Это невероятно! Истории от основателя Игнобелевской премии Марка Абрахамса

Абрахамс М. Это невероятно!Абра­хамс М. Это неве­ро­ят­но! Откры­тия, достой­ные Игно­бе­лев­ской пре­мии (Marc Abrahams. This Is Improbablе. Cheese String Theory, Magnetic Chickens, and Other WTF Research. 2012). Пере­вод с англий­ско­го Бори­сла­ва Коз­лов­ско­го и Алек­сея Капа­над­зе — М.: БИНОМ. Лабо­ра­то­рия зна­ний, 2015. Серия Universum. Веду­щий редак­тор серии Ири­на Опи­мах

Кни­га осно­ва­те­ля Игно­бе­лев­ской (Шно­бе­лев­ской) пре­мии — сбор­ник эссе о самых раз­ных иссле­до­ва­ни­ях вполне почтен­ных уче­ных. Толь­ко вот пред­мет этих иссле­до­ва­ний застав­ля­ет чита­те­лей сна­ча­ла рас­сме­ять­ся, а потом заду­мать­ся о весь­ма серьез­ных вещах. Поче­му чаще все­го кра­дут кни­ги по эти­ке? Как най­ти опти­маль­ный спо­соб нарез­ки вет­чи­ны с помо­щью мате­ма­ти­ки? Отче­го тан­цо­ры в Вега­се полу­ча­ют боль­шие чае­вые в опре­де­лен­ные меся­цы? И какое ухо луч­ше рас­по­зна­ет ложь — пра­вое или левое? Абра­хамс рас­ска­зы­ва­ет о подоб­ных доволь­но стран­ных иссле­до­ва­ни­ях в обла­сти био­ло­гии, физи­ки, мате­ма­ти­ки и дру­гих наук с боль­шим юмо­ром, иро­ни­ей и — глу­бо­ким зна­ни­ем чело­ве­че­ской при­ро­ды.

28 часов томления духа

Гер­ман­ские и австрий­ские иссле­до­ва­те­ли про­ана­ли­зи­ро­ва­ли, что про­ис­хо­дит со зна­ме­ни­тым пиа­ни­стом (Арми­ном Фук­сом), если тот на про­тя­же­нии более чем суток игра­ет раз за разом без оста­нов­ки корот­кий этюд «Том­ле­ния духа», сочи­нен­ный фран­цуз­ским ком­по­зи­то­ром Эри­ком Сати. Это был тест на вынос­ли­вость — как с худо­же­ствен­ной, так и с ней­ро­фи­зио­ло­ги­че­ской точ­ки зре­ния, — кото­ро­му под­верг­ли уме­ние моз­га повто­рять.

Коман­да иссле­до­ва­те­лей — Кри­стине Коль­мец, Рей­н­хард Копи­ец и Марк Бан­герт из Ган­но­вер­ско­го уни­вер­си­те­та музы­ки и дра­ма­тур­гии, а так­же Вер­нер Гёбль и Эккарт Аль­тен­мюл­лер из Австрий­ско­го инсти­ту­та искус­ствен­но­го интел­лек­та в Вене — опуб­ли­ко­ва­ла в 2003 году несколь­ко ста­тей о том, что дали нау­ке наблю­де­ния за пиа­ни­стом.

Заго­лов­ки этих работ столь же длин­ны, как и упраж­не­ния Фук­са. Один, в жур­на­ле Psychology of Music («Пси­хо­ло­гия музы­ки»), зву­чит так: «Элек­три­че­ская актив­ность коры у пиа­ни­ста, испол­ня­ю­ще­го „Том­ле­ния духа“ Эри­ка Сати в тече­ние 28 часов». Когда Сати закан­чи­вал это сочи­не­ние (в 1893 году), он сопро­во­дил ноты пояс­не­ни­ем, что испол­ни­те­лю сле­ду­ет «сыг­рать этот пас­саж 840 раз под­ряд».

В XXI веке уче­ные Коль­мец, Копи­ец, Бан­герт, Гёбль и Аль­тен­мюл­лер зада­лись вопро­сом, мог ли ком­по­зи­тор XIX века «пред­ви­деть вли­я­ние, кото­рое ока­жет его сочи­не­ние на пиа­ни­ста, в осо­бен­но­сти на его созна­ние и дви­га­тель­ные функ­ции».

