Главное терпение: как проходят самые долгие эксперименты в истории
Говорят, что стекло медленно «стекает» и за века становится чуть толще в нижней части окна, искажая облик старинных витражей. Насчет стекла это всего лишь легенда, но вот некоторые другие материалы, которые считаются твердыми, действительно текут. В 1927 г. профессор австралийского Квинслендского университета Томас Парнелл решил продемонстрировать это на примере пека — тяжелого осадка, который остается после перегонки дегтя и применяется, например, для изготовления рубероида. Застывая, эта смолистая масса делается достаточно твердой, чтобы раскалываться при ударе. И тем не менее, она остается жидкостью, хотя и крайне вязкой, а потому способна течь. Только очень-очень медленно.
Расплавив пек на горелке, Томас Парнелл залил его в стеклянную воронку с запаянным горлышком и оставил остывать. В 1930 г. воронку закрепили на штативе, поставили под ней стакан, распечатали горлышко и начали ждать, пока пек медленно стечет вниз. Первая капля упала через восемь с небольшим лет, когда никто не видел. Пек отличается огромной вязкостью — примерно в 250 миллиардов раз выше, чем у воды — поэтому падение случилось неожиданно. Капля годами формировалась у горлышка и постепенно вытягивалась, пока не оторвалась от основной массы в воронке. До последнего момента все происходит, словно в замедленном кино. Очень-очень замедленном.
Оксфордский электрический звонок: 181 год
Тихий звон в коридоре Кларендонской лаборатории в Оксфорде не стихает с 1840 г. Накрытый стеклянной колбой, здесь работает звонок, который был изготовлен еще в 1825, а затем оказался в коллекции электрических устройств, собранной профессором физики Робертом Уолкером. 4-миллиметровый шарик бьется между парой противоположно заряженных металлических колоколов: касаясь одного, он получает часть его заряда и начинает отталкиваться, ударяя в противоположный. Процесс повторяется с частотой 2 Гц и будет продолжаться до тех пор, пока заряды на колоколах полностью не уравновесятся.
Капля пека вытягивается годами, и окончательно сорваться может в любой непредсказуемый момент в течение многих месяцев. Неудивительно, что вторую каплю, упавшую в 1947 г., профессор Парнелл тоже не застал. Годом спустя в возрасте 67 лет он скончался, и хранителем эксперимента оказался его ученик и единомышленник Джон Мейнстоун. Долгие годы он скрупулезно фиксировал падение капель, ни разу не увидев это чудное мгновение. А те продолжали появляться с промежутком около восьми лет: 1954-й, 1962, 1970, 1979, 1988. А вот следующей капли пришлось дожидаться целых 12 лет, до ноября 2000-го.
К этому времени на нее была уже направлена веб-камера, однако подействовал непредвиденный рок, и в нужное время техника не работала из-за внезапного отключения электричества. А ученым пришлось поломать голову над тем, почему восьмая капля падала так долго. Виновником сочли недавний ремонт: после установки кондиционеров воздух помещении стал прохладнее, и вязкость пека слегка понизилась. На это указывают и размеры капли, которая оказалась заметно крупнее предыдущих. Подтвердить или опровергнуть эту гипотезу должна была следующая, девятая капля.
Часы Беверли: 160 лет
Изготовленные новозеландским мастером Артуром Беверли часы продолжают ход с 1864 г., хотя с тех пор их ни разу не заводили. Питают их естественные суточные колебания температуры и влажности. В часы встроен герметичный контейнер с воздухом, который эластично деформируется, автоматически поднимая груз, вращающий колеса часового механизма. Обычного перепада в 3,3 °С достаточно для подъема фунтовой гирьки на дюйм, запасая 13 мДж энергии на следующие сутки. Работающие на этом принципе часы сегодня можно приобрести и для себя, их изготавливает мануфактура Jaeger-LeCoultre. Ну, а те самые Часы Беверли можно увидеть на третьем этаже факультета физики Университета Отаго в Новой Зеландии.
Как и восьмая капля пека, девятая «созревала» больше 12 лет и выглядела крупнее предыдущих семи. Она медленно стекала, коснувшись опоры раньше, чем оборвался мостик, связывавшей каплю с основной массой пека в воронке. Падением назвать это сложно: фактически, капля лишь резко изменила скорость, замедляя свое течение, когда основная масса ее оказалась внизу. Тем не менее, внимание она привлекла огромное, и больше 31 тыс. любопытных добровольцев следили за трансляцией веб-камер. На сей раз запись удалось сделать: момент резкого изменения скорости был зафиксирован 12 апреля 2014 г. В лаборатории тогда, конечно, никого не было.
К тому времени Мейнстоун уже взял помощника Эндрю Уайта, который готовится стать третьим хранителем пека. Чтобы следующая капля могла упасть полноценно, а не стечь, как предыдущие, он решил поднять воронку повыше. 24 апреля он впервые за много десятилетий стал поднимать стеклянный колпак. Неожиданно оказалось, что тот был приклеен к деревянной опоре, и оторвался с места резко, сотрясая всю экспериментальную установку. Так девятая капля окончательно оторвалась, и сегодня мы живем в ожидании десятой.
Броадболкский эксперимент: 178 лет
Британский Rothamsted Research — один из старейших агротехнических институтов мира. Он открылся в 1843 г., в качестве экспериментальной станции, на которой сразу был запущен долговременный исследовательский проект. Первоначально здесь, на поле Броадболк проверяли, как разные удобрения влияют на урожайность озимой пшеницы, и собирались завершить работы к 1841-му. Но со временем задача стала намного шире, и до сих пор на том же поле в английском Хертфордшире год за годом выращивают пшеницу, изучая влияние на ее рост самых разных факторов, тестируя новые удобрения и пестициды. Тщательности и долготерпению местных биологов можно позавидовать: так, целый год они потратили, чтобы оценить, как скажется на урожае разное количество червей в почве.
Скорее всего, падение десятой капли состоится уже в ближайшие годы. Внимательные наблюдения показывают, что объем ее увеличивается на 19 куб. миллиметров в сутки. Исходя из этого Уайт подсчитал текущую вязкость пека, которая оказалась выше, чем у воды уже только в 30 млрд раз. Возможно, понижение вязкости связано с установкой в лаборатории освещения, которое стало работать круглые сутки, освещая пек для веб-камер и заодно нагревая воздух. Значит, десятая капля упадет быстрее, чем предыдущая — скорее всего, около 2025 г.
Опыт с падающим пеком занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый долгий непрерывный лабораторный эксперимент, а Мейнстоун и Уайт (вместе с покойным Парнеллем) удостоились Игнобелевской премии 2014 г. Ученые полны решимости застать тот самый момент падения десятой капли. Готовятся и энтузиасты со всего мира: за пеком следит веб-камера, к трансляции снова собираются присоединиться десятки тысяч энтузиастов. На этот раз капля вряд ли проскользнет незамеченной для человеческих глаз, — если только вновь не вмешается странный и злой рок, который преследует этот многолетний эксперимент.
Грантовский обзор: 83 года
Психологи Гарвардской медицинской школы запустили Grant Study еще в 1938 г. Это лонгитьюдное — то есть, растянутое во времени — исследование, посвященное поиску факторов, определяющих счастье, удовлетворенность и жизненный успех. Ученые отобрали 268 гарвардских студентов и с тех пор время от времени детально их интервьюируют, пытаясь оценить ход жизни с разных сторон. В рамках аналогичного проекта Glueck Study параллельно исследовались и простые жители Бостона, 456 человек, которые не относились к когорте избранных, учащихся в престижном университете.
Собранные данные легли в основу десятков научных статей. Среди прочего, ученые обнаружили, что ключевым фактором, который определяет счастливую жизнь, являются качественные человеческие отношения с семьей, друзьями и соседями. А вот деньги, общественный статус и слава на уровень личного счастья влияют довольно незначительно. Интервьюирование остающихся в живых участников проекта продолжается до сих пор. Место ушедших занимают следующие поколения: в рамках родственного эксперимента G2 психологи следят за жизнью детей и внуков своих первых добровольцев.
