На Хабре мы публикуем серию дайджестов «Стартап дня», в которую попадают самые интересные молодые IT-компании со всего мира. В процессе отбора материала приходится сталкиваться с разными удивительными идеями, некоторые из которых действительно потрясают.
Во все времена существовали эксцентричные ученые. Изобретатели, химики, физики, физиологи, разномастные естествоиспытатели использовали различные ухищрения, стремясь обосновать правильность своих гипотез. Ученые в поисках истины шли на отчаянные эксперименты. Сегодня кажется странным, как подобные опыты могли прийти в голову людям, но прогресс, достигнутый в медицине, психологии или физике стал возможен во многом благодаря смелым и даже безумным людям. Дальше вы узнаете больше о некоторых эксцентричных научных поисках.
Самая старая еда в мире
Британский геолог и палеонтолог Уильям Баклэнд вошел в историю науки тем, что описал и наименовал первый открытый вид динозавров — мегалозавра. Но запомнился он не только этим, а еще и своими необычными вкусовыми пристрастиями. Баклэнд не только перепробовал огромное количество всевозможной живности, но даже съел мумифицированное сердце короля Франции Людовика XIV. Возможно, это была самая старая человеческая еда в мире, а возможно — научный миф. В любом случае существуют свидетельства, что участники нескольких геологических экспедиций пробовали мясо мамонта…
Насколько старую пищу способен употреблять человек, не рискуя получить смертельное отравление? Науку давно интересовал ответ на этот вопрос.
В 1900 году на российском полуострове Таймыр начался один из самых длительных научных экспериментов в истории. Вот уже 117 лет под слоем вечной мерзлоты на глубине 1,3 метра лежат консервы, хлеб, колбаса, гречка и другие продукты, закопанные руководителем Русской полярной экспедиции Эдуардом Толлем.
Склад Эдуарда Толля. Слева видна крышка ящика с борщом 110-летней давности
Источник
В 1973 году продуктовый склад был обнаружен и первые образцы доставили на «большую землю» для исследований. В 1974, 1980, 2004, 2010 и 2016-м экспедиции повторяли с тем расчетом, чтобы закончить эксперимент в 2050-м.
Сегодня исследованием еды вековой давности занимается НИИ проблем хранения Росрезерва. Они проводят микробиологические и физико-химические анализы для определения состава, энергетической ценности, наличия примесей, токсичности, кислотности. Оценивают состояние упаковки, измеряют уровень олова в консервных банках, а после даже едят эти продукты и считают их вполне съедобными.
Ученые не только исследуют старые запасы, но и делают новые, закапывая в мерзлоту муку, крупы, бакалею, алкоголь — всего более 80 наименований продуктов.
Всемирное семенохранилище на Шпицбергене
Проект рассчитан на подготовку к более активному развитию Арктического региона, а также проверяет возможность хранения продуктов в условиях глобальных бедствий и конфликтов. Схожее направление сейчас осваивают в Норвегии, где расположено «хранилище Судного дня». На острове Шпицберген, на глубине 120 метров, в холод помещаются образцы семян основных сельскохозяйственных культур мира.
И завершая подтему еды, вспомним о Фредерике Хельцеле, который исследовал воздействие голодания, а также работу пищеварительной системы жутковатым способом — через поедание различных несъедобных предметов. Он ел опилки, пробки, перья, асбест, шелк, хирургический хлопок, гравий — все для того, чтобы замерить, насколько быстро они прошли через его кишечник.
Такая «диета» привела к тому, что Хельцель выглядел истощенным, но он прожил удивительно долгую жизнь. Однако официальная наука до самой смерти игнорировала его — Хельцель так и не стал профессором, а получил звание «ассистент кафедры физиологии» в Чикагском университете.
Органическая энергия
Вы думаете, что это шкаф, а это аккумулятор
Вильгельм Райх, один из самых успешных учеников Зигмунда Фрейда, разработал биоэнергетическую теорию оргона в 1930-х годах. Согласно теории Райха, «оргонная энергия» проникает повсюду и заполняет все вокруг, не относится к энергии статического электричества, создает электромагнитное излучение в синем спектре цвета. Он считал, что определенные формы болезни являются следствием блокирования в теле этой энергии.
Для доказательства своей теории Райх построил «оргонный аккумулятор»: ящик, стенки которого выполнены из чередующихся слоев металла и диэлектрика. В «оргонный аккумулятор» помещался пациент, в результате чего «оргонная энергия» должна была оказывать влияние на его здоровье.
В 1954 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США отказало ему в лицензии на производство «оргонных аккумуляторов» и предписало прекратить все эксперименты. После многочисленных нарушений и стычек с властями психолога приговорили к тюремному заключению.
До самой смерти целеустремленному Райху так и не удалось доказать эффективность созданного им прибора, однако его изобретения не канули в Лету. Райховские методы использует существующий по сей день «American College of Orgonomy». Они даже проводят работы с «более совершенным» типом «оргонного аккумулятора», созданного в виде пирамиды.
Во всем, что не касалось биоэнергии, Райх был рациональным и прогрессивным, выступая за отмену репрессивной морали и требование полового просвещения.
Человек-киборг
Кевин Уорвик — профессор в области технической кибернетики. Он один из самых известных в мире киборгов, на собственном теле занимающийся исследованиями в области робототехники и биомедицинской инженерии. В 1998 году Уорвик вживил себе в руку RFID-метку для управления освещением, обогревательными приборами и компьютерами.
Затем профессор вживил себе еще несколько электродов и чипов для дистанционного управления роботизированной рукой. Имплант с помощью сотни электродов соединили с тканью срединного нерва руки. Профессор посылал к пальцам нейронные импульсы, имплантат преобразовывал их в электрические сигналы и передавал на компьютер, а механическая рука в зависимости от типа сигналов двигалась, точь-в-точь повторяя движения Уорвика.
Его жена, Ирена, поддавшись на уговоры мужа, также вживила в свое тело имплантат. В будущем пара планирует настроить более глубокое взаимодействие между имплантами друг в друге, вплоть до «экспериментов в области электронной коммуникации между нервными системами двух людей».
Сам профессор по поводу своих опытов выражается лаконично: «Я не хочу оставаться простым человеком». И добавляет, что в конкуренции с ИИ выживут лишь те люди, которые смогут улучшить свои естественные способности.
Исследования через собственное тело
Немецкий врач Вернер Теодор Отто Форсман в 1929 году провел медицинский эксперимент на самом себе. С целью демонстрации безопасности разработанного им метода катетеризации, он демонстрировал анатомические и функциональные особенности человеческого сердца, вводя в него катетер через вену.
Пользуясь лишь помощью медсестры, Форсман ввел на 60 см по вене левой руки трубку диаметром в 1 мм и попал в правое предсердие — это был первый подобный опыт, поставленный на живом человеке. Он несколько раз проводил это исследование, добавлял в кровь контрастное вещество, создавая детальные рентгеновские снимки сердца.
В 1952 году Форсман был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытия, связанные с катетеризацией сердца и изучением патологических изменений в системе кровообращения».
Форсман стал далеко не единственным ученым, отважившимся на опасный для собственной жизни эксперимент. На протяжении всей своей карьеры физиолог Джозеф Баркрофт проводил опыты, в которых подводил себя к краю безумия и смерти. Он называл их «пограничными экскурсиями».
На фото не Баркрофт, а его помощник, но снимок интересен другим. Мы видим стеклянную камеру, в которой Баркрофт почти неделю подвергался воздействию низких концентраций кислорода. Можно увидеть кровать, велоэргометр и другое оборудование
Источник
Во время Первой мировой войны он проводил эксперименты с удушающими газами, подвергая себя воздействию цианида водорода. Десять лет спустя он в течение семи дней просидел в небольшой стеклянной камере, чтобы рассчитать минимально необходимое для выживания человека количество кислорода. За это время все его тело посинело. В другой раз он исследовал воздействие холода — закрылся в камере с настолько низкой температурой, что упал в обморок.
Исследуя дыхательные функции крови, и изучая свойства кислорода на большой высоте, покорил несколько высокогорных пиков.
Баркрофт прожил 74 года, стал лауреатом множества наград, а в 1936 году номинировался на Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Быстрее пули
В 1947 году человек впервые преодолел звуковой барьер, но никто не знал, что произойдет, если пилот должен будет выбраться из самолета на таких скоростях. Предполагалось, что от перегрузок пилот умрет мгновенно.
Джон Пол Стэпп добровольно стал «манекеном» для исследований экстремальных перегрузок. Стэпп был опытным офицером ВВС и военным врачом, который изучал воздействие быстрого ускорения и торможения на тело человека с целью найти способы улучшить безопасность авиатехники.
Вместо умных датчиков и лабораторных мышей Стэпп использовал свое тело для расчета предельных нагрузок. В многочисленных экспериментах летчик выяснил, что опасна не только степень перегрузки, но и ее направление относительно тела человека. При ускорениях, направленных к голове, достаточно величины всего лишь в 6g, чтобы вызвать кратковременную потерю сознания.
В 1954 году Стэпп разогнался на платформе по рельсам и резко затормозил, испытав перегрузку в 48g. Платформа достигла скорости выше 1000 км/час, а полностью остановилась всего за 1,4 секунды. Стэпп испытал то же, что испытывает на себе водитель автомобиля, въехавший в бетонную стену на скорости 100 км/час.
Он выжил, но с большим трудом: потерял зрение на несколько дней, получил переломы конечностей и ребер, отслоение сетчатки и другие травмы. Однако тяжелый опыт не поставил крест на его карьере. Он продолжал исследовательскую работу. Однажды Стэпп на высоте 13 700 метров решил открыть кабину реактивного самолета. Испытатель выяснил, что если вдыхать чистый кислород за 30 минут до взлета, то можно непродолжительное время выдержать пребывание на большой высоте.
Благодаря его самоотверженным действиям в 1966 году в США приняли закон об обязательном оснащении автомобилей ремнями безопасности.
Кстати, в итоге он прожил до 89 лет.
К магии через нейроинтерфейс
Кот не пострадал! С котом все хорошо! Источник
В 1999 году исследователи во главе с доктором Яном Даном, доцентом нейробиологии в Калифорнийском университете в Беркли, ввели коту обезболивающее и парализатор, а затем надежно зафиксировал его. Они не собирались мучить несчастное животное. Это была одна из первых попыток проникнуть в мозг другого существа и увидеть мир его глазами.
Исследователи вставили электроды в центр обработки зрения коры головного мозга кошки. Электроды измеряли электрическую активность клеток мозга и передавали информацию на компьютер, который расшифровывал ее и преобразовывал в визуальные образы. Кошке показывали карточки с изображением деревьев и те же самые изображения (слегка размытые) появлялись на экране компьютера.
Ученые предположили, что качество изображения может быть улучшено в будущих экспериментах, если измерять активность большего числа клеток мозга. Эти эксперименты стали основой развития отрасли нейроинтерфейсов, в которой объектами можно управлять «силой мысли».
Источник фото
Майкл Персингер, психолог Лаврентьевского Университета в Канаде, в своих экспериментах на мозге пошел гораздо дальше распознавания зрительных сигналов. Исследователь выдвинул гипотезу, согласно которой активность в височной доле мозга вызывает возбуждение в лимбической системе, провоцирующее состояние, лежащее в основе переживаний религиозного характера.
Персингер сконструировал шлем, воздействующий на височные доли электромагнитным полем. В ходе нескольких экспериментов удалось выяснить, что воздействие на височные доли мозга может вызвать у испытуемых ощущение присутствия потустороннего, религиозного озарения и даже переживание выхода из тела. Более 80% испытуемых сообщали о том, что в комнате рядом с ними появилась некая магическая сила.
Персингер утверждает, что почти все необъяснимые явления в нашей жизни происходят из-за воздействия электромагнетизма. Он пришел к выводу, что даже случаи появления НЛО вызваны колебаниями электромагнитного поля планеты.
Однако эксперимент, проведенный шведскими учеными по методу двойного слепого тестирования на 46 студентах-теологах и 43 студентах-психологах, опроверг выводы Персингера. Оказалось, что дело просто во внушаемости, религиозности и других личностных качествах испытуемых. Персингер с этими выводами не согласился и обвинил шведов в технических ошибках при создании копий его шлема. В общем, точку в этом споре пока ставить рано.
Томас Миджли уничтожает мир
Возможно ли, чтобы один человек мог нанести непоправимый вред планете? Да, если этот человек Томас Миджли — американский химик и инженер-механик, автор более 100 патентов, изобретения которого оказали разрушительное воздействие на экологию Земли.
В период работы в компании General Motors, Томас Миджли установил, что бензин со специальной добавкой на основе свинца снижает стук в двигателях внутреннего сгорания. При этом выброс свинца в атмосферу был опасен из-за его токсичности. Работники, задействованные на производстве добавки, страдали от проблем со здоровьем, вплоть до смертельных случаев из-за отравления.
После гибели более 10 человек пресса подняла шум. Компания собрала пресс-конференцию, на которой Миджли вымыл руки в свинцовой смеси и минуту дышал дымом испарений, чтобы показать, что его изобретение безопасно. Ему удалось произвести впечатление на журналистов, и в течение десятилетий, до полного запрета в 1973 году, машины продолжали отравлять атмосферу свинцовыми примесями.
Сам Миджли был вынужден уйти в продолжительный отпуск, чтобы вылечиться от отравления свинцом, при этом он скрыл этот факт от прессы и утверждал, что изобретенное им вещество полностью безопасно.
Другое интересное открытие Миджли — хлорфторуглероды (фреоны). Он создал их, чтобы сделать холодильники безопасными, поскольку до изобретения Миджли в приборах использовались ядовитые и взрывоопасные вещества. Для демонстрации того, что фреон не горит и не вредит здоровью, Миджли вдохнул дихлорфторметан на презентации. Только через 30 лет после смерти изобретателя было установлено, что фреоны разрушают озоновый слой.
В возрасте 51 года Томас заболел полиомиелитом, что привело к инвалидности. Его пытливый ум не желал мириться с ограничениями, наложенными слабым телом: чтобы иметь возможность легко подниматься с постели, он изобрел сложную систему веревок и блоков. Горькая ирония, но через четыре года он погиб, запутавшись в веревках этого механизма до полного удушения.
Мозг для обучения ИИ
Ученые очень любят мышей и крыс. На мышах проводят опыты – такое число опытов, что вы даже представить не можете. Ученые уже выяснили, что мыши сочувствуют своим собратьям-алкоголикам и наркоманам, влюбляются друг в друга, могут жить с прозрачной кожей и… в общем, история отношений с мышами может стать темой для отдельного исследования. А еще на мышах очень интересно изучать возможности мозга.
Есть такой проект EyeWire, в котором ученые из MIT умертвили, к сожалению, лабораторного мышонка по имени Гарольд. Его мозг нарезали микронными слоями, запихнули срезы в сканирующий электронный микроскоп и получили большой набор отсканированных изображений. Ученые сделали онлайн-игру, в которой раздавали пользователям срезы, и давали задание раскрашивать срезы по определенным правилам. Далее раскрашенные срезы передавали в нейронную сеть, там делалась свертка, нейронная сеть обучалась. В результате получилась сетка, которая сама, используя срезы, восстанавливает трехмерную структуру синоптических связей.
Но прежде чем мозг мыши стали использовать для обучений нейронной сети случился один необычный эксперимент. Его провел Фрэнк Розенблатт — известный американский учёный в области психологии, нейрофизиологии и искусственного интеллекта. Перцептрон — первая искусственная нейронная сеть, воплощенная на практике Фрэнком Розенблаттом. Ученый решил, что нет времени ждать, пока электронные машины станут достаточно быстрыми, чтобы на фоннеймановской архитектуре смоделировать работу нейронной сети. Он начал делать нейронные сети из «палок и скотча» — этакий массив электронных нейронов и кучи проводов. Это были небольшие нейронные сети (до нескольких десятков нейронов), но они уже применялись в решении некоторых практичных задач. Розенблат смог даже продать нескольким банкам устройства, применявшиеся при анализе некоторых массивов.
Но с 1966 года область деятельности ученого сильно изменилась. Розенблатт стал учить крыс проходить лабиринт, тренировал их, потом умерщвлял. Затем извлекал мозг крыс, размалывал в кашицу и этой кашицей кормил следующее поколение крыс… Таким образом, он проверял, улучшит ли это показатели следующего поколения мышей при прохождении лабиринтов.
Выяснилось, что съеденный мозг крысам никак не помогает, хотя такую пищу они любят. Это было одним из сильных аргументов в пользу того, что информация хранится именно в коннектоме мозга, а не в отдельных его клетках и компонентах. Как ни странно, в те годы были специалисты, считавшие, что знание может существовать внутри клеток.
«Хаббакук»: лед, опилки и корабль
В 1942 году германский флот доминировал в Атлантике. Англия отчаянно нуждалась в ультимативном оружии, способном переломить ход войны. Дефицит стали в стране не позволял строить новые авианосцы, но изобретатель Джеффри Пайк нашел выход, предложив построить гигантский боевой корабль Хаббакук изо льда.
Имя «Habbakuk» соответствует библейскому «Аввакум» и отсылает к цитате из Библии: «… будете совершенно изумлены, ибо в ваши дни собираюсь сделать нечто, во что вы не поверите, даже если бы вам рассказали».
Пайк рассказал о своем фантастическом проекте Луису Маунтбеттену, командиру 5-й флотилии эсминцев. Адмирал флота быстро оценил идею создать непотопляемый корабль и решил, что проекту нужно дать ход. Луис передал предложение Черчиллю и получил от премьер-министра полное одобрение.
Пайкерит. Просто охладите
Гениальность Пайка проявилась в создании (вместе с группой ученых) материала, которому он дал свое имя — пайкерит, состоящего, примерно, из 18–45% древесных опилок и до 82% водяного льда. Пайкерит в 4 раза прочнее льда, обладает ковкостью и оказывает примерно такое же сопротивление взрыву, как бетон. Благодаря низкой теплопроводности тает медленнее чистого льда.
Пайк представлял, что на основе застывшей воды и опилок построят корабль длиной 610 м, шириной 90 м и высотой 200 м. Водоизмещение — 2 000 000 тонн (у крупнейшего по водоизмещению современного корабля Knock Nevis — 657 018 тонн). При этом стоимость корабля не казалась заоблачной — пайкерит мог быть изготовлен на 1% энергии, необходимой для производства эквивалентной массы стали.
Иногда из пайкерита строят и наземные сооружения. Источник
На этом гигантском пространстве базировались бы не менее 500 самолетов. Корпус толщиной более 12 метров оставался бы неуязвимым для оружия немцев. Внутри авианосца разместились бы почти 4000 моряков и летчиков. Для движения Хаббакука предполагалось использовать 26 электродвигателей, установленных в отдельных внешних гондолах, вмороженных в лед.
Небольшой прототип, размером всего 18 х 9 метров и весом 1000 тонн, построили на озере Патриция (Канада) в феврале 1943 года. Управлялась модель вмороженным в лед двигателем с одной лошадиной силой. Источник.
На постройку полномасштабной модели корабля нужно было 300 000 тонн древесных стружек, 25 000 тонн огнеупорных веществ, 35 000 тонн древесины и 10 000 тонн стали, не считая количества воды для льда. 8000 человек могли построить корабль к 1944 году, однако проект был закрыт после изменения баланса сил в Северной Атлантике — союзникам для победы больше не требовалось оружие Судного дня.
18-метровый прототип корабля простоял еще три года, прежде чем окончательно разрушился. Его останки до сих пор покоятся на дне озера Патриция. Источник.
Конец странных экспериментов?
Кажется, что по сравнению с учеными прошлого, нынешние исследователи потеряли запал. Возможно, что современные безумные эксперименты, как писали на Hi-Tech.Mail.Ru, не серьезнее разбивания 14 iPhone 6s или создания арт-объекта из смартфона и куска мяса.
А может быть, все складывается совершенно иначе и сам факт существования Игнобелевской премии ясно говорит: мы привыкли, что в науке есть доля безумства, но не перестали этому изумляться.
Источник