Неслож­ные рас­че­ты пока­зы­ва­ют, что в сред­нем неуто­ми­мый Фукс испол­нял по трид­цать пас­са­жей за час — по одно­му «Том­ле­нию духа» каж­дые две мину­ты.

Закре­пив элек­тро­ды на голо­ве у Фук­са, иссле­до­ва­те­ли смог­ли в режи­ме реаль­но­го вре­ме­ни сле­дить за элек­три­че­ской актив­но­стью его моз­га при помо­щи элек­тро­эн­це­фа­ло­гра­фа (ЭЭГ). Обна­ру­жи­лось, что «пиа­нист за вре­мя экс­пе­ри­мен­та успел пере­жить несколь­ко раз­ных состо­я­ний — от бодр­ство­ва­ния до дре­мо­ты и тран­са».

Когда Фукс впа­дал в дре­му, музы­ка ста­но­ви­лась нераз­бор­чи­вой. Одна­ко всё то вре­мя, что он бодр­ство­вал, пиа­нист играл образ­цо­во. «Но важ­нее все­го, — гово­рит­ся в рабо­те, — что даже в глу­бо­ком тран­се, когда чело­век испы­ты­ва­ет эффек­ты вро­де сжа­тия вре­ме­ни и изме­нен­но­го вос­при­я­тия, замет­ные на ЭЭГ, пиа­ни­сту уда­ва­лось не толь­ко про­дол­жать играть, но и дер­жать темп. Это тре­бу­ет вир­ту­оз­но­го кон­тро­ля над дви­га­тель­ной актив­но­стью» (видео экс­пе­ри­мен­та мож­но най­ти на YouTube: www.youtube.com/watch?v=km9GiejF5OQ).

Вто­рое иссле­до­ва­ние, опуб­ли­ко­ван­ное в Journal of New Music Research, содер­жит намно­го более деталь­ный «ана­лиз тем­па и гром­ко­сти» . Авто­ры не без гор­до­сти сооб­ща­ют: «Нели­ней­ные мето­ды выяви­ли, что пере­па­ды гром­ко­сти и тем­па име­ют неве­ро­ят­но слож­ную при­ро­ду, и коле­ба­ния обо­их пара­мет­ров удоб­ней все­го опи­сы­вать в 18-мер­ном про­стран­стве. Эффек­ты тако­го рода ранее опи­са­ны не были».

«Том­ле­ния духа» не при­над­ле­жат к чис­лу самых попу­ляр­ных про­из­ве­де­ний Эри­ка Сати. Доволь­но корот­кое (обыч­но пиа­ни­сты нару­ша­ют инструк­цию ком­по­зи­то­ра и игра­ют «Том­ле­ния» все­го еди­но­жды), оно не тре­бу­ет от испол­ни­те­ля осо­бой ско­ро­сти игры или сверхъ­есте­ствен­но­го мастер­ства.

Одна­ко один про­рыв Сати все-таки совер­шил. Пред­ло­жен­ная им тех­ни­ка («сыг­рай­те это 840 раз под­ряд») была с боль­шой выго­дой осво­е­на музы­каль­ной инду­стри­ей мно­гие годы спу­стя. Радио-диджеи 1950-х дока­за­ли: упор­но повто­ряя пес­ню раз за разом, ниче­го не сто­ит убе­дить вели­кое мно­же­ство слу­ша­те­лей, что эта кон­крет­ная мело­дия — их люби­мая.

В голове у официанта

Арген­ти­на может похва­стать­ся уди­ви­тель­ны­ми офи­ци­ан­та­ми, память кото­рых заслу­жи­ва­ет спе­ци­аль­но­го ана­ли­за, — если верить ста­тье, опуб­ли­ко­ван­ной в жур­на­ле Behavioural Neurology и оза­глав­лен­ной «Стра­те­гии улуч­ше­ния памя­ти в реаль­ных жиз­нен­ных ситу­а­ци­ях у офи­ци­ан­тов Буэнос-Айре­са». «Типич­ный стар­ший офи­ци­ант в Буэнос-Айре­се дер­жит в уме все зака­зы, сде­лан­ные кли­ен­та­ми, если тех за сто­лом не боль­ше деся­ти, — сооб­ща­ют авто­ры. — При­но­ся блю­да, офи­ци­ан­ты так­же не испы­ты­ва­ют необ­хо­ди­мо­сти что-либо пере­спра­ши­вать или све­рять­ся с запи­ся­ми».

Как пра­ви­ло, офи­ци­ан­ты не оши­ба­ют­ся.

Как им это уда­ет­ся? Иссле­до­ва­те­ли Три­стан Бекин­штейн, Джу­ли­ан Кар­до­зо и Факун­до Манес реши­ли выяс­нить это экс­пе­ри­мен­таль­но. Кол­лек­тив авто­ров пред­став­ля­ет сра­зу три науч­ных учре­жде­ния — Инсти­тут когни­тив­ной ней­ро­на­у­ки и Уни­вер­си­тет Фава­ло­ро в Буэнос-Айре­се, а так­же Отде­ле­ние наук о моз­ге в Кем­бридж­ском уни­вер­си­те­те.

Выгля­дел экс­пе­ри­мент так. Восемь чело­век уса­жи­ва­лись за стол и зака­зы­ва­ли напит­ки. Как толь­ко офи­ци­ант воз­вра­щал­ся с напит­ка­ми, уче­ные счи­та­ли, сколь­ким из вось­ме­рых он при­нес имен­но то, что было зака­за­но, и сколь­ко раз напи­ток доста­вал­ся не тому кли­ен­ту. На этом эта­пе все офи­ци­ан­ты справ­ля­лись пре­вос­ход­но.

Потом так­ти­ка поме­ня­лась. Кли­ен­ты дела­ли заказ и, преж­де чем офи­ци­ант воз­вра­щал­ся, меня­лись места­ми. Резуль­та­ты были хуже неку­да. Из девя­те­рых офи­ци­ан­тов, с кото­ры­ми уче­ные про­де­ла­ли этот фокус, ни разу не ошиб­ся толь­ко один.

Рабо­тая над ста­тьей, Бекин­штейн, Кар­до­зо и Манес наткну­лись на опи­са­ние само­го уди­ви­тель­но­го офи­ци­ан­та в мире (о том, был ли он арген­тин­цем, источ­ни­ки умал­чи­ва­ют). Тот после дол­гой тре­ни­ров­ки в совер­шен­стве овла­дел искус­ством без­оши­боч­ной достав­ки еды: «мог запом­нить до два­дца­ти зака­зов, делил блю­да на мяс­ные и овощ­ные и сра­зу решал, в какой точ­ке сто­ла долж­на ока­зать­ся та или иная тарел­ка. Что­бы зако­ди­ро­вать и удер­жать в памя­ти набор запра­вок для сала­тов, он исполь­зо­вал акро­ни­мы впе­ре­меш­ку со вспо­мо­га­тель­ны­ми сло­ва­ми. А для запо­ми­на­ния сте­пе­ни про­жар­ки стей­ков рисо­вал мыс­лен­ную кар­ти­ну, где рядом с каж­дым посе­ти­те­лем буше­ва­ло пла­мя — у одних посиль­ней, у дру­гих посла­бей».

Офи­ци­ан­ты Буэнос-Айре­са, в отли­чие от их чудо-кол­ле­ги, «раз за разом при­зна­ва­лись, что не заду­мы­ва­лись о какой-либо спе­ци­аль­ной стра­те­гии запо­ми­на­ния, и утвер­жда­ли, что мастер­ство само собой при­хо­дит с опы­том». Прав­ду они гово­ри­ли или лука­ви­ли, но их отве­ты хоро­шо согла­су­ют­ся с мне­ни­ем, что людям их про­фес­сии не свой­ствен­но тео­ре­ти­зи­ро­вать.

