kotsh

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №1-2 (27-28) за январь-февраль 2017 г.

Фото: Евгения Жуланова

Автор: Екатерина Виноградова

С русским размахом

— Когда я рассказываю это зарубежным коллегам, они от смеха по полу катаются: во всём мире матрицы телескопов охлаждают, потому что при обычной температуре чип шумит и снимки получаются плохого качества. А в России наоборот! Как-то раз во время важных наблюдений учёные бегали с феном на сорокаградусном морозе, чтобы подогреть матрицу нашего уральского телескопа, — хохоча, Владимир Липунов открывает дверь в лабораторию космического мониторинга.

Признаюсь, я наивно полагала увидеть там сложные приборы, завалы тех самых матриц и чипов, карту видимой части Вселенной или что-то другое, столь же восхитительно-научное. Однако ожидания мои разбились о прозаическую реальность. Офисные столы, кресла, компьютеры — суть занятий работников лаборатории выдают лишь фотографии космических объектов и изображения на больших, прикрученных к стене экранах. Астрофизик ведёт меня к ним.

— Вот такой у нас центр управления полётами, — объявляет Липунов и кивает в сторону экранов с безмятежными и удивительно красивыми видами телескопов на фоне звёздного неба и природы — ни дать ни взять коллекция заставок для рабочего стола. — Полюбуйтесь, мы непрерывно снимаем все телескопы МАСТЕР на веб-видеокамеры. Здесь у нас Аргентина, тут ЮАР, а вот Канары, Карачаево-Черкесия, Благовещенск… Смелая и широкая русская душа хочет объять необъятное: мы не просто стремимся видеть разные участки южного и северного неба — нам важно наблюдать их каждую секунду. Понимаете, когда в ЮАР восходит солнце и наблюдения прекращаются, в Аргентине ещё ночь. Чтобы замкнуть круг и наблюдать небо постоянно, ­нужно установить телескопы в Мексике и Австралии. Надеюсь, со временем мы это сделаем.

— А что можно упустить, если мониторить космос не каждую минуту?

Владимир Липунов показывает на мониторах телескопы сети МАСТЕР. Они непрерывно сканируют небо, а учёные в режиме реального времени следят за их работой по этим экранам.

— Многое. Непрерывное наблюдение неба важно как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, — объясняет заведующий лабораторией. — МАСТЕР собирает информацию о происходящем в самой глубине Вселенной, чтобы прояснить, как развивались события после Большого взрыва и что было до него. А ещё телескопы-роботы следят за близкими и потенциально опасными для нас объектами: астероидами, космическим мусором. Например, когда весной 2015 года произошла авария на космическом корабле «Прогресс», наш южноафриканский телескоп моментально определил координаты и проследил траекторию падения корабля. «Прогресс» сгорел в атмосфере и не смог бы причинить вред. Но уверяю вас, в космосе болтаются каменюки по 200 метров, и если одна из них направится к Земле, МАСТЕР может сыграть решающую роль в предотвращении катастрофы.

Последние судороги звёзд

— Многие серьёзные научные проекты начинались, казалось бы, несерьёзно. Сергей Королёв, скажем, собирал свои первые ракеты в сарае и запускал на пустыре. Мы брали с него пример, когда создавали МАСТЕР: первый телескоп этой системы был установлен в подмосковном посёлке Востряково и принадлежал частному лицу, — Владимир Липунов усаживается в кресле и закидывает ногу на ногу. — В 2002 году я встретил богатого человека, который хотел устроить обсерваторию у себя на даче. Тогда я был чистым теоретиком и очень интересовался гамма-всплесками: вcё думал, как их наблюдать. Это не так просто, ведь чаще всего они длятся лишь несколько десятков секунд. Вообще, гамма-всплеск — это самый мощный взрыв во Вселенной со времён Большого взрыва: это когда масса сверхновой звезды переходит в сильнейшее излучение в гамма-диапазоне. Из полюсов сверхновой вырываются гамма-лучи, короткая вспышка — и звезда превращается в чёрную дыру.

Open space — для астрофизиков это не только объект исследований, но и организация офисного пространства.

— Получается, гамма-всплески — это последние судороги умирающей звезды, — пытаюсь уложить в голове в виде метафоры только что полученную информацию, ведь иначе представить это очень сложно. — Но во Вселенной триллионы звёзд. Как часто происходят такие коллапсы?

— Постоянно, — ухмыляется Липунов. — Но, как правило, обычные сверхновые взрываются моментально, и вся энергия уходит в чёрную дыру. Гамма-всплеск фиксируется, когда мы имеем дело не с обычными, а с вращающимися звёздами. Вращение сильно замедляет процесс отдачи энергии, — профессор отрывается от спинки кресла, подаётся вперед и увлечённо продолжает: — Представьте, что вы бежите по крутящейся ­карусели и хотите попасть в центр. У вас не получится, потому что воспрепятствует центробежная сила. Так же и в космосе: звезда вращается, не хочет уходить в чёрную дыру, сопротивляется, бедная, центробежная сила ей в этом помогает, а чёрная дыра тянет и тянет к себе. В результате звезда всё равно коллапсирует, но для нас важно, что это не простой, а растянутый коллапс, который хорошо изучать.

Из Подмосковья к краю Вселенной

— И тем не менее даже те коллапсы, которые продолжаются несколько десятков секунд, не зарегистрировать, если не вести непрерывную съёмку космоса. Мы решили привлечь спонсора и построить роботизированный телескоп, чтобы он всё делал сам: на первых долях секунды гамма-всплеска обнаруживал его и тут же фиксировал, — предваряет историю создания МАСТЕРа Липунов. — Помню, как в начале 2000-х Дмитрий Медведев говорил по телевизору что-то вроде: «Наука и бизнес должны объединяться!» Мы с коллегами смеялись над этим, но в действительности так и получилось. Система телескопов-роботов — это первый глобальный научный проект в России, запущенный на частные деньги. Правда, количество зафиксированных нами с 2002 по 2008 год гамма-всплесков можно по пальцам пересчитать. Что немудрено, ведь как было дело: лето, ночь, подмосковная дача, у соседей топится банька. А мы, значит, сквозь этот дым заглядываем на задворки Вселенной.

— Какая-то невероятная история. Видимо, ваш спонсор был настоящим фанатом космоса, раз дал кучу денег на этот проект.

— Вообще-то, мы делаем большую науку за очень маленькие деньги. Вы видели, как выглядят некоторые наши устройства? — астрофизик показывает фотографию телескопа в Южной Африке. — По сути, это такой бинокль с двумя трубками по 40 сантиметров в диаметре. Простенький. Самый дорогой элемент в нём — матрица, прибор для регистрации и быстрого считывания, как в цифровом фотоаппарате, только во много раз мощнее. А в целом телескоп не требует больших вложений. МАСТЕР совершил научный прорыв благодаря программному обеспечению. Телескоп можно построить за год, а чтобы написать софт такого уровня, нужно 10 лет. Его даже украсть нельзя! Известно, что сложную программу проще написать заново, чем разобраться и взломать её.

Софт для МАСТЕРа создавали программисты-астрономы из МГУ. Двое из них, аспиранты Евгений и Ар­тём, находятся в лаборатории, но в разговоре почти не участвуют: много дел.

Программное обес­печение — «мозг» глобальной системы МАСТЕР.

— Можно я посмотрю немного, как вы работаете? — спрашиваю парней, зная, что сейчас они обучают сеть автоматически отслеживать опасные астероиды и сводят данные телескопов в единую систему.

— Конечно! — с плутоватой улыбкой Евгений разворачивает монитор компьютера. Чёрный экран пестрит разноцветными, очень мелкими буквами и символами — это программный код, полная абракадабра для обывателя.

— У нас не бывает ни ночей, ни выходных, ни праздников. Вот так мы трудимся, — вступает в беседу программист Артём. — Для этого не обязательно присутствовать в лаборатории. Мы пишем отчёты, редактируем статьи, обеспечиваем работу роботам. Когда телескоп открывает новый объект, а это происходит двадцать четыре часа в сутки, нужно моментально отправить ­телеграмму на специальный астрономический сайт. Где бы ты ни был, ты должен по алерту срочно сбросить информацию и включиться в гонку за научными открытиями.

— Но вообще мы стремимся к тому, чтобы человек исчез из научных публикаций, перестал считаться автором открытий и был только интерпретатором, — интри­гует Липунов. — Сеть МАСТЕР была создана, чтобы наблюдать гамма-всплески. Но те из них, что регистрируются нашими роботами, происходят где-то раз в неделю, поэтому в свободное время телескопы фотографируют доступные им участки звёздного неба и сравнивают их с базой данных — перепроверяют уже прощупанное космическое пространство. Каждый день МАСТЕР находит новые звёзды, астероиды, экзопланеты. В прошлом году количество открытий перевалило за тысячу — мы отметили это событие и перестали считать. Хочется, чтобы один робот посылал сообщение об обнаружении объекта другому, а люди в этом не участвовали. Наша миссия — думать и объяснять, попивая чай у себя в кабинете.

Рождение новых светил

— Хотите отправиться в виртуальное путешествие по звёздному небу? Давайте я покажу вам, как обрабатываются снимки, — предлагает сотрудница лаборатории Елена.

Мы садимся за компьютер и заходим в базу данных, где хранятся изображения с телескопов МАСТЕР. ­Строчки с фотографиями новых объектов выделены красным. Один клик — и мы смотрим сегодняшний снимок южного неба с телескопа в Аргентине. Второй — открываем такой же вроде кадр, датированный вчерашним днём.

— Это снимок одного и того же участка неба, — поясняет Елена. — Но смотрите: тут четыре звёздочки, а здесь пять!

На крыше института есть две мини-обсерватории, но они не работают: московское небо непригодно для наблюдений.

На мониторе два чёрных квадрата с белыми пятнами-­звёздами (обычно снимки с телескопов чёрно-белые — красивые цветные фотографии получают благодаря съёмке с фильтрами). Всматриваюсь в черноту, и действительно: в первом квадрате четыре белые точки, а во втором уже пять.

Срочно находим архивные снимки МАСТЕРа, проверяем себя и ищем нужный участок неба в международных каталогах: мало ли, вдруг это переменная звезда, которая то светится, то гаснет — будет ошибкой причислить её к новым объектам.

— Скорее всего, в галактике Млечный Путь вспыхнула новая звёздочка! — с умилением подводит итог нашим поискам Елена.

Увидеть начало времени

— Вы знаете, что не было времён? — задумчиво спрашивает Липунов.

Мы пьём чай, сидя в мягких креслах его кабинета. Мысль профессора явно покинула лабораторию и бороздит сейчас просторы Вселенной. А моя застряла в безвременье: в кабинете Липунова нет часов, и кажется, что время замерло в ожидании некой истины, которую вот-вот откроет астрофизик.

Телескопы-роботы собирают данные, а Владимир ­Липунов их интерпретирует — решает, что может считаться открытием, а что нет.

— Когда не было Вселенной, тогда не было и времён, — вкрадчиво поясняет профессор. — И в XXI веке мы получим информацию о самых ранних моментах существования Вселенной, увидим, как она зарождалась и развивалась. А помогут нам в этом гравитационные волны волны, фантастическое открытые прошлого года. Мы участвовали в исследовании гравитационно-волнового события в рамках коллаборации ­LIGO, которая, собственно, их открыла, и внесли свой вклад — самый значительный, если говорить об оптических телескопах. Нам дали секретные координаты участка неба, где были зарегистрированы гравитационные волны, и мы несколько недель наблюдали его, чтобы сказать, появлялись ли там новые объекты, и если да, могли ли они дать такую гравитационно-волновую мощность. Однако важно не это, — Липунов делает эффектную паузу. — Люди научились видеть то, чего не видели раньше. Гравитационные волны, почти не поглощаясь, проходят сквозь толщу времён и плотностей, приходят к нам с самого сотворения мира. И мы можем прикоснуться к этому моменту.

Безмолвное прошлое

— Астроном — это археолог. Когда мы смотрим в ­небо, то видим прошлое, ведь свету нужно время, чтобы преодолеть огромные пространства Вселенной, — продолжает мечтательно рассуждать профессор. — Чем дальше мы смотрим, тем более раннюю Вселенную ­видим. Мы археологи, которые изучают прошлое и, увы, не находят следов ни одной другой цивилизации, кроме земной. Отсутствие жизни вне нашей планеты — это стена, в которую учёные упираются каждый день. «Вечное молчание этих бесконечных пространств ужасает меня», — писал ещё в XVII веке французский математик Блез Паскаль, и эта его фраза актуальна по сей день.

Липунов прерывает разговор и подливает чай в чашки. Повисает тишина. Я оглядываю кабинет завлаба: картины на стенах, гитара возле книжного шкафа, магнитная доска с забавными стикерами. В голове начинает пульсировать тревожная мысль: «Зачем тогда всё это нужно — живопись, музыка, наука, жизнь вообще, — если от нас даже следа не останется? Если там наверху никого нет? Совсем никого!»

Путь в космос открывается за дубовыми дверями ГАИШ.

Над столом профессора замечаю большую ­фотографию: команда учёных во главе с Липуновым окружила белый телескоп. Люди улыбаются, радуются ­установке нового прибора, размахивают флагом России, а бескрайнее равнодушное звёздное небо за этим наблюдает. Молча.

— Главная черта нашей цивилизации, — нарушает тишину профессор, — она хочет знать, хочет жить, постоянно гонится за чем-то новым. Вон за последними айфонами очереди какие выстраиваются! Вы можете представить, чтобы так продолжалось ещё миллион лет? Это невозможно, потому что подобными темпами Вселенная будет покорена — у каждого из нас в кармане будет маленькая Вселенная. Получается, либо человечество погибнет в какой-то момент, либо мы у кого-то в кармане и существует не просто внеземная, а сверхцивилизация, которую пока невозможно зафиксировать.

Ударить током незнакомца

Представьте, что вам предлагают ударить током незнакомого человека за стеной. Не просто так — за деньги. И чем больше будет разрядов, тем выше ваше вознаграждение. Правда, на следующем этапе вы сами становитесь мишенью. В этом исследовании психологов из Оксфорда каждому участнику выпала возможность неплохо заработать.

Результаты удивили прежде всего самих учёных. Большинство испытуемых постарались минимизировать вред, наносимый их действиями. Они не просто выбирали наименьшее число разрядов, но и готовы были выкупить напарника по эксперименту за деньги, заработанные на собственной боли. Участники нередко соглашались потерпеть максимальное воздействие током за вознаграждение, которое тратили потом, чтобы избавить от неприятных ощущений незнакомого человека.

Источник: Molly J. Crockett et. al. // PNAS. 2014. Vol. 111. No. 48. Р. 17320–17325.

Кому отдать почку

В исследовании другой ­группы оксфордских психологов пострадать никто не мог: эксперимент был умозрительный. Каждый участник выстраивал по предложенной схеме социальную сеть из родственников и друзей (учитыва­лись факторы родства, эмоциональной близости и частоты общения). И далее отвечал на вопрос, с какой вероятностью отдаст каждому из них почку для трансплантации, — так учёные замеряли уровень альтруизма.

Выяснилось, что люди склонны больше заботиться о членах семьи, нежели о друзьях, даже эмоционально близких. Результаты исследования, по мнению авторов, ­подтверждают так называемую теорию родства, возникшую в эволюционной биологии для объяснения альтруистического поведения. Она гласит, что готовность к самопожертвованию — это способ сохранения своего рода и потому распространяется в первую очередь на близких родственников.

Источник: Oliver Curry, Sam G. B. ­Roberts and Robin I. M. Dunbar // British ­Journal of Psychology. 2013. Vol. 104. Issue 2. Р. 283–295.

Быть «тёплым» диктатором

«Диктатор» — одна из классических игр, используемых психологами и специалистами по поведенческой экономике. Условия очень просты: вам даётся небольшая сумма, которую вы можете целиком оставить себе или частично отдать незнакомому напарнику — просто так, без просьбы или давления с его стороны. Правда, если партнёр откажется от денег, вы оба не получите ни копейки. Но, как правило, люди отдают — в среднем треть суммы.

Учёные из Саутгемптонского универ­ситета (Великобритания) несколько изменили этот эксперимент. В первом варианте добровольцы делили 10 фунтов по традиционной схеме, во втором им предлагалось пожертвовать часть средств в благотворительный фонд. А в третьем ведущий уточнял, что, сколько бы участники ни отдали, он добавит денег, чтобы фонд получил ровно 10 фунтов.

Как ни удивительно, испытуемые не стали давать меньше денег — средняя сумма благотворительного взноса не менялась в зависимости от условий задачи. Это позволило утверждать, что на жертвование человека толкает так называемое тёплое чувство — эмоциональная реакция, возникающая в процессе дарения, а не какие-либо рациональные мотивы.

Источник: Mirco Tonin, Michael Vlasso­pou­los // Theory and Decision. 2014. Vol. 76. Issue 1. Р. 47–67.

Помогать близким и не очень

Российские психологи из НИУ ВШЭ задумали разом проверить несколько теорий об ­альтруизме и провели собственное исследование. Участники заполняли опросник, решая, стоит ли в том или ином случае совершить добрый поступок — опять-таки поделиться деньгами. При этом учитывалось несколько факторов: родственная связь, история отношений (помогал ли один другому в прошлом), вероятность встречи в будущем и сумма пожертвования. «Задача» формулировалась примерно так: «Нужно ли Ивану дать своему дяде Петру 50 тысяч на операцию? Раньше дядя неоднократно помогал племяннику».

Гипотеза подтвердилась: все указанные факторы оказались значимыми. Иначе говоря, мы действительно более склонны помогать, если: а) в помощи нуждается родственник; б) помощь требуется кому-то, кто поддерживал тебя; в) высока вероятность, что мы ещё встретимся в будущем; г) сумма пожертвования относительно невысока. Чем больше этих факторов накладывается друг на ­друга, тем выше вероятность сочувствия с нашей стороны.

По-настоящему интересно то, что, ­даже когда все перечисленные условия были на нуле, некоторые участники всё равно проявляли сострада­ние и готовность помочь. Это, как говорят авторы исследования, и есть истинный альтруизм — установка на безусловную помощь человеку, оказавшемуся в беде.

Источник: А. В. Быков // Диссертационная работа на соискание степени кандидата социологических наук. НИУ ВШЭ, 2015.

Отключить эгоизм

Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе недавно сообщили, что научились делать людей добрее. Этому судьбоносному заключению предшествовал эксперимент, в ходе которого выяснилось, что в моменты альтруистического и эгоистического выбора активны разные зоны мозга. Добровольцы прямо в аппарате фМРТ играли всё того же «Диктатора», распределяя между собой деньги.

Исследователи заметили, что альтруистические решения сопровождаются активностью в «эмоциональных» зонах мозга — те же зоны активизировались при просмотре ролика, в котором чей-то палец беспощадно кололи иголкой. Эгоистический же выбор основан на работе зон, отвечающих за контроль над эмоциями и волевое поведение.

Когда учёные с помощью транскраниальной магнитной стимуляции дез­ак­ти­ви­ро­ва­ли эти зоны, поведение людей резко изменилось. Некоторые стали даже слишком щедрыми — отдавали деньги без какой бы то ни было необходимости.

Источник: Сообщение UCLA Newsroom. March 18, 2016.

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (23) за сентябрь 2016 г.

Авторы: Татьяна Нефёдова, Жанна Мельникова, Анна Добролежа, Александр Говорин, Санта Шакья, Ольга Колупаева (мастерская репортажной журналистики Летней школы). Евгения Жуланова, Анна Марченкова (Мастерская репортажной фотожурналистики Летней школы).

Опубликовано в журнале "Кот Шрёдингера": http://kot.sh/statya/451/kartina-mira-v-cherepnoy-korobke

Резиновая рука

Ирина Горюнова, 19 лет, студентка психфака СПбГУ

Своя конечность Иллюзия резиновой руки была описана ещё в 1998 году. Человек садится за стол, кладёт на него руки. Левую руку от него заслоняют экраном так, чтобы в поле зрения вообще ничего не попадало. По другую сторону от экрана, где всё видно, кладут макет резиновой руки. В течение десяти минут экспериментатор поглаживает обе конечности. У человека формируется иллюзия, что резиновая рука на самом деле принадлежит ему. И в момент, когда он говорит: «Да, это моя рука», по ней долбят молотком и смотрят на его реакцию. Это эксперимент из области когнитивной психологии. Его мне хватит лет на десять — чем глубже копаем, тем больше вопросов.

Я изучаю тело человека, то, как он ощущает себя в нём. Например, людям, у которых ампутированы конечности, подставляют новомодные протезы. Но человек не воспринимает их как часть себя. А, спрашивается, почему? Почему что-то принимает за свое «я», а что-то нет?

Психфак Есть такая байка, что на психфак идут люди, которые хотят решить какие-то свои проблемы. И вот идёшь ты с вопросом, думая, что правильный ответ придётся выбирать где-то из трёх вариантов. Но когда приходишь на психфак, понимаешь, что их там тридцать или даже триста.

Детские вопросы В науку идут с вопросами, которые, наверное, волнуют ещё с детского возраста. У меня знакомая в Оксфорде учится. Её с пяти лет волновало, как устроен глаз человека, как он видит, каким образом изображение переходит в мозг. Детские вопросы на входе — научная деятельность на выходе.

Другая реальность Слышала, что к 2025 году люди 80% времени будут проводить в искусственной реальности: путешествовать по разным мирам, не вставая с дивана. Без нас там не обойдётся!

Постоянная адекватности

Дмитрий Лебедев, 24 года, аспирант Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Прогресс Наука становится всё популярнее. Наконец-то современное общество осознало, что техническая революция свершилась и прогресс не так уж далёк от нас! Самый простой пример — космическая программа. В 60-е годы население в массе своей не очень-то понимало, зачем человек полетел в космос: поставить флаг, послушать гимн? Сейчас всё очевидно. Когда мы идём в поход, то берём с собой мембранную куртку, которая сшита из той же ткани, из которой делались скафандры.

Молекулярная биология Я занимаюсь изучением функций ионотропных рецепторов, тестирую действие компонентов ядов змей, жаб, моллюсков на рецептор гамма-аминомасляной кислоты. Вероятно, это поможет создать новые препараты: обезболивающие, успокаивающие. А вообще молекулярная биология — это весело: самодельное мороженое на жидком азоте вприкуску с хлебом, ловля сбежавших лабораторных мышей по комнате... Интересные коллеги, которые создают демократичную атмосферу научного сообщества.

Настоящее В России среди учёных не принята практика смены специальности. А это странно. Вот у меня только к аспирантуре, а то и к защите кандидатской формируется достаточный кругозор и появляется самостоятельность, которая необходима, чтобы точно найти дело жизни. Большинство же выбирает специальность гораздо раньше и практически случайно.

Друзья Формулу, которую я нарисовал, выдумал только что. Она описывает зависимость количества друзей у того или иного человека от постоянной его адекватности. Dn / dt = dx * k2, где Dn — количество друзей, dt — время, dx — число социальных связей, k — константа адекватности.

Анатомия языка

Любовь Клименченко, 23 года, студентка магистратуры НИУ ВШЭ, программа «Теория языка и компьютерной лингвистики»

Кто такой лингвист Многие думают, что лингвист — это полиглот, человек, который знает множество языков. Или эдакий педант, который учит всех, как правильно говорить. Но это не так. Когда кто-то говорит «звОнит», а не «звонИт», я не возмущаюсь и не начинаю поучать. Язык ведь живой, а все правила, которыми он наделён, человек придумал сам, то есть это искусственное внедрение в живой организм. Лингвисты похожи на биологов, которые препарируют лягушек. Мы тоже вскрываем и разбираем, но только язык.

«Я не ты» На картинке у меня изображена работа полевого лингвиста. Один человек, носитель языка (информант), говорит по-адыгейски. А я, лингвист, сразу делаю у себя в голове морфологический разбор и перевожу то, что сказал собеседник. Тут на местоимении висит показатель того, что оно выполняет роль глагола. «Сэ сауреп» в переводе означает: «Я не ты».

Ошибки «Поехали лингвисты изучать язык, спрашивают у информанта:

— Так можно говорить?

— Можно.

— А так?

— И так можно.

— Можно?

— Можно!

Лингвист радуется, гипотеза подтверждается. Это какой-то чудо-язык, на котором можно говорить как угодно. Но напоследок ещё раз спрашивает:

— А когда так можно сказать?

— Когда человек плохо знает наш язык».

С каждой новой лингвистической экспедицией у меня таких ошибок становится всё меньше.

Говорилка К нам пришли журналисты из РБК и сказали, что есть занудные биржевые новости, делать которые очень скучно. Например, индекс такой-то поднялся на столько-то, а другой упал. И вот для РБК мы с однокурсником начали писать программу, которую назвали «Говорилкой». Она получает информацию о биржевых котировках и на основании этого порождает новости. Наша задача — сделать так, чтобы не было грамматических ошибок и чтобы эти тексты были не слишком сухими. Например, там очень часто фигурирует словосочетание «индекс упал» — мы хотим, чтобы «Говорилка» пользовалась синонимами типа «индекс понизился», «индекс обрушился».

Диагностика настоящего

Дарья Венидиктова, 22 года, студентка лечебного факультета СмолГМУ, младший научный сотрудник лаборатории «Диагностические исследования и малоинвазивные технологии»

Реальность и идеал Руки символизируют нас, медиков, а дельфин для меня он символ всего живого, результат нашей работы. Субстанция со злым оскалом — настоящий мир. Солнечный и чистый океан, куда руки выносят дельфина, — это новый мир, который создаётся благодаря труду учёных. Я хочу оставить в этом добром океане свой след — сделать что-то стоящее для сохранения и поддержания жизни. Я могу бороться с проблемами. И знаете что… Давайте пририсуем настоящему миру маленький бантик, все-таки в нём есть что-то хорошее.

Изобретение В лаборатории, где я работаю, мне поручили испытать на мышах или кроликах новый нетоксичный эхо-контраст — вещество, позволяющее успешнее проводить ультразвуковое исследование организма. Поняв, что мне придётся мучить бедных животных, я начала протестовать. Тогда руководитель сказал: «У тебя есть две недели, чтобы изобрести прибор для исследования этого вещества». Я эти слова восприняла как вызов. Нам нужно было обкатать диагностику печени. Если бы мы действовали традиционным способом, то вводили бы эхо-контраст животному и наблюдали не за всем его телом, а только за сосудами печени. Значит, мне нужно было создать подобную трубчатую систему. В качестве материала я выбрала силикон, так как его хорошо просвечивает УЗИ. Затем спроектировала сосуды разного диаметра, как здоровые, так и с наличием метастазов и рака, поместила их в ёмкость с гелем — получился такой фантом, который можно использовать для испытания диагностирующих аппаратов вместо живого существа. Мой прибор упрощает исследование препаратов и обучение сотрудников. То, что ранее делалось за 5 часов, теперь занимает 15 минут.

Мир в клетке организма

Фёдор Ширшиков, 24 года, аспирант Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Смертельные болезни Я биолог. Первой в своей картине мира я нарисовал белковую молекулу. Мне и как человеку, и как учёному обидно, что уйма прекрасных людей, которые могли бы работать дольше и продвинуть науку вперёд, скончались от онкологических заболеваний. Например, советский биохимик, который как раз занимался белковыми молекулами — Юрий Овчинников, — умер в 53 года от рака крови, это же страшно!

Лекарство от рака Жизнь и эволюция организмов возможны благодаря тому, что белки выполняют бесчисленное количество функций. И учёные могут этими функциями управлять. Лично мне интересны белки рибонуклеазы. Вполне возможно, что скоро они станут лекарственными препаратами. Вторым важным элементом в моей научной картине мира являются молекулы РНК. Как узнать, что «умеет» делать молекула РНК, по последовательности её нуклеотидов? Решение этой задачи, на мой взгляд, откроет новые горизонты в нашем представлении о том, как устроена жизнь и почему она так внезапно прерывается из-за рака.

Микроскоп Для меня это не просто оптический прибор. Так я вижу смысл жизни учёного — стремление узнать все детали объекта исследования, увидеть логику функционирования каждой части живого организма. Думаю, что мои представления о мире и делают меня мной.

Озарение пунктиром

Людмила Баулина, 23 года, программист научно-производственного центра «Аспект» в Дубне

Умные мысли Я попыталась изобразить то, как к нам поступает научное знание. Всегда поражалась, как, например, Менделеев составил свою таблицу? Это ведь как озарение, будто кто-то послал умные мысли на Землю. Я не знала, как их лучше показать, поэтому нарисовала потоки информации, опускающиеся на планету, в виде пунктирных линий. Все люди их принимают, в том числе и я. Правда, мне не хотелось бы рисовать себя, ведь я одна из многих…

Польза Однажды я наблюдала, как моя мама делала выкройки, чтобы сшить красивые подушки. У неё задумка была дикая — с множеством сложных узоров. Она сидела часы напролёт, рисовала и просчитывала всё до миллиметра. И тут мне ударило в голову, что это ведь математическая задачка, решение которой можно отдать на откуп компьютерной программе, и мама не будет мучиться. Так родилась идея создания автозакройщика. Такие штуки, кажется, используются на крупных фабриках для промышленного производства выкроек. А вот бытовых машин, которые бы могли просчитывать замысловатые фигуры, нет. Проект ещё не завершён, но я работаю над тем, чтобы привести это всё к исправно функционирующей системе.

Любовь с образованием

Аксинья Кострова, 24 года, аспирантка кафедры психологии образования и педагогики МГУ

Древо жизни Я воспринимаю мир как один живой организм, который растёт, движется вперёд, вверх. Но есть конечная цель, какой-то абстрактный идеал — это Солнце. В процессе развития дерево приносит плоды. Надо любить своё дело, людей, с которыми работаешь.

Своё место В этом мире я исследователь, изучаю процесс роста дерева. Ещё пожинаю плоды вместе со всеми. Наблюдаю, как индивидуальные особенности мышления ученика влияют на эффективность применяемого метода обучения. Возьмём, например, учителя биологии. Он может просто читать лекцию все 45 минут, а может и взаимодействовать с классом — давать задания по ходу объяснения материала. Моя задача — помочь разобраться в существующих методах и, может, разработать новые. Ещё со школьных лет мне казалось, что я смогу изменить систему образования.

Мечта Хочу открыть свою школу. От других она отличалась бы прежде всего педагогическим составом. Я бы постаралась набрать учителей по своим критериям. Главный из них — любовь к детям.

Сверхпроводящие бутерброды

Бурхан Массалимов, 22 года, аспирант ФИАН

Завод Я больше всего хотел быть инженером. Но так получилось, что попал в физики. Вообще люблю делать всё руками, ковыряюсь с установочкой, что-то паяю, вырезаю из металла, сгибаю, работаю болгаркой. Половина стоящих в лаборатории столов — мои. А работа моя связана со сверхпроводимостью, мы делаем сверхпроводящие ленты. Это как бутерброд. Сначала идёт хлеб — подложка. Сверхпроводник — колбаса. Это уже можно есть, но хорошо бы ещё что-то положить: сыр, соус, огурчики... Я как раз и занимаюсь этой прослойкой между хлебом и колбасой.

Смысл жизни Если что-то долго делаешь, наступает момент, когда всё начинает казаться скучным и глупым. И ты зацикливаешься на вопросе: надо, не надо?.. Я нашёл простой выход — спросил себя: а полезен ли я для окружающего мира? Рассуждаю и понимаю, что даже моя монотонная работа полезна, без неё ничего не сдвинется. Я винтик в механизме, который ускоряет прогресс. Кто-то должен заниматься бутербродами, а мы умеем делать бутерброды.

Горы и пальмы У меня всё время есть какие-то дела, работа и большое желание съездить в горы, на море. Я ненадолго вырываюсь, а затем возвращаюсь. А хотелось бы совместить приятное с полезным. Например, открыть лабораторию в горах.

Домик Есть банальная мечта — наконец-то обзавестись своей квартирой, а не снимать жильё.

Высоты Что касается Нобелевской премии... Вот если открою сверхпроводимость при комнатной температуре, получу эту награду, причём в том же году. Хотя это маловероятно. Вообще Нобелевку получают те, кто не думает о ней.

«Я рассуждаю как экспериментатор…»

Михаил Петров, 25 лет, аспирант кафедры физики полимеров и кристаллов МГУ им. М.В. Ломоносова

Пунктирные линии Человек — это размазанная точка. В течение жизни он принимает многочисленные информационные волны разнообразной длины. Потоки информации буквально сметают — уже не понимаешь, что для тебя действительно важно, а что нет. Наука же упорядочивает эти потоки, позволяет распутать клубок, сделать мир доступнее для понимания. Информация обрабатывается и преобразуется в различные концепции — квадратики. Пунктиры — это следы, которые в течение жизни оставляет каждый из нас в разных сферах.

Работа Я работаю над электрохромными материалами, которые меняют цвет в зависимости от напряжения. Разработка гибкой тонировки — весьма перспективное направление, которым уже активно интересуются «Мерседес», «Мицубиси», «Боинг».

Эксперимент Я экспериментатор. Всегда любил экспериментировать и обрабатывать данные. Лет в пятнадцать взял несколько рублёвых монет, пометил их краской и пустил в оборот, в смысле — расплатился в магазине. Всё ждал, что хотя бы одна из них вернётся, но этого не произошло. Глупости, конечно, не понимал тогда, что краска легко стирается... Иногда ловлю себя на мысли, что и в реальной жизни рассуждаю как экспериментатор. Например, перед тем как поехать в отпуск, составляю таблицы, стараюсь найти идеальную конфигурацию.

Личное будущее Бывают переломные моменты, сомнения, усталость от процесса, но никогда не было такого, что не хотелось ставить эксперименты вообще. В некоторых случаях спасает мысль о том, что не нужно срываться, пока не доберёшься до некой опорной точки.

Рачки расскажут правду про Крым

Мария Карпук, 27 лет, младший научный сотрудник Геологического института РАН

Маленькие рачки Я занимаюсь микрофауной, такими маленькими-маленькими рачками — остракодами. Сейчас я пишу диссертацию о раннемеловых остракодах Крыма. Эти рачки — высокоорганизованные животные. По ним можно определить, каким было это место миллионы лет назад: температуру воды, направление течения, глубину, солёность, удалённость от берега и т. д.

Крым На рисунке карта наших работ в Крыму. Точки на карте — разрезы, где мы брали образцы. Сама точка, то есть разрез, выбирается не случайным образом. Остракоды сохраняются в глинистых отложениях, а значит, и разрез нам нужен глинистый, причём определённого возраста, примерно 127–97 миллионов лет.

Зачем? Мне хочется верить, что люди, занимающиеся наукой, делают это ради новых открытий и знаний. Вот, например, наши исследования. Кто-то возьмёт их и напишет учебник. И студенты будущего станут лучше представлять себе историю Крыма.

Суперпозиция науки и обучения

Игорь Балашов, 20 лет, студент физфака МГУ

Уравнение Шрёдингера Учёба и научная работа — неисчерпаемый источник открытий, просто в первом случае эти открытия уже известны человечеству, а второе расширяет понимание мира. Обучение и научное исследование находятся для меня в суперпозиции. Помню, на втором курсе готовился к экзамену по электромагнетизму, и мне в голову пришла мысль, что ферромагнетик можно намагнитить не только в магнитном поле, но и механическим способом — с помощью вращения. Уже придумал эксперимент, а потом прочитал в учебнике, что этот эффект был открыт Барнеттом в 1909 году. Расстроился.

Прогресс Когда ты приходишь в лабораторию, мир развивается дальше уже с тобой.

Голография Меня заводит идея голографии. Достало смотреть на плоское изображение, хочется объёма. Мечтаю сделать так, чтобы в будущем каждый мог записать голограмму точно так же, как сейчас делают фотографии. Ты выглядываешь в окно, и всё, что ты там увидишь, будет на фотокарточке.

Наномир В лаборатории я занимаюсь наноструктурами. Однако недавно наткнулся на несколько интересных книг по астрономии. Меня удивило, что методы познания Вселенной схожи с методами познания объектов наномира.

Охота на айфон

Александр Стрепетов, 26 лет, социальный антрополог

Антропология У меня нет микроскопа, я ходячая лаборатория, сам себе инструмент. Мне был 21 год, когда я поступил в РГГУ, и на первом же курсе поехал на Таймыр в составе социолингвистической экспедиции. Работали с долганами, эвенками, ненцами… Впоследствии я сменил тематику исследований с этнической на городскую.

Город Такой объект изучения появился в фокусе общественных наук совсем недавно, может быть, двадцать лет назад. В прошлом году в городе Кимры знакомые антропологи проводили эксперимент — попросили детей нарисовать город мечты, в котором они хотели бы жить. Нарисовать можно было всё что угодно, но дети рисовали многоэтажки. С огромным количеством магазинов на нижних этажах.

Архаика сейчас Я вижу современные события в архаическом стиле — это наскальная живопись без перспективы. Люди заняты охотой за престижным элементом материальной современной культуры. Купить айфон последней модели при зарплате в 12 тысяч рублей и выплачивать кредит в течение 6–8 месяцев — это иррациональное поведение. Как антрополог я пытаюсь выделить связь между традиционной, архаической и современной культурами, в действительности они не так уж и сильно различаются.

Удивление Социальный антрополог всегда находится в неведении, он должен быть немножечко чужим, всегда удивлённым. Я должен увидеть улицы, по которым ходил тысячу раз, как будто впервые, будто я вообще не знаю, что такое улица!

Философия пчелы

Даниил Аронсон, 27 лет, философ

Циркуль Джона Донна Мир, каким я его вижу: отрывок из стихотворения Джона Донