (Альпам) на четырех конечностях, полностью имитируя движения горного парнокопытного. Точность перевоплощения подтвердил едва не случившийся внутривидовый конфликт: козлы вознамерились поднять пришельца на рога, усмотрев в нем конкурента в борьбе за благосклонность козочек. Единственный сбой в эксперименте был связан с питанием. Попытка есть траву, тем более немытую, быстро привела к прогнозируемым последствиям – диарее, которая не только сократила продолжительность эксперимента, но заставила пойти на компромисс – готовить траву в скороварке. Свои незабываемые ощущения Твейтс описал в книге "Человек-козел: как я отдохнул от бытия человека" (GoatMan: How I Took a Holiday from Being Human), вышедшей в 2016 году и пока не переведенной на русский язык.

Выбор Твейтсом объекта воплощения нельзя считать случайным. У нас есть основания полагать, что мысли о своей принадлежности к жвачным парнокопытным из семейства пустоголовых – извините, полорогих – посещали его и раньше. Они заставили его, дизайнера, вдруг заинтересоваться не формой вещей, а их содержанием. В один прекрасный день он посмотрел на тостер и вдруг задался странным вопросом: а из чего он сделан? Дизайнер разобрал его на части, коих оказалось около 400, и задался уже двумя вопросами: из чего и как они сделаны? Он вознамерился докопаться до ответов и сделать тостер своими руками, с нуля, то есть из природных материалов.

Отдадим Твейтсу должное: ему пришлось основательно потрудиться, в том числе и головой. Он изучал книги по химии и консультировался у специалистов; спускался в шахту для добычи железной руды, из которой получал металлическое железо для изготовления нагревательных элементов; собирал сточные воды рудника Рио-Тинто в Португалии, чтобы путем электролиза выделить медь, из которой он делал провода; отправился в горы Шотландии, чтобы разыскать там слюду, пластинки которой он использовал в качестве изолятора нагревательных элементов. Твейтс уже был готов собрать сок гевеи, чтобы сделать каучуковую изоляцию проводов, но смотрители ботанического музея в Лондоне не дали ему это сделать. Также он отступил перед непосильной задачей производства пластика из сырой нефти, но нашел изящный выход в виде природного полимера – картофельного крахмала. Все это очень напоминает трудовые подвиги героев "Таинственного острова" Жюля Верна, хотя сам Твейтс апеллирует к роману "Автостопом по галактике" Дугласа Адамса, но тут уж ничего не поделаешь, другое поколение – другие книги.

Самое удивительное, что все это, собранное вместе, даже работало, пять секунд, после чего благополучно сгорело. Видеоотчет об этом девятимесячном эксперименте вы можете найти на YouTube. Посмотри´те, это стоит того, что подтверждает и почти полтора миллиона просмотров. И вообще, нам кажется, что Твейтс, поддавшись моде, ошибся с выбором специальности. В душе он настоящий ученый и естествоиспытатель.

Шутки шутками, но такие эксперименты по вмешательству в психику могут довести и до диагноза. Если человеку кажется, что он превращается или превратился в зверя, то это самый натуральный психоз, носящий название психической ликантропии или просто ликантропии. С таким диагнозом человек превращается в пациента.

Сюжеты о превращении людей в животных, в первую очередь в волков, очень распространены в сказках, мифах, литературе и кинематографе – помните фильм "Волк" (1994) с бесподобным Джеком Николсоном? Если верить историческим хроникам, то в средневековой Европе массовые эпидемии этой болезни поражали целые деревни и даже небольшие регионы, пейзане при этом бегали на четвереньках, выли на луну и набрасывались на овец и коров. Ученые не верили в это вплоть до 1960-х годов, пока английский врач Леон Иллис не опубликовал статью "О порфирии и этимологии оборотней" (1964)[103]. В ней он описал около 80 изученных лично им случаев ликантропии, которые напрямую связал с порфирией – нарушением обмена веществ, приводящим к повышенному содержанию порфиринов в крови и тканях. Кожа при этом приобретает коричневатый оттенок, истончается и лопается, вследствие чего покрывается шрамами и язвами. Из-за поражения хрящей деформируются нос и уши, скрючиваются пальцы. Больные плохо переносят солнечный свет, который к тому же усиливает болезнь. Неудивительно, что с порфирией связывают еще одно мифическое заболевание – вампиризм.

Это заболевание не самое редкое: в Северной Европе фиксируется в среднем один случай на 10 000 человек, порфирией, в частности, болел английский король Георг III. К счастью, порфирия не заразна, при укусах не передается, это установленный наукой факт. Как и то, что это генетическое заболевание и, следовательно, оно передается по наследству. Соответствующий дефектный ген встречается у одного человека из тысячи; проявляется он довольно редко, тем не менее каждому следует проявлять осторожность. Есть множество триггеров, способных перевести болезнь из латентной, "спящей" формы в острую, и не все они изучены. Так что исследователи, экспериментирующие с превращением в животных, подвергают себя нешуточному риску.

Но есть одно несомненное следствие экспериментов над собственной психикой, на которое вы, конечно, тоже обратили внимание в приведенных выше примерах. После проведения экспериментов у всех исследователей вдруг открывался писательский жар (не путать с даром). И вот что интересно: если проводить аналогичные эксперименты на ком-то другом, то у подопытных такого рода жар не открывается. Этот эффект нуждается в отдельном исследовании.

Homo scribens – человек пишущий

Писательство и научная деятельность нерасторжимы. И дело тут не в том, что ученые так уж любят писать или это у них хорошо получается, – тут как раз наоборот; подавляющая часть ученых пишет плохо, если не сказать ужасно, и только обилие специальной терминологии как-то маскирует недостатки языка и стиля изложения написанного. Ученые просто вынуждены писать, чтобы донести свои теории и экспериментальные результаты научному сообществу, которое в должном порядке их отрецензирует, обсудит, воспроизведет и, наконец, признает (или не признает). Только после такой апробации факт, установленный ученым, может считаться научным фактом, а до этого он, даже трижды правильный, остается незнамо чем. Но суть деятельности ученого состоит в установлении фактов, его увлекает сам процесс творчества и научного поиска, а изложение результатов в научной статье сродни написанию объяснительной в полиции о деянии, которое в ходе его совершения казалось таким захватывающим, веселым и увлекательным.

Все это лирика, а реалии таковы, что ученый должен писать и публиковать статьи. И, как в любом виде человеческой деятельности, здесь есть свои рекордсмены. В 1993 году Игнобелевская премия по литературе была присуждена нашему соотечественнику, химику и кристаллографу Юрию Тимофеевичу Стручкову (1926–1995), который в 1980-х годах за десять лет опубликовал 948 научных статей, в среднем по статье в 3,9 дня. Российское научное сообщество встретило эту весть с чувством глубокого удовлетворения: всегда приятно, когда успешному коллеге надевают на голову шутовской колпак, а именно так трактовали Игнобелевскую премию. Насколько нам известно, сам Юрий Тимофеевич тоже был сильно уязвлен этой премией, он искренне не понимал – за что? Ведь он просто честно и хорошо выполнял свою работу. Естественно, что Юрий Тимофеевич не поехал на вручение премии, он, как все мы – выходцы из СССР, ничего не понимал в пиаре.

Заметим, что Ю. Т. Стручков по всем отзывам был настоящим, высокопрофессиональным ученым. Его феноменальная продуктивность была связана, с одной стороны, с тем, что он много работал, как он сам говорил, его лозунгом было: сегодня работать больше, чем вчера, и завтра больше, чем сегодня. С другой стороны – с тем, что он напал на золотую жилу, имя которой "рентгеноструктурный анализ". Вы задумывались, откуда ученые взяли объемные изображения химических молекул, которыми пестрят страницы различных изданий, от школьных учебников до гламурных журналов? Оттуда и взяли – из результатов рентгеноструктурного анализа. Сам метод открыли в начале XX века англичанин Уильям Генри Брэгг со своим сыном – австралийцем Уильямом Лоренсом – и получили за это Нобелевскую премию по физике в 1915 году (Георгий Викторович Вульф премии не получил, хоть соответствующее условие рассеяния рентгеновских лучей на кристалле называется правилом Вульфа – Брэгга). Однако расшифровка данных по дифракции рентгеновских лучей на кристалле вещества требовала огромного объема расчетов, так что взрывное развитие этой области началось, когда производительность доступных компьютеров достигла требуемого для этих расчетов уровня. Случилось это как раз в 1980-е годы. Сотрудники возглавляемой Ю. Т. Стручковым лаборатории в Институте элементоорганических соединений АН СССР установили структуру нескольких тысяч сложных соединений, которые им привозили исследователи со всей страны. Это была новая и очень ценная информация, которую с готовностью принимали к публикации высокорейтинговые журналы. Да, рутина, но приведите пример хоть одного старателя, который бы бросил "скучную" разработку золотой жилы и отправился бы на увлекательный поиск новой. Легенда гласит, что Ю. Т. Стручков читал от корки до корки все статьи, где был соавтором, и высказывал свои соображения. Чего не скажешь о многих современных начальниках, числящихся соавторами во всех статьях своих подчиненных

Сейчас бы Стручкову Игнобелевскую премию не дали. Времена изменились. Сейчас количество публикаций стало главным показателем продуктивности научной деятельности, и большинство ученых с энтузиазмом клепают однотипные работы и пишут под копирку статьи, лишь бы их принимали к публикации в высокорейтинговых журналах. Или мечтают об этом.

Мы попытались найти топ-лист наиболее плодовитых ученых – и не смогли этого сделать. Здесь есть объективные сложности. Слишком много стало научных журналов, даже самая обширная база данных Web of Science охватывает далеко не все (точную долю указать нельзя, потому что неизвестно общее количество издаваемых в мире научных журналов). А ведь есть еще околонаучные, ненаучные и антинаучные журналы и другие издания, включая сетевые, где публикуются ученые или люди, так себя называющие.

В процессе поисков мы наткнулись на человека, число научных публикаций которого составляет почти 200 000, точное число не знает, наверно, и сам автор. Это помимо 1,3 млн созданных им стихотворений. Имя это человека – Филипп Паркер, американец, 1960 года рождения.

Самое удивительное, что в раннем детстве Паркеру диагностировали дислексию – мозговое расстройство, нарушение способности к овладению навыком чтения и письма. Видимо, в пику диагнозу он получил степень PhD по экономике в очень престижной Уортонской школе бизнеса при Пенсильванском университете, а также магистерские степени по финансам и менеджменту. Но истинный прорыв произошел, когда Паркер, уже профессор, запатентовал (патент США № 7 266 767 от 4 сентября 2007 года) метод и устройство для автоматического составления и распространения научных текстов. Созданная им компьютерная программа Long Tail сама собирала информацию на заданную тему из интернета, различных баз данных типа Web of Science, компоновала их в шаблон научной публикации – статьи, обзора или монографии, и после маркетингового исследования отсылала в подходящее издательство.

Как свидетельствуют очевидцы, из-под пера направляемой Паркером машины выходят вполне читаемые и содержательные тексты. Их качество по мере развития работ по искусственному интеллекту будет только повышаться. Нас ждет шквал "научных" публикаций, ведь их "авторам" достаточно будет только ввести название темы "исследования" в компьютер. Впрочем, эту услугу – научную публикацию по требованию – программа Long Tail уже предоставляет.

В отличие от публикации научных статей, в области патентования существует хоть какой-то порядок, потому что выдачей патентов занимаются уполномоченные государственные структуры. Соответственно, найти информацию об обладателях наибольшего количества патентов можно за несколько кликов. Об одном из них мы уже рассказывали – это Ёсиро Накамацу, у которого более 3500 патентов. Даже с учетом его преклонного возраста выходит по патенту в неделю сознательной жизни. Патент оформить – это не статью написать, тут думать надо, более того – придумывать, а это сложнее всего.

Между прочим, у Томаса Эдисона (1847–1931) было 1084 патента. И никто не ерничает по поводу их количества и качества, ведь многие из изобретений все еще используются в устройствах до нашего времени, никто не высчитывает издевательски, сколько часов и минут уходило у него на одну гениальную идею. На то он и гений, чтобы делать то, что неподвластно другим.

Показатели самых продуктивных изобретателей намного выше. У японца Сюмпэя Ямадзаки (род. 1942), по данным на 2 мая 2018 года, 5169 патентов США в области компьютерных наук и физики твердого тела, у преследующего его по пятам и иногда даже обгоняющего австралийца Киа Силвербрука – 4745 патентов США в самых разных областях электроники. Причем это данные только по патентам США, если учесть международные патенты, то их число сильно возрастет, например, у Силвербрука – до круглых 10 000.

Писательство – дело интимное. В литературе, конечно, есть примеры соавторства: братья Гонкуры, Анн и Серж Голон, Ильф и Петров, Буало – Нарсежак, но это исключения; кроме того, в такой ситуации всегда неясно, кто, собственно, писал, а кто только подбрасывал идеи, критиковал и бегал по издательствам. То же в науке. Пишет обычно один, отдуваясь за всех, остальные же соавторы просто подписывают статью, часто не читая, или подтверждают запрос об авторстве из журнала, иногда они впервые узнают о своем авторстве из такого запроса – это, скажем на собственном опыте, из разряда приятных неожиданностей. Сказанное отнюдь не означает, что соавторы не имеют отношения к статье. Наука сейчас коллективная, особенно экспериментальная, кто-то выполняет какую-то свою часть исследований, другие руководят и анализируют результаты, при составлении авторского коллектива статьи лучше перебдеть, чем недобдеть, поскольку обиды из-за невключения в число авторов помнятся всю жизнь.

Здесь тоже есть свои рекордсмены. В 1994 году Игнобелевской премией была отмечена статья "Международное выборочное исследование, направленное на сравнение четырех подходов к инфаркту миокарда"[104], у которой было 976 соавторов. Это в сто раз больше числа страниц в статье, включающих список авторов, – получилось по соавтору на каждые два слова текста вкупе с артиклями и предлогами. Премию присудили, конечно, не статье, а людям, всем 976 соавторам, но почему-то никто из них не приехал на церемонию вручения. Премию за них получила доктор Марша Энджелл, ответственный секретарь журнала – еще бы, такой пиар журнала! Она честно призналась, что не знала, сколько авторов у статьи: «Я попросила ассистентку сосчитать их, но она сказала, что лучше пойдет сверлить зубы». Аплодисменты за откровенность!

Зря смеялись. Это быстро вошло в практику. Для многих исследований по расшифровке геномов тысяча соавторов – нормальное явление. Их уже не приводят в тексте статьи, а выносят в приложение на сайте журнала.

Но абсолютный на сегодня рекорд установила статья, посвященная одному из самых нашумевших открытий последних лет – определению массы бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере[105]. У этого «ребенка» 5154 отца и матери, перечисление их фамилий и мест работы заняло 24 страницы текста, оставшиеся девять посвящены полученным результатам и их обсуждению, включая ссылки. Хочется верить, что никого не забыли – при таком большом коллективе это было бы особенно обидно.

Писателей и ученых роднит еще одно обстоятельство – трудность публикации своих выстраданных, написанных пóтом и кровью произведений. Это Пушкину было хорошо: "Не продается вдохновенье, но можно рукопись продать". А что делать остальным, которые не могут продать? Почитайте душещипательные и абсолютно реалистичные, в отличие от ее произведений, рассказы Джоан Роулинг о попытках пристроить свои романы о Гарри Поттере, и вы проникнитесь сочувствием к ученому, пытающемуся опубликовать свою статью в высокорейтинговом научном журнале, естественно, зарубежном. Ответы одинаковы: нашему читателю это неинтересно и плохой язык. Но это полбеды. В конце концов, если так уж хочется увидеть свое произведение напечатанным, можно и приплатить свои кровные, эта система работает и в издательствах художественной литературы, и в редакциях научных журналов, включая самые высокорейтинговые. Неприятно другое. Статья/книга издана, но ее никто не читает, роман не замечают ни читатели, ни критики, а статья ускользает от внимания коллег, которым она, собственно, и адресована.

Объективная причина такой нечитаемости заключается в том, что число статей, которые печатают ежегодно даже по очень узким тематикам, измеряется сотнями и тысячами, их физически невозможно прочитать одному человеку. В высокорейтинговые журналы стремятся попасть в том числе и потому, что эти журналы хотя бы просматривают, но даже там нет никакой гарантии, что вашу статью прочитают, поймут, оценят и начнут на нее ссылаться. Поэтому ученые пускаются на всякие хитрости, чтобы привлечь внимание к своей статье.

Один из ярчайших примеров такого продвижения своих научных идей явил мировому сообществу Андрей Константинович Гейм, наш соотечественник, увы, бывший. В 1997 году Гейм вместе со своим старшим коллегой профессором Бристольского университета сэром Майклом Берри в 128-й раз теоретически проанализировали поведение диамагнетика в магнитном поле. Вот как они описали полученные результаты в реферате опубликованной ими исторической статьи[106]: "Диамагнитные объекты выталкиваются магнитным полем. Если поле достаточно сильное, отталкивание может уравновесить гравитацию, левитирующие таким образом объекты могут находиться в стабильном равновесии, что очевидно противоречит теореме Ирншоу. На самом деле теорема Ирншоу не применима в случае индуцированного магнетизма, что делает возможным появление минимума общей (гравитационной + магнитной) энергии.

Мы вывели общие условия стабильности и показали, что зоны стабильности всегда существуют на оси поля с вращательной симметрией и включают точку перегиба величины поля. Для случая поля внутри соленоида детально рассчитаны параметры зоны; при достаточной длине соленоида центр зоны располагается на его верхнем конце, а вертикальная протяженность зоны составляет около половины радиуса соленоида".

Как-то не впечатляет, скажете вы. Мы согласимся с вами, потому что мы не специалисты. Но и те с большой вероятностью не заметили бы эту статью, если бы Гейм не поместил в статью фотографию левитирующего объекта, и не какой-нибудь банальной капельки воды, а живой лягушки. Изюминка здесь состоит в том, что лягушка по природе своей не диамагнитна, но в сильном магнитном поле, около 16 Тесла, она приобретает магнитные свойства, это и есть индуцированный магнетизм. Хотя нет, изюминка все же в живой лягушке. Соответственно, статья называлась не привычно, типа "О поведении диамагнитных объектов в сильном магнитном поле", а броско и неожиданно – "О летающих лягушках и левитронах".

Ученые таки привлекли внимание к своей статье – в 2001-м Берри и Гейму присудили Игнобелевскую премию по физике. Тогда о Гейме узнала вся мировая общественность, не только научная, и всласть посмеялась. Но хорошо смеется тот, кто смеется последним. Через несколько лет Андрей Гейм сделал еще один исторический эксперимент, на этот раз вместе с другим выпускником Физтеха Константином Новоселовым. Он был еще проще, чем опыт с левитирующей лягушкой, и не требовал долгого теоретического обоснования. Достаточно было школьных знаний по химии. Все помнят структуру графита – уложенные стопкой слои, состоящие из атомов углерода, соединенных в гексагональную сетку. Физики давно мечтали изучить свойства такого слоя, они загодя придумали для него название – графен – и теоретически рассчитали его электрические характеристики, но никак не могли его заполучить в свои руки. Что придумали наши парни, выросшие не в тепличных условиях, а в Сочи и Нальчике (Гейм) и в Нижнем Тагиле (Новоселов)? Они взяли обычный скотч, приклеили его к отполированному кристаллу графита и рванули, как при эпиляции. В одном из удачных экспериментов им удалось оторвать точно один слой графита – графен, который они перенесли на пластину из диоксида кремния и измерили его электрические характеристики, которые, к слову сказать, оказались точно такими, какими предсказывали теоретики. Бинго! Нобелевская премия по физике за 2010 год.

Этот пример, пусть и единичный, доказывает, что между лауреатами Нобелевской и Игнобелевской премии нет принципиальной разницы – как правило, их объединяет любознательность, наблюдательность, умение находить нестандартные решения и юмор, то есть те черты, которые свойственны настоящим ученым. Неслучайно лауреаты Нобелевской премии с удовольствием принимают участие в церемониях награждения Игнобелевской премией, они там встречают родственные души, там – весело.

В заключение еще одна история, которая созвучна старому анекдоту, в политкорректном варианте: ученый – не читатель, ученый – писатель.

Нет, ученые читают много, заведомо больше среднестатистического обывателя. Они просто вынуждены читать много специальной литературы, чтобы быть в курсе последних исследований в их области науки и чтобы подкреплять свои аргументы и выводы ссылками на другие работы. Но, как мы уже говорили, то, что они успевают прочитать, – лишь капля в море литературы, опубликованной по их теме. Что-то они неизбежно пропускают, и это очень часто порождает ситуацию, когда ученые заново открывают то, что было сделано до них, случается, задолго до них. Об одной такой истории, связанной с открытием метода получения наноалмазов, мы рассказали в этой книге.

Возможен и такой вариант: ученый подхватил в какой-то статье идею, потом забыл о ней, а спустя некоторое время она вдруг всплыла в его сознании как озарение.

Как у композитора, в голове которого вдруг начинает звучать мелодия, чертовски хорошая мелодия, и он поспешно записывает ее и с гордостью выпускает в мир, совершенно забывая, что ее сочинил Верди или Чайковский 150 лет назад. Это не осознанный плагиат, а искреннее заблуждение.

Ученые, как и все творческие натуры, очень увлекающиеся люди. Если им в голову западет какая-то идея, тянущая на открытие, то они начинают ее разрабатывать, забывая обо всем – о сне, еде, семье и друзьях, даже о здравом смысле. Быстрее, быстрее, написать статью, подать заявку, застолбить идею!

И вот, впав в такой творческий раж, австралиец Джон Кео в 2001 году подает заявку на инновационный патент "Круглое приспособление для облегчения транспортировки" (Circular transportation facilitation device) и получает его (патент Австралии № 2001100012 от 02.08.2001). Суть изобретения передает рисунок (его можно посмотреть, поискав патент по номеру), старательно нарисованный заявителем. Он был, несомненно, очень горд собой, ведь мало кому выпадает счастье изобрести колесо.

Ладно, признаёмся: мы вас разыграли. Нет, такой патент реально существует и даже находится в открытом доступе, можете скачать и убедиться. Джон Кео – тоже реальный персонаж, но мотивы его поступка были другими. Он хотел лишь продемонстрировать идиотизм – извините, недостатки – "инновационной" системы выдачи патентов в Австралии. Суть этой инновации состояла в том, что Австралийское патентное бюро отказалось от проверки заявок и выдает патенты на что угодно и утверждает их своей красивой печатью. Причина? Экономия средств, как своих (государственных), так и заявителя. От последнего требуется только уплатить небольшую пошлину в размере 180 австралийских долларов, и он становится обладателем вожделенного патента.

Ситуация не уникальна. Огромное количество научных журналов не рецензируют поступающие в них статьи. По идее, эти функции должны выполнять редакции журналов, но у них на это зачастую не хватает ни времени, ни сил, ни желания. Последнее объясняется тем, что во многих журналах за публикацию взимают с авторов плату и отнюдь не символическую, в сотни долларов за статью. Дареному коню в зубы не смотрят. Мы не хотим этим сказать, что в такого рода журналах публикуют полную ерунду. Более того, мы уверены, что среди опубликованных там статей есть поистине гениальные, которые по разным причинам не пробились в реферируемые высокорейтинговые издания. Вот только их никто, скорее всего, не прочитает, ученые – не читатели, ученые – писатели.

А Джон Кео отлично пошутил, ведь в душе он настоящий ученый, вынужденный прозябать в шкуре адвоката по патентным делам. И он, несомненно, заслужил Игнобелевскую премию по технологиям за 2001 год. Эту премию с ним по праву разделило Австралийское патентное бюро, ведь именно его действия, точнее говоря, бездействие сделало возможным этот исторический курьез.

Упорство в заблуждении

Научная деятельность подобна марафонскому забегу. Она безостановочна, потому что мозг ученого, занятый решением стоящей перед ним задачи, работает непрерывно, даже во сне. И она длинна, наука – это исследование длиною в жизнь.

Аналогия усиливается тем, что научная деятельность – это массовый забег, как Нью-Йоркский марафон.

Тут нельзя расслабляться, коллеги-конкуренты толкаются, подставляют ножки, дышат в спину, но это же и подхлестывает, заставляет все быстрее двигаться вперед, по столбовой дороге науки.

Есть чудаки, которые предпочитают бежать наособицу, не по трассе, а по каким-то кривым, темным, одним им ведомым дорожкам. Они никому не мешают, поэтому отношение к ним снисходительно-доброжелательное, как к городским/деревенским сумасшедшим типа Циолковского.

А есть странные персонажи, которые бегут против потока и при этом еще кричат, что все остальные бегут в неправильном направлении, что истина не там, где заранее натянули ленточку на финише и поставили кубок для вручения победителю, а совсем в другом месте. В большинстве случаев, в подавляющем большинстве случаев, эти люди ошибаются, или, как говорят в науке, заблуждаются, и заканчивается все печально, хотя и закономерно, – их затаптывают. Как бы то ни было, признаем: чтобы бежать против потока, надо обладать большой смелостью, а также большим упорством, чтобы бежать, пока… пока не затопчут. Их называют лжеучеными, но на самом деле по складу своего характера они – настоящие ученые, только заблуждающиеся.

Их не так мало, рассказами о наиболее колоритных личностях пестрит история науки, со многими авторы сталкивались лично, причем вследствие специфики нашей деятельности концентрация "лжеученых" в нашем окружении выше, чем средняя по популяции научных работников. О них можно было бы написать отдельную книгу, но мы, верные провозглашенному курсу, выбрали персонажа среди лауреатов Игнобелевской премии.

Итак, в 1993 году Игнобелевская премия по физике была присуждена (посмертно) Луи Керврану "за утверждение, что кальций в скорлупе яиц формируется вследствие холодного ядерного синтеза". Это очень мягкая формулировка, правильнее было сказать: за глубоко лженаучную идею о трансмутации химических элементов в живых организмах, которую Кервран упорно продвигал на протяжении всей своей долгой жизни. Но обо всем по порядку.

К сожалению, сведения о жизни Луи Керврана (1901–1982) очень скудные, даже во французских источниках, притом что был он человеком не последним во французской науке, в том числе официальной. Известно, что он получил инженерное образование, в 1930-е годы изучал воздействие рентгеновских лучей и радиации на живые организмы, в период Второй мировой войны активно участвовал во Французском сопротивлении.

После 1945 года в течение 20 лет работал экспертом правительства по защите от радиации в рамках ядерной программы Франции и встречался со многими видными учеными, включая супругов Жолио-Кюри. Награжден орденом Почетного легиона.

Еще в 1930-е годы Кервран обратил внимание на противоречия в некоторых данных об элементном составе живых организмов, о необъяснимых прибавках массы того или иного элемента в процессе жизнедеятельности.

Он стал собирать соответствующие свидетельства, беззастенчиво пользуясь своим служебным положением, дававшим ему прямой доступ ко многим ученым и результатам их работы. Он проводил также самостоятельные экспериментальные исследования, особенно после ухода в отставку с поста члена многочисленных правительственных комиссий.

В конце 1950-х годов Кервран сформулировал концепцию трансмутации элементов в биологических системах, которую последовательно развивал в нескольких книгах, в частности в книге "Доводы в биологии в пользу трансмутации при слабых энергиях" (Preuves en biologie de transmutations à faible énergie[[107] ]), изданной в Париже в 1975 году.

Идеи Керврана вызвали практически единодушную критику научного сообщества, особенно яростную со стороны физиков-ядерщиков, потому что эти идеи в корне противоречили тогдашним, как, впрочем, и сегодняшним, концепциям ядерной физики. Этого не может быть никогда – и все!

Так что же там с курами и их яйцами? Как еще недавно было известно любому школьнику, скорлупа яиц состоит из карбоната кальция.

То есть для ее производства курице нужен кальций. Она его получает с пищей, например с зерном, или извлекает из неорганических веществ, камней, кусочков штукатурки или толченых раковин моллюсков, которые добавляют в корм.

Курица клюет и заглатывает камни не по глупости, а по необходимости. Относительно нетрудно экспериментально установить баланс кальция: сколько его вошло, сколько вышло естественным путем, сколько пошло на образование скорлупы яйца. Гораздо труднее объяснить, почему количество выходящего (с естественными выделения и с яйцом) кальция в четыре-пять раз превышает количество входящего.

Собственно, если принять, что все измерено правильно, то объяснить это никак нельзя. Этого не может быть. Кервран предложил изящное объяснение: кальций образуется в организме несушки в результате слияния атомов калия, присутствующего в достаточном количестве в виде ионов в биологических жидкостях, и атомов водорода из воды.

Такой процесс ядерного синтеза может протекать только в живых системах по непознанному пока наукой механизму. Все, к чему призывал Кервран, – это заняться изучением этого механизма.

Самое забавное в этой истории то, что Кервран этого эксперимента не делал. В своей книге он всего лишь дословно воспроизвел записи эксперимента, выполненного в 1799 году великим французским химиком Луи-Николя Вокленом (1763–1829), который среди прочего открыл хром и бериллий. В заслугу Керврану, помимо объяснения результата, поставившего в тупик Воклена, можно зачесть то, что он раскопал эту работу в архивах Французской академии, руководствуясь случайной фразой в одном из романов Флобера.

Сам же Кервран экспериментировал с овсом – он проращивал методом гидропоники зерна овса в среде без кальция и определял увеличение количества кальция в ростках по сравнению с исходными зернами. Рост был приблизительно таким же, как в экспериментах Воклена – в три-пять раз. Объяснение, соответственно, тем же – ядерный синтез.

Мы не будем описывать результаты других подобных экспериментов, как самого Керврана, так и других исследователей, упомянутых в его книгах, чтобы у вас голова не пошла кругом. Тем более что примеров биологических трансмутаций элементов Кервран нашел много, как и способов их применения в химии, физике, геологии, агрономии, медицине, диетологии и экологии. Заметим лишь, у Керврана есть последователи, в том числе в нашей стране[108].

Наша книга о другом – об ученых и их работе, об упорстве, без которого невозможны научные открытия. Пусть это упорство в заблуждении, все равно оно достойно уважения. И что такое заблуждение в науке? Заблуждение – это то, что противоречит канону, устоявшимся взглядам, согласованному мнению научного сообщества или, во всяком случае, большей его части. Но это мнение может быть ошибочным, более того, оно точно ошибочно.

Согласно Карлу Попперу, любимому философу ученых, любое научное утверждение может быть опровергнуто. И, как показывает опыт, научные утверждения действительно опровергаются или сильно трансформируются.

То, что мы сегодня считаем заблуждением, в будущем, через десять лет или через сто, может стать истиной, вернее, быть признано истиной. Так что заблуждающиеся работают на будущее. И пусть себе работают!

Они придают особый шарм науке, делают научный поиск веселым приключением, а не унылым конвейером по производству новых знаний. Без заблуждающихся в науке осталось бы совсем мало настоящих ученых.

Заключение

О науке сейчас пишут и рассказывают много, но как-то не о том. Речь по большей части идет о знаниях, об установленных «научных фактах». Однако знания, факты – это вообще не о том. Это не наука, это результат деятельности ученых. Именно деятельность по выявлению и объяснению устройства и законов развития природы, человека и общества и есть наука.

О деятельности ученых, о том, как они получают новые научные знания, рассказывают много реже, чем о самих знаниях, причем зачастую рассказывают не так. Почему-то все заворожены идеей, что науку сейчас делают большие коллективы, и вот нам показывают исследователя, который сидит с глубокомысленным выражением лица (далось им это глубокомыслие!) за компьютером, лабораторной установкой или рядом пробирок и выполняет какие-то рутинные механические действия – свою часть "командной работы".

Если бы мы в школьные годы посмотрели такие ролики, ни за что бы не пошли в науку. Что уж говорить о современной молодежи, которая в еще большей степени, чем мы, не хочет быть винтиком в машине. Она хочет свободы, творчества, общения, веселья. Наука – истинная наука – как ничто другое может дать им желаемое, но молодые люди об этом не знают, им об этом не рассказывают.

Мы пошли в науку в первую очередь потому, что нам это было интересно. Важную роль в нашем выборе сыграло и то, что в советское время наука была едва ли не единственным оазисом свободы. Где еще можно было так свободно высказывать свое мнение, не обращая внимания на чины и звания, выдвигать сумасшедшие идеи, спорить до хрипоты о проблемах мироздания и заниматься тем, чем ты хочешь, удовлетворяя свое любопытство за государственный счет.

И еще нам нравились люди науки – это были раскрепощенные, веселые личности. Мы смотрели по телевизору выпуски того, старого "Клуба веселых и находчивых", где доминировали технари, естественники и врачи, и нам хотелось попасть в эту веселую среду.

Чувство юмора – необходимая черта характера настоящего ученого. Парадокс науки состоит в том, что любое научное утверждение рано или поздно будет опровергнуто и объявлено заблуждением. То есть ученый создает нечто, вкладывая в это все свои силы и душу, и при этом ясно понимает, что созданное им в будущем будет признано ложным знанием. Можно, конечно, об этом не думать, но ученые не могут не думать, они так устроены. И тут без чувства юмора не обойтись. Ведь если относиться ко всему серьезно, то впору бросать науку, плодящую незнамо что, и переквалифицироваться в управдомы, где все четко и понятно.

Науку породило естественное человеческое любопытство. Человек оглядывался вокруг и задавался вопросами: почему небо синее? Почему яблоко всегда падает вниз на землю? Что там за горизонтом и можно ли дойти до края земли? Рука об руку с ними шли другие вопросы: что будет, если я сделаю то-то? Если смешаю уголь, серу и селитру и подожгу смесь? Если поставлю металлический шест и буду держаться за него в грозу? Если сделаю себе крылья из перьев и брошусь вниз со скалы?

Это любопытство естественно, потому что вытекает из самой природы человека. С годами оно куда-то уходит, возможно, в этом виновата школа, которая упорно вдалбливает детям мысль о том, что нам известны ответы на все вопросы, причем однозначные.

Может сложиться впечатление, что с наукой произошло то же самое. Пока наука ходила в коротких штанишках, она искала ответы на вопросы, вытекавшие из наблюдения за окружающей природой, и ставила эксперименты с непредсказуемым результатом. Повзрослев, проникнув в суть явлений и создав объясняющие их теории, наука стала "решать проблемы", формулируемые не в вопросительном, а в директивном ключе. И в этом в значительной степени состоит кризис современного естествознания, разворачивающийся на наших глазах.

Однако, "очевидные" вопросы далеко не исчерпаны и люди продолжают задавать их себе и ученым. Те зачастую отмахиваются от них, ссылаясь на то, что такими вопросами наука не занимается (например, вопросом о смысле жизни) или они ей не интересны по причине отсутствия практической значимости или откровенной глупости.

К счастью, не все ученые таковы. Остались еще романтики с пытливым умом, которые не разучились ставить вопросы и помнят о том, что не бывает глупых вопросов, а бывают глупые ответы. Они не укрылись в башне из слоновой кости и всегда прислушиваются к гласу народа.

Народ хочет знать? Народ имеет право знать!

Сноски

1

Гаспаров М. Л. Занимательная Греция: Рассказы о древнегреческой культуре. – М.: Новое литературное обозрение, 2000. – С. 91.

2

В англ.: Ig Nobel Prize, игра слов: ignoble – «неблагородный». – Прим. ред.

3

Плутарх. Застольные беседы / Пер. Я. М. Боровского. – М.: Мир книги, 2007.

4

Абрахамс М. Шнобелевские премии. – М.: АСТ, 2006; Абрахамс М. Шнобелевские премии-2. – М.: АСТ, 2009; Абрахамс М. Это невероятно! Открытия, достойные Игнобелевской премии. – М.: Лаборатория знаний, 2020.

5

Бенеке М. Прикольная наука. Кн. 1. – М.: Клуб 36'6, 2001; Бенеке М. Прикольная наука. Кн. 2. – М.: Клуб 36'6, 2001.

6

Ph. R. A. May, J. M. Fuster, P. Newman, A. Hirschman. Woodpeckers and Head Injury. Lancet, 1976, 1 (7957): 454–5. https://doi.org/10.1016/S0140–6736 (76) 91477-X

7

G. Farah, D. Sivek, P. Cummings. Tau accumulations in the brains of woodpeckers. PLoS ONE, 2018, 13 (2): e0191526. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0191526

8

Sang-Hee Yoon and Sungmin Park. A mechanical analysis of woodpecker drumming and its application to shock-absorbing systems. Bioinspiration and Biomimetics, 2011, 6 (1): 016003. https://doi.org/10.1088/1748–3182/6/1/016003

9

G. D. Myer and ect. The Effects of External Jugular Compression Applied during Head Impact Exposure on Longitudinal Changes in Brain Neuroanatomical and Neurophysiological Biomarkers: A Preliminary Investigation. Frontiers in Neurology, 2016, 7 (74). https://doi.org/10.3389/fneur.2016.00074

10

I. R. Schwab. Cure for a headache. British Journal of Ophthalmology, 2002, 86: 843. http://dx.doi.org/10.1136/bjo.86.8.843

11

S. A. Bolliger, S. Ross, L. Oesterhelweg, M. J. Thali, B. P. Kneubuehl. Are full or empty beer bottles sturdier and does their fracture-threshold suffice to break the human skull? Journal of Forensic and Legal Medicine, 2009, 16: 138–142. doi:10.1016/j.jflm.2009.04.001

12

A. E. Minetti, Y. P. Ivanenko, G. Cappellini, N. Dominici, F. Lacquaniti. Humans Running in Place on Water at Simulated Reduced Gravity. PLoS ONE, 2012, 7: e37300. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0037300

13

Речь идет об Анастасе Микояне, про которого рассказывали следующий анекдот: «В Кремле на выходе из первого корпуса под крышей стоят члены Политбюро. Идет дождь. Выходит Берия, над ним раскрывают зонт. Затем Хрущев, над ним тоже раскрывают зонт. Затем прямо под дождь выскакивает Микоян. Сталин: „Анастас, зонт возьми!“ А тот отвечает: „Я между струйками, товарищ Сталин, между струйками…“».

14

Вымышленный герой цикла научно-фантастических рассказов Станислава Лема «Звездные дневники Ийона Тихого» (1953). – Прим. ред.

15

J. Kare. Build your own photonic fence to zap mosquitoes midflight [Backwards Star Wars]. IEEE Spectrum, 2010, 47 (5): 28–33. DOI: 10.1109/MSPEC.2010. 5453138

16

B. Gettelfinger, E. L. Cussler. Will humans swim faster or slower in syrup? American Institute of Chemical Engineers Journal, 2004, 50 (11): 2646–2647. https://doi.org/10.1002/aic.10389

17

P. J Yang, J. Pham, J. Choo, D. L. Hu. Duration of urination does not change with body size. PNAS, 2014, 111 (33): 11932–11937. https://doi.org/10.1073/pnas.1402289111

18

См. с. 37. – Прим. ред

19

Приносим извинение за неполиткорректное сексистское высказывание, но что было, то было. – Прим. авт.

20

E. Oberzaucher, K. Grammer. The Case of Moulay Ismael – Fact or Fancy? PLoS ONE, 2014, 9 (2): e85292. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085292

21

H. Kimata. Kissing reduces allergic skin wheal responses and plasma neurotrophin levels. Physiology and Behavior, 2003, 80 (2–3): 395–398. DOI: 10.1016/j.physbeh.2003.09.004; H. Kimata. Kissing selectively decreases allergen-specific IgE production in atopic patients. Journal of Psychosomatic Research, 2006, 60 (5): 545–547. https://doi.org/10.1016/j.jpsychores.2005.09.007

22

N. Kamodyová, J. Durdiaková, P. Celecr … T. Sedláčková, G. Repiská, B. Sviežená, G. Minárik. Prevalence and persistence of male DNA identified in mixed saliva samples after intense kissing. FSI Genetics, 2013, 7 (1): 124–8. DOI: 10.1016/j.fsigen.2012.07.007

23

V. Hart, P. Nováková, E. P. Malkemper, et al. Dogs are sensitive to small variations of the Earth's magnetic field. Front Zool, 2013, 10: 80. https://doi.org/10.1186/1742-9994-10-80

24

V. Hart, P. Nováková, E. P. Malkemper, et al. Dogs are sensitive to small variations of the Earth's magnetic field. Front Zool, 2013, 10: 80. https://doi.org/10.1186/1742-9994-10-80

25

G. C. Nordmann, T. Hochstoeger, D. A. Keays Magnetoreception – A sense without a receptor. PLoS Biol, 2017, 15 (10): e2003234. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2003234

26

F. W. Merkel, W. Wiltschko. Magnetismus und Richtungsfinden zugunruhiger Rotkehlchen (Erithacus rubecula)Magnetismus und Richtungsfinden zugunruhiger Rotkehlchen (Erithacus rubecula). Vogelwarte – Zeitschrift für Vogelkunde, 19651965, 23 (1): 71–77.

27

J. L. Kirschvink, A. Kobayashi-Kirschvink, and B. J. Woodford Magnetite biomineralization in the human brain. Proceedings of the National Academy of Science, 1992, 89 (16): 7683–7687. https://doi.org/10.1073/pnas.89.16.7683

28

R. Gieré Magnetite in the human body: Biogenic vs. anthropogenic. Proceedings of the National Academy of Science, 2016, 113 (43): 11986–11987. https://doi.org/10.1073/pnas.1613349113

29

C. Liang, C. Chuang, J. Jiang, et al. Magnetic Sensing through the Abdomen of the Honey bee. Scientific Reports, 2016, 6: 23657. https://doi.org/10.1038/srep23657

30

I. Goychuk. Sensing Magnetic Fields with Magnetosensitive Ion Channels. Sensors, 2018, 18 (3): 728. https://doi.org/10.3390/s18030728

31

W. Wiltschko, R. Wiltschko. Light-dependent magnetoreception in birds: the behaviour of European robins, Erithacus rubecula, under monochromatic light of various wavelengths and intensities. Journal of Experimental Biology, 2001, 204 (19): 3295–3302.

32

Chia-Lin Wu et al. Magnetoreception Regulates Male Courtship Activity in Drosophila. PLoS ONE, 2016, 11 (5): e0155942. DOI: 10.1371/journal.pone.0155942

33

W. Wiltschko & R. Wiltschko. Magnetic orientation and magnetoreception in birds and other animals. Journal of Comparative Physiology A, 2005, 191 (8): 675–693. https://doi.org/10.1007/s00359-005-0627-7

34

Беркхед Т. Удивительный мир птиц. Легко ли быть птицей? – М.: КоЛибри, 2019.

35

R. Matthews. Tumbling toast, Murphy's Law and the fundamental constants. European Journal of Physics, 1995, 16 (4): 172–176.

36

W. Press. Man's size in terms of fundamental constants. American Journal of Physics, 1980, 48 (8): 597. https://doi.org/10.1119/1.12326

37

Dawson P., Han I., Cox M., Black C., Simmons L. Residence time and food contact time effects on transfer of Salmonella Typhimurium from tile, wood and carpet: testing the five-second rule. Journal of Applied Microbiology, 2007, 102, 4, 945–953. doi: 10.1111/j.1365–2672.2006.03171.x

38

См., напр.: Романова Н. Т., Сплошнова Е. А., Киселев К. А. Типология современных мошенников: фрустраторы и мотивировки // Современные исследования социальных проблем. 2013, 9: 87. DOI: 10.12731/2218-7405-2013-9-87

39

Генри А. Келли. Сатана. Биография. – М.: Весь мир, 2011.

40

M. Christodoulou and C. Rovelli. How big is a black hole? arXiv:1411.2854v3 [gr-qc] 16 Mar 2015.

41

Gonzalo J. Olmo. Nonsingular black holes in Palatini extensions of General Relativity. arXiv:1607.06670v1 [hep-th], 22 Jul 2016.

42

Sung-Won Kim and Mu-In Park. Black Hole as a Wormhole Factory. arXiv:1502. 06375v4 [hep-th], 17 Oct 2015.

43

Dr. Tom Z. Yuan, Callum F. G. Ormonde, Stephan T. Kudlacek et al. Shear-Stress-Mediated Refolding of Proteins from Aggregates and Inclusion Bodies. Chembiochem, 2015, 16 (3): 393–396. https://doi.org/10.1002/cbic.201402427

44

James R. Jauchem, Michael C. Cook. High-Intensity Acoustics for Military Nonlethal Applications: A Lack of Useful Systems. Military Medicine, 2007, 172 (2): 182–189. https://doi.org/10.7205/MILMED.172.2.182

45

Что такое «шмась», доподлинно знал только Василий Аксенов, запустивший это жаргонное словечко в общенародный оборот в фильме «Коллеги» (1962), снятом по его сценарию. – Прим. авт.

Шмась – наказание, нагоняй, расправа. – Прим. ред.

46

David R. Leffler. A New Role for the Military: Preventing Enemies from Arising – Reviving an Ancient Approach to Peace. Journal of Management and Social Sciences, 2009, 5 (2): 153–162.

47

Orme-Jonson D. W., Alexander C. N., Davies J. H. et al. International peace project in the Middle East: the effects of the Maharishi technology of the unified field. Journal of Conflict Resolution, 1988, 32 (4): 776–812. https://doi.org/10.1177/0022002788032004009

48

John S. Hagelin, Maxwell V. Rainforth, Kenneth L. C. Cavanaugh, Charles N. Alexander, Susan F. Shatkin, John L. Davies, Anne O. Hughes, Emanuel Ross & David W. Orme-Johnson. Effects of Group Practice of the Transcendental Meditation Program on Preventing Violent Crime in Washington, D. C.: Results of the National Demonstration Project, June – July 1993. Social Indicators Research, 1999, 47: 153–201.

49

Yoichi Hirose and Yuki Terasawa. Synthesis of Diamond Thin Films by Thermal CVD Using Organic Compounds. Japanese Journal of Applied Physics, 1986, 25, 2 (6): L519.

50

Javier Morales, Miguel Apátiga, Victor M. Castaño. Growth of Diamond Films from Tequila. Reviews on Advanced Materials Science, 2009, 22: 134–138.

51

Согласно теории английского ученого конца XVIII века Томаса Мальтуса, если рост населения ничем не сдерживать, оно увеличивается в геометрической прогрессии, тогда как производство продуктов питания – в арифметической, что неминуемо приведет к голоду и социальным потрясениям. – Прим. ред.

52

Umpierre S. A., Hill J. A., Anderson D. J. Effect of Coke on Sperm. New England Journal of Medicine, 1985, 313 (21): 1351.

53

O. O. Oyelola, S. O. Ayangade, F. Amole. In vitro inhibition of sperm motility by some local mineral water drinks. Contraception, 1987, 36 (4): 435–440.

54

O. O. Oyelola, K. D. Thomas, F. Amole. Studies on the spermiostatic actions of some local mineral water drinks. Advances of Contraceptions, 1990, 6 (1): 47–51.

55

P. U. Nwoha. The immobilization of all spermatozoa in vitro by bitter lemon drink and the effect of alkaline pH. Contraception, 1992, 46, 537–542. https://doi.org/10.1016/0010–7824 (92) 90118-D

56

C. Y. Hong, C. C. Shieh, P. Wu, B. N. Chiang. The Spermicidal Potency of Coca-Cola and Pepsi-Cola. Human and Experimental Toxicology, 1987, 6, 395–396. https://doi.org/10.1177/096032718700600508

57

A. J. Tilbrook and D. T. Pearce. Time Required for Spermatozoa to Remain in the Vagina of the Ewe to Ensure Conception. Australian Journal of Biological Science, 1986, 39 (3): 305–309.

58

Akanni Ibukun Akinyemi, Uche C. Isiugo-Abanihe. Demographic dynamics and development in Nigeria. African Population Studies, 2014, 27 (2): 239–247.

59

Kazutaka Kurihara, Koji Tsukada. SpeechJammer: A System Utilizing Artificial Speech Disturbance with Delayed Auditory Feedback. arxiv.org/abs/1202.6106.

60

Christine V. Portfors and David J. Perkel. The role of ultrasonic vocalizations in mouse communication. Current Opinion in Neurobiology, 2014, 28: 115–120. doi: 10.1016/j.conb.2014.07.002

61

Сайт Константина Слободчикова http://jan.ucc.nau.edu/cns3/

62

Molnár C., Kaplan F., Roy P., Pachet F., Pongrácz P., Dóka A., & Miklósi Á. Classification of dog barks: A machine learning approach. Animal Cognition, 2008, 11 (3): 389–400. https://doi.org/10.1007/s10071-007-0129-9

63

Подробнее см.: Дугаткин Л., Трут Л. Как приручить лису (и превратить в собаку). Сибирский эволюционный эксперимент. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019. – Прим. ред.

64

Charnetski C. J., Brennan F. X., & Harrison J. F. Effect of Music and Auditory Stimuli on Secretory Immunoglobulin a (IGA). Perceptual and Motor Skills, 1998, 87 (3_suppl), 1163–1170. https://doi.org/10.2466/pms.1998.87.3f.1163

65

Uchiyama M., Jin X., Zhang Q. et al. Auditory stimulation of opera music induced prolongation of murine cardiac allograft survival and maintained generation of regulatory CD4+CD25+ cells. Cardiothorac Surg, 2012, 7 (26). https://doi.org/10.1186/1749-8090-7-26

66

Татарский Ф. Борьба за странную воду // Химия и жизнь. 1989. № 12. С. 56.

67

Чистяков В. И. Околомузыкальая история // Химия и жизнь. 2011. № 12. С. 48.

68

Raquel Rubio, Anna Jofré, Belén Martín, Teresa Aymerich, Margarita Garriga. Characterization of lactic acid bacteria isolated from infant faeces as potential probiotic starter cultures for fermented sausages. Food Microbiology, 2014, 38: 303–311.

69

Mayu Yamamoto, Yasuhiro Futamura, Kouki Fujioka, and Kenji Yamamoto. Novel Production Method for Plant Polyphenol from Livestock Excrement Using Subcritical Water Reaction. International Journal of Chemical Engineering, 2008, 603957. https://doi.org/10.1155/2008/603957

70

Alessandro Pluchino, Andrea Rapisarda, Cesare Garofalo. The Peter principle revisited: A computational study. Physica A: Statistical Mechanics and its Application, 2010, 389: 467–472. https://doi.org/10.1016/j.physa.2009.09.045

71

Emerging from the shadows. The shadow economy to 2025. URL: www.accaglo-bal.com/content/dam/ACCA_Global/Technical/Future/pi-shadow-economy.pdf

72

Мереминская Е. Проститутки завели Европ. Газета.ру, 04.05.2014. https://www.gazeta.ru/business/2014/04/18/5997165.shtml

73

«Теневая экономика стала разнообразнее». Глава РСПП Александр Шохин – о дурном наследии советской системы. Беседовала Светлана Сухова // Огонек. № 49 от 11.12.2017.

74

Автотрофность – способность организма создавать органические вещества из неорганических, как это делают, например, растения при фотосинтезе из углекислого газа и воды. – Прим. ред.

75

Esther M. Arkin, Michael A. Bender, Joseph S. B. Mitchell, and Steven S. Skiena. The Lazy Bureaucrat scheduling problem. Information and Computation, 2003, 184: 129–146.

76

Gian Vittorio Caprara, Claudio Barbaranelli & Philip G. Zimbardo. Politicians' uniquely simple personalities. Nature, 1997, 385 (493). https://doi.org/10.1038/385493a0

77

Kruger J., & Dunning D. Unskilled and unaware of it: How difficulties in recognizing one's own incompetence lead to inflated self-assessments. Journal of Personality and Social Psychology, 1999, 77 (6), 1121–1134. https://doi.org/10.1037/0022–3514.77.6.1121

78

Daniel M. Oppenheimer. Consequences of erudite vernacular utilized irrespective of necessity: problems with using long words needlessly. Applied Cognitive Psychology, 2006, 20: 139–156. https://doi.org/10.1002/acp.1178

79

Debey E, De Schryver M, Logan GD, Suchotzki K, Verschuere B. From junior to senior Pinocchio: A cross-sectional lifespan investigation of deception. Acta Psychologica. 2015, 160: 58–68. doi:10.1016/j.actpsy.2015.06.007

80

Тест лжи Шеффилда часто использовали в лабораторных исследованиях, изучающих основные механизмы обмана. Впрочем, его прикладной потенциал как инструмента обнаружения лжи некоторые специалисты оспаривают. – Прим. авт.

81

Seetal Dodd, Olivia M Dean, João Vian, Michael Berk. A Review of the Theoretical and Biological Understanding of the Nocebo and Placebo Phenomena. Clinical Therapeutics, 2017, 39 (3): 469–476. doi: 10.1016/j.clinthera. 2017.01.010

82

Gordon M., Bihari B., Goosby E.; et al. A placebo-controlled trial of the immune modulator, lentinan, in HIV-positive patients: a phase I/II trial. Journal of Medicine, 1998, 29: 305–330.

83

Reward system boosts immunity. Nature, 2016, 535 (10). https://doi.org/10.1038/535010b

84

Rebecca L. Waber; Baba Shiv; Ziv Carmon; et al. Commercial Features of Placebo and Therapeutic Efficacy. Journal of the American Medical Association, 2008, 299 (9): 1016–1017. doi:10.1001/jama.299.9.1016

85

Rietveld S., van Beest I. Rollercoaster asthma: when positive emotional stress interferes with dyspnea perception. Behaviour Research and Therapy, 2006, 45 (5): 977–987. doi:10.1016/j.brat.2006.07.009

86

Marina de Tommaso, Michele Sardaro, Paolo Livrea. Aesthetic value of paintings affects pain thresholds. Consciousness and Cognition, 2008, 17 (4): 1152–1162.

87

Stephens R., Atkins J., Kingston A. Swearing as a response to pain. Neuroreport, 2009, 20 (12): 1056–1060. doi: 10.1097/WNR.0b013e32832e64b1

88

Perrin Ph., Perrot C., Deviterne D., Ragaru B., Kingma H. Dizziness in Discus Throwers is Related to Motion Sickness Generated While Spinning. Acta Oto-Laryngologica, 2000, 120 (3): 390–395.

89

Де Костер Ш. Легенда об Уленшпигеле и Ламме Гудзаке, их приключениях отважных, забавных и достославных во Фландрии и иных странах / Пер. Н. Любимова. – М., 1997.

90

Wansink B., Painter J., North J. Bottomless Bowls: Why Visual Cues of Portion Size May Influence. Obesity Research, 2005, 1 (13): 93–100.

91

Растение, на которое прививают часть (черенок, почку) другого растения – привоя. – Прим. ред.

92

Термин, обозначающий компьютерное моделирование (симуляцию) эксперимента, чаще биологического. – Прим. ред.

93

Одна из повестей Дж. Стейнбека называется «О мышах и людях» (1937). – Прим. ред.

94

Lopez R. A. Of mites and man. J. American Veterinary Medical Association, 1993, 203 (5): 606–607.

95

Smith M. Honey bee sting pain index by body location. PeerJ, 2014, 2: e338. https://doi.org/10.7717/peerj.338

96

Для обозначения мест укуса использована общечеловеческая, а не медицинская терминология. – Прим. авт.

97

Donald L. Unger MD. Does knuckle cracking lead to arthritis of the fingers? Arthritis and Rheumatism, 1998, 41 (5).

98

Watson J. D., Crick F. H. C. A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature, 1953, 171: 737.

99

Breimer L. Coffee intake and death from coronary heart disease. Coffee drinking was compared with tea drinking in monozygotic twins in 18th century. British Medical Journal. 1996, 312 (7045): 1539. doi:10.1136/bmj.312.7045.1539a

100

Dustin J. Van Hofwegen, Carolyn J. Hovde, Scott A. Minnich Rapid Evolution of Citrate Utilization by Escherichia coli by Direct Selection Requires citT and dctA. Journal of Bacteriology, 2016, 198 (7): 1022–1034. DOI: 10.1128/JB.00831–15

101

Перевод книги на русский язык можно найти в интернете. – Прим. авт.

102

Ср.: у Ричарда Докинза «Эгоистичный ген» (1976) и «Бог как иллюзия» (2006). – Прим. ред.

103

Illis L. On Porphiria and the Etiology of Werwolves. Proceedings of the Royal Society of Medicine, 1964, 57 (1): 23–26.

104

GUSTO investigators. An international randomized trial comparing four thrombolytic strategies for acute myocardial infarction. New England J. of Medicine, 1993, 329 (10): 673–682. doi:10.1056/NEJM199309023291001

105

G. Aad et al. (ATLAS Collaboration, CMS Collaboration). Combined Measurement of the Higgs Boson Mass in pp Collisions at √s = 7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS Experiments. Physical Review Letters, 2015, 114: 191803.

106

Berrydag M. V. and Geimdda A. K. Of flying frogs and levitrons. European Journal of Physics, 1997, 18 (4): 307–313.

107

Перевод книги на русский язык можно найти в интернете. – Прим. авт.

108

Некоторые их работы описаны в книге: Эрлих Г. В., Андреев С. Н… История ядерной физики в зеркале алхимии: От начала XX века до сенсационных открытий наших дней. – М.: URSS, 2017.

Content

Генрих Эрлих, Сергей Комаров
Легко ли плыть в сиропе. Откуда берутся странные научные открытия

Введение

Часть первая Народ хочет знать

Почему не болит голова у дятла?

Какой пивной бутылкой лучше бить по голове?

Можно ли ходить по воде?

Легко ли плыть в сиропе?

За сколько секунд можно справить нужду?

Скольким детям может дать жизнь мужчина?

Зачем нужны поцелуи?

Как живые существа ориентируются в пространстве?

Почему птицы «любят» одни статуи и «не любят» другие?

Почему бутерброд падает маслом вниз?

Сколько стоит бесплатный сыр?

Где находится ад?

Как повернуть время вспять?

Часть вторая Сделаем жизнь лучше!

«Я тебя бить не буду, я тебе шмась сотворю!»

Думай о мире!

Перекуем мечи на орала

Ударим колой по перенаселению!

«Если у тебя есть фонтан, заткни его»

Ты меня понимаешь?

Музыка как средство терапии

Полезные свойства вторичного продукта

Сделаем всё!

Карьера без стресса

Сила воображения

Паркинсон науки

Часть третья Познай самого себя

Торжество некомпетентности

Ни слова в простоте

С ложью по жизни

Спасительный самообман

Какая боль!

Ах, как кружится голова…

Феномен обжорства

Наука на грани здравого смысла

Часть четвертая Настоящий ученый

Без страха и упрека

Исследование длиною в жизнь

Текут века

Питание креативности

Почувствуй себя козлом

Homo scribens – человек пишущий

Упорство в заблуждении

Заключение

Сноски