Тот офи­ци­ант, что в экс­пе­ри­мен­те заре­ко­мен­до­вал себя луч­ше про­чих, — то есть пра­виль­но раз­дал напит­ки кли­ен­там, кото­рые поме­ня­лись места­ми у себя за сто­ли­ком, — утвер­ждал: в отли­чие от кол­лег, он не заду­мы­ва­ет­ся, где кто сидит, и обра­ща­ет вни­ма­ние толь­ко на внеш­ность чело­ве­ка. Целых десять лет он «рабо­тал на кок­тейль­ных вече­рин­ках, где всё в посто­ян­ном дви­же­нии», а в ресто­ране слу­жит толь­ко послед­ние три года.

Ужасные звуки

Ног­тя­ми по мело­вой дос­ке. Поче­му от одной этой фра­зы у нас про­бе­га­ет озноб по спине? Про­бле­ма бес­по­ко­ит уче­ных вот уже 2300 лет. Еще Ари­сто­тель отме­тил суще­ство­ва­ние «тяже­лых зву­ков», но не потру­дил­ся объ­яс­нить, отку­да они берут­ся.

В сере­дине 1980-х трое уче­ных взя­лись за зада­чу все­рьез: они застав­ля­ли доб­ро­воль­цев слу­шать син­те­зи­ро­ван­ные элек­тро­ни­кой зву­ки, ими­ти­ру­ю­щие скре­жет от ног­тей. Д. Линн Халь­перн, Рэн­дольф Блейк и Джеймс Хил­ле­бранд из Севе­ро-Запад­но­го уни­вер­си­те­та в Эван­стоне (штат Илли­нойс) опуб­ли­ко­ва­ли резуль­та­ты в жур­на­ле Perception and Psychophysics. Ста­тья назы­ва­лась «Пси­хо­аку­сти­ка ужас­ных зву­ков».

Пер­вым делом они поста­ви­ли серию опы­тов с целью выяс­нить, какую сту­пень в иерар­хии непри­ят­ных зву­ков зани­ма­ет скре­жет ног­тей.

Иссле­до­ва­те­ли завер­бо­ва­ли груп­пу доб­ро­воль­цев — отлич­ную от той, кото­рой поз­же пред­сто­я­ло столк­нуть­ся лицом к лицу со все­ми вида­ми и вари­а­ци­я­ми Зву­ка Зву­ков. Пер­вой груп­пе дали про­слу­шать в запи­си 16 зву­ков, кото­рые в тео­рии мог­ли бы вызвать дис­ком­форт: нуж­но было оце­нить, насколь­ко раз­дра­жа­ет каж­дый из них. Резуль­та­ты варьи­ро­ва­лись от «так себе» (звон коло­ко­ла, шелест вело­си­пед­ных шин, жур­ча­ние воды) до «мучи­тель­ных». Несколь­ких доб­ро­воль­цев слег­ка раз­дра­жа­ло позвя­ки­ва­ние клю­чей. Если дви­гать­ся в сто­ро­ну воз­рас­та­ния дис­ком­фор­та, за клю­ча­ми шли точил­ка для каран­да­шей; мотор блен­де­ра; табу­рет­ка, кото­рую воло­кут по полу; выдвиж­ные метал­ли­че­ские ящи­ки; руба­нок по дере­ву; руба­нок по метал­лу и нако­нец пено­пласт — когда два кус­ка трут друг о дру­га. Но раз­дра­жа­ю­щий эффект от скре­же­та ног­тей затме­вал их все.

Выяс­нив этот про­стой факт, Халь­перн, Блейк и Хил­ле­бранд оциф­ро­ва­ли свои маг­ни­то­фон­ные запи­си, что­бы путем мани­пу­ля­ций на ком­пью­те­ре лег­ко пре­вра­щать высо­кие часто­ты в низ­кие и наобо­рот. В ста­тье осо­бо отме­ча­ет­ся: иссле­до­ва­те­ли были убеж­де­ны, что запись их отлич­но­го каче­ства. «Для авто­ров и еще несколь­ких вынуж­ден­ных слу­ша­те­лей из чис­ла под­опыт­ных, — пишут Халь­перн с кол­ле­га­ми, — сиг­нал, оциф­ро­ван­ный и очи­щен­ный от помех, зву­чит очень похо­же на ори­ги­нал и столь же непри­ят­но».

Содро­га­ю­щим­ся от отвра­ще­ния доб­ро­воль­цам при­шлось выслу­шать несколь­ко вари­ан­тов зву­ков, про­шед­ших циф­ро­вую обра­бот­ку, и оце­нить, насколь­ко непри­я­тен каж­дый из них.

Выво­ды, сде­лан­ные по ито­гам экс­пе­ри­мен­та, заслу­жи­ва­ют того, что­бы их про­ци­ти­ро­вать: «Наши резуль­та­ты демон­стри­ру­ют, что звук твер­до­го пред­ме­та, кото­рым скре­бут по дос­ке, непри­ят­ным дела­ет аку­сти­че­ская энер­гия в фор­ме волн с часто­той посе­ре­дине диа­па­зо­на, доступ­но­го чело­ве­че­ско­му слу­ху. Вопре­ки ожи­да­ни­ям, высо­кие часто­ты не явля­ют­ся ни необ­хо­ди­мы­ми, ни доста­точ­ны­ми для того, что­бы вызвать чув­ство отвра­ще­ния. Одна­ко по-преж­не­му неяс­но, поче­му этот и похо­жие зву­ки так режут слух».

Но этим исто­рия не закан­чи­ва­ет­ся. В 2004 году Джош Мак­дер­мот и Марк Хау­зер из Гар­вард­ско­го уни­вер­си­те­та, про­ве­дя серию аку­сти­че­ских и пси­хо­ло­ги­че­ских опы­тов, обна­ру­жи­ли прин­ци­пи­аль­ное раз­ли­чие меж­ду сту­ден­та­ми Гар­вар­да и хох­ла­ты­ми тама­ри­на­ми. В отли­чие от сту­ден­тов, эти обе­зья­ны не стре­мят­ся сбе­жать из поме­ще­ния, где скре­бут ног­тя­ми по дос­ке. Мак­дер­мот и Хау­зер отва­жи­лись выдви­нуть свою гипо­те­зу на этот счет — по их мне­нию, эффект может быть свя­зан со спо­соб­но­стью чело­ве­ка пони­мать музы­ку и вос­при­ни­мать ее эмо­ци­о­наль­но.

В 2006 году Халь­пер­ну, Блей­ку и Хил­ле­бран­ду была при­суж­де­на Игно­бе­лев­ская пре­мия по аку­сти­ке. Но загад­ка оста­лась загад­кой, и она по-преж­не­му щеко­чет нер­вы всем, кому о ней рас­ска­зы­ва­ют.

Физика крадущихся и падающих котов

Коты могут красть­ся, а могут падать, — но что бы они ни дела­ли, коты обя­за­ны под­чи­нять­ся зако­нам физи­ки. Уче­ные не раз пыта­лись узнать, как же им это уда­ет­ся.

Самые отча­ян­ные голо­вы выяс­ня­ли, что про­ис­хо­дит, если кота бро­сить с высо­ты. Кот в паде­нии, кот перед неиз­беж­ным столк­но­ве­ни­ем с зем­лей — что, спра­ши­ва­ет­ся, меша­ет ему раз­бить­ся? Одна толь­ко коша­чья хит­рость.

Рис. М. Смагина
Рис. М. Сма­ги­на

В 1969 году Т. Р. Кейн и М. П. Шер из Стэн­форд­ско­го уни­вер­си­те­та (США) опуб­ли­ко­ва­ли труд «Дина­ми­че­ское объ­яс­не­ние фено­ме­на пада­ю­щей кош­ки». До сих пор он оста­ет­ся одной из немно­гих посвя­щен­ных кош­кам работ, опуб­ли­ко­ван­ных в Journal of Solids and Structures («Жур­нал о твер­дых телах и струк­ту­рах»). Кейн и Шер объ­яс­ня­ют: «Хоро­шо извест­но, что пада­ю­щие коты обыч­но при­зем­ля­ют­ся на лапы, даже если бро­сить поко­я­ще­го­ся кота вверх тор­маш­ка­ми. Были пред­при­ня­ты мно­го­чис­лен­ные попыт­ки най­ти какую-нибудь доста­точ­но про­стую меха­ни­че­скую систе­му, кото­рую зако­ны дина­ми­ки вынуж­да­ли бы повто­рять харак­тер­ные дви­же­ния кота в поле­те. Насто­я­щая рабо­та — при­мер такой попыт­ки».

И что это за при­мер!

Ронять и под­ни­мать котов Кейн и Шер не ста­ли. Вме­сто это­го они постро­и­ли абстракт­ную мате­ма­ти­че­скую модель кота: два цилин­дра (слег­ка непра­виль­ных) соеди­ня­ют­ся в одной точ­ке таким обра­зом, что­бы вся кон­струк­ция гну­лась, но не скру­чи­ва­лась — как коша­чий позво­ноч­ник.

Когда на ком­пью­те­ре смо­де­ли­ро­ва­ли паде­ние это­го тео­ре­ти­че­ско­го кота, дви­же­ния его напо­ми­на­ли те, что иссле­до­ва­те­ли мог­ли видеть на серии фото­гра­фий, запе­чат­лев­ших паде­ние с кры­ши насто­я­ще­го кота. Уче­ные сде­ла­ли вывод: их тео­рия «объ­яс­ня­ет рас­смат­ри­ва­е­мый фено­мен».

В 1993 году про­фес­сор Ричард Монт­го­ме­ри из Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Сан­та-Кру­зе нанес по ста­рой про­бле­ме новый сокру­ши­тель­ный удар при помо­щи бро­не­бой­но­го матап­па­ра­та совре­мен­ной физи­ки. Его ста­тья «Калиб­ро­воч­ная тео­рия пада­ю­ще­го кота» зани­ма­ет целых 26 стра­ниц в серьез­ном мате­ма­ти­че­ском жур­на­ле. В фина­ле с неудо­воль­стви­ем отме­ча­ет­ся, что «ори­ги­наль­ные реше­ния Кей­на и Шера явля­ют­ся одно­вре­мен­но наи­луч­ши­ми и про­стей­ши­ми».

Одна­ко коты ред­ко сва­ли­ва­ют­ся на кого-нибудь. Чаще все­го они куда-нибудь кра­дут­ся. Кра­дут­ся по зем­ле. И кра­ду­щи­е­ся коты спо­соб­ны пле­нить физи­ка ничуть не мень­ше, чем коты летя­щие.

Кри­сти­на Бишоп из Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Дэви­се вме­сте с Ани­той Пай и Дэни­э­лом Шмид­том из Уни­вер­си­те­та Дью­ка в Север­ной Каро­лине в 2008 году отпра­ви­ли в науч­ный онлайн-жур­нал PLoS ONE ста­тью «Кра­ду­щий­ся кот: меха­ни­ка дви­же­ний все­го тела».

Объ­ек­том иссле­до­ва­ния ста­ли шесте­ро котов, трое из кото­рых «были частич­но обри­ты и поме­че­ны яркой неток­сич­ной крас­кой, что­бы облег­чить кине­ма­ти­че­ский ана­лиз». Была обна­ру­же­на «преж­де неиз­вест­ная меха­ни­че­ская связь» меж­ду «согну­ты­ми поло­же­ни­я­ми тела», «изме­не­ни­я­ми харак­те­ра поста­нов­ки лапы» и энер­го­за­тра­та­ми орга­низ­ма на все эти изги­бы и дви­же­ния лап.

По мне­нию Бишо­па, Пай и Шмид­та, котов, наме­рен­ных красть­ся, серьез­но огра­ни­чи­ва­ют физи­че­ские зако­ны миро­устрой­ства. Им при­хо­дит­ся выби­рать меж­ду «кра­ду­щей­ся поход­кой», на кото­рую тра­тит­ся слиш­ком мно­го энер­гии, и ста­рой доб­рой энер­го­эф­фек­тив­ной ходь­бой.

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Один комментарий

  1. Я про­чел эту кни­гу. Навер­ное, как колон­ка раз в неде­лю в газе­те это вполне сим­па­тич­но и выгля­дит как науч­ный юмор типа «Физи­ки шутят». Но когда это собра­но в одной кни­ге, мас­сой, это смот­рит­ся как про­па­ган­да пре­зре­ния и даже нена­ви­сти к нау­ке и уче­ным. За наши денеж­ки, собран­ные в виде нало­гов, эти жули­ки зани­ма­ют­ся черт зна­ет чем!
    Юрий Ф.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: