Эксперимент является одним из наиболее информативных методов познания. Благодаря экспериментам нам удается исследовать мир за актуальное время во всем его многообразии реакций. Планирование экспериментов позволяет за минимальное число попыток достигать достоверных результатов. Но в истории развития науки проводились иногда поистине необычные опыты.

1. Исаак Ньютон

В детские годы Ньютон был слабым, болезненным мальчиков и обычно в детских играх частенько проигрывал сверстникам. Но в 1658 году 3 сентября над Англией поднялся сильный ветер, который совпал со смертью Оливера Кромвеля. Пока взрослое население обсуждало связь между этими событиями, дети в городке Грэнтеме прыгали в длину. Исаак заметил, что по ветру прыгать легче и победил в соревнованиях. Несколько позже Ньютон повел серию научных экспериментов по прыжкам по ветру, против ветра и в безветренную погоду, на основе чего сделал выводы о силе ветра и выразил ее в футах

2. Христиан Доплер (1803-1853) и Христофор Бейс-Баллот (1817-1890)

Посылкой для эксперимента стала теория колебаний Доплера. Он обосновал, что частота колебаний сета и звука зависит от взаимного расположения источника и наблюдателя, сближаются они или удаляются друг от друга.

Бейс-Баллот попытался проверить эту теорию на практике в 1854 году. Он разместил на нанятой грузовой платформе двух трубачей, которые по очереди должны были играть непрерывную ноту соль.

Платформу вдоль перрона должен был таскать паровоз, а на перроне полустанка стояли несколько музыкантов с абсолютным слухом. Их задачей было – фиксировать какую ноту они слышат. После окончания первой стадии музыканты и трубачи поменялись местами, теперь на поезде ездили слушатели, а трубачи стояли на перроне. Два дня экспериментов подтвердили закон Доплера.

3. Рональд Эймлер Фишер (1890-1962)

В 1910-1941 Фишер работал на агробиологической станции как ботаник. Все сотрудники были мужчинами, но вот в коллективе появилась единственная женщина. Для нее было решено устраивать традиционные файф-о-клоки. В первый же день в лаборатории близ Лондона завязался спор о правилах приготовления чая. Главным вопросом стали правила добавления молока – доливать ли его в чай или чай в молоко.

Мюриэль Бристоль заявила, что сможет легко отличить правильный чай (когда молоко доливают в чай). Эта традиция укоренилась среди знати из-за фарфоровой посуды, которая бы просто лопалась, если бы сначала в чашку налили холодное молоко, а потом горячий чай. Ученые решили тут же провести эксперимент, в соседней комнате приготовили чай и подали даме. Она, что интересно, правильно угадала все чашки.

А Фишер задумался о достоверности результатов экспериментов, о том, сколько должно быть проведено опытов… Итогом в 1925 году стала фундаментальная работа «Статистические методы для научных сотрудников», которая положило начало математической статистике.

4. Люэлла и Уинтроп Келлог

В 10-х годах прошлого века Надежда Ладыгина пыталась воспитать из шимпанзе человека. У нее был годовалый детеныш и за 3 года эксперимент не дал положительных результатов. Под влиянием историй о детях-маугли в 1931 году американские биологи Люэлла и Уинтроп Келлог попытались повторить эксперимент Ладыгиной. Существенным отличием стал возраст шимпанзе (7 месяцев) и наличие в семье десятимесячного ребенка.

Идея была в том, что при совместном воспитании, постоянном взаимодействии малышей. Шимпанзе Гуа очень быстро адаптировалась и подружилась с маленьким Дональдом. Все что касалось «детей» фиксировалось супругами: отношение к запахам, реакция на незнакомые предметы, звуки. Как оказалось, именно шимпанзе быстрее соображал, как достать печенье или определял источник звука. Но зато мальчик сразу нашел применение карандашу, а обезьяну пришлось учить рисовать.

Но эксперимент закончился полным провалом. Обезьяна признаков очеловечивания не проявляла – она не научилась говорить, ее смущала необычная одежда на знакомых людях, не справилась даже с простейшими «ладушками». Зато научилась есть ложкой, иногда ходить на двух ногах, понимать некоторые слова человеческой речи. А вот Дональд за 9 месяцев выучил всего 3 слова, зато выражал свои желания обезьяньими звуками. В результате Гуа вернули в питомник, а эксперимент прервали.

5. Джон Дальтон (1766–1844)

Дальтон совершил немало интересных открытий в химии и физике, но больше запомнился первым описанным случаем врожденного нарушения распознавания цветов.

Он не замечал отличий в своем зрении, пока в 1790 году не занялся изучением ботаники, чтением монографий и справочников. Тогда для него огромную проблему представляли описания цветов в пурпурными, розовыми или красными лепестками. Все они для него не отличались от синих. Ему приходилось часто спрашивать какого цвета растение, что вызывало недоумение у окружающих. Кстати, при помощи цветных рисунков в финнской армии определяют, здоровы ли их новобранцы

Только брат понимал Дальтона, так как сам страдал таким же расстройством. Дальтон подробно описал различие между своим цветовосприятием и других людей. У него возникла гипотеза, что в его глазах есть некий синий светофильтр. В результате Дальтон оговорил в завещании, чтобы его лаборант извлек глаз и провел исследование. Синего фильстра в глазах обнаружено не было, выдвинуто предположение, что в заболевании виноват глазной нерв. А сам глаз до сих пор хранится в Манчестерском литературно-философском обществе в банке со спиртом.

6. Альфред Рассел Уоллес (1823-1913)

Научные эксперименты в географии очень редки, Альфред Рассел Уоллес был соратником Дарвина, натуралистом, путешественником, географом, биологом и антропологом.

В начале 1870 году Уоллесу попалась заметка в журнале с предложением пари на 500 фунтов. Джон Хэмден доказывал, что Земля – плоский диск и обещал выплатить премию каждому, кто докажет что это не так.

Уоллес выбрал для демонстрации прямой участок канала длинно 6 миль с мостами на концах. На одном конце он установил подзорную трубу, по центру канала – вешку с черным кружком на самом верху, и на дальнем мосту – доску-мишень. Все приборы располагались на одинаковой высоте. Если бы Земля была плоска, то черная полоса на мишени и кружок на вешке совпали. Но как и предсказывалось – они не совпали. Люди Хэмдена заявили, что несовпадения вызвано особенностями телескопа. На основании чего Хэмден отказался платить, но через несколько лет Уоллес все же выиграл суд и пари.

7. У. Дж. Бил

Американский ботаник в 1879 году начал самый длинный биологический эксперимент. Он закопал 20 бутылок с семенами сорных трав в землю. После этого регулярно (каждые 5, 10, а позже 20 лет) происходит изъятие одной из бутылок и проверка всхожести семян. И в последний раз некоторые сорняки сумели прорасти. Следующий раз бутылку выкопают в 2020 году.

8. Томас Парнелл

Профессор Парнел из Квинслендского университета начал эксперимент по проверке свойств битума. Это вещество является аморфным, то есть в своей твердой форме обладает текучестью как жидкости. Для опыта Парнеллом был помещен кусок битума в воронку, которую закрепили на штативе под колпаком. Дальше оставалось только ждать, пока битум перетечет в подставленный стакан. Первая капля вещества упала через 8 лет.

До смерти в 1948 году Парнелл зафиксировал только еще одно падение кали в 1947 году. За свой научный эксперимент он был удостоен премии, о которой мы писали в статье Шнобелевская премия.

А капли продолжали капать под бдительным наблюдением своих учеников – в 1954, 1962, 1970, 1979, 1988 и 2000 годах. В лаборатории был смонтирован кондиционер и температура несколько понизилась, битум застыл и капли стали падать реже. Но при этом ни разу не удалось пронаблюдать сам процесс падения капли. Даже установленная на месте эксперимента веб-камера не помогла. В момент падения капли 2000 года камера неожиданно сломалась…

9. Биосфера-2

В 1985 году было решено создать модель земной биосферы. Это должна была быть замкнутая система, единственное, что поступало бы извне, был солнечный свет. Целью эксперимента было проверить возможность функционирования подобных систем длительное время, выживаемость в них людей. В то время активно обсуждались перспективы полетов космических экипажей на планеты Солнечной системы, в частности на Марс.

Для проведения опыта была выбрана безлюдная местность в пустыне Сонора (США). Там построили стеклянное здание площадью 1,3 га и населили его представителями земной флоры и фауны. В одной части павильона воссоздали 5 экосистем – тропический лес, океан (бассейн с морской водой), пустыню, саванну (по которой пустили «реку»), болото. Во второй части расположили системы жизнеобеспечения, в том числе 0,25 га для сельхоз работ (в биосфере-2 было 139 съедобных растений), в бассейн выпустили неприхотливую тиляпию, а также соорудили отсек биологической очистки для сточных вод. И в третьей части были расположены жилые помещения. Каждому из 8 добровольцев отводилось по 33 кв.м., была общая гостиная и столовая. Электропитание освещения и компьютеров осуществлялось за счет солнечных батарей.

Эксперимент начался в 1991 году в сентябре. Но почти сразу в оранжерее начались проблемы. Первой подвела погода – из-за необычно сильной облачности фотосинтез был слабее ожидаемого, кроме того в почве бурно размножились бактерии, которые потребляют кислород. Результатом стало падения уровня кислорода в воздухе с 21% до ненормально низких 14% за 16 месяцев. Из-за этого нужный кислород пришлось добавлять из баллонов, то есть использовать внешние ресурсы. Так же низкими оказались и урожаи съедобных растений и «бионавты» постоянно глодали, им удалось с трудом продержаться 2 года на продуктовом НЗ, потеряв за все время до 13% веса.

Вымерло 15-30% видов заселенных в Биосферу-2, зато прекрасно размножились тараканы, которых не было в списке переселенных видов. И хотя эксперимент удалось завершить, все же считается что он был неудачным, показав хрупкость равновесия в нашей биосфере.

10. Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794)

Основатель известной нам химии Антуан Лоран Лавуазье проводил свои научные эксперименты в саду Лувра, посмотреть на них сходились толпы зрителей. Одним из направлений опытов было изучение поведения веществ под действием высоких температур.

Для него создали специальную установку с линзами для концентрации солнечных лучей. Создать цельностеклянную линзу диаметром 130см очень трудно, поэтому ее сделали «композитной» — между двумя вогнутыми стеклами залили 130 л спирта и запаяли. Толщина этого чуда инженерно мысли составляла 16 см в центре, вторая линза была в 2 раза меньше и полностью из шлифованного стекла. Всю эту систему смонтировали на платформе с рычагами, позволявшими ловить лучи Солнца.

Жертвами экспериментов стали различные минералы и металлы: кварц, песчаник, цинк, каменный уголь, олово, алмаз, золото, платина. Одним из интересных результатов стало то, что при нагревании на открытом воздухе алмаз полностью сгорает, а в запаянном сосуде – обугливается. Потрачены на эти эксперименты были тысячи золотых ливров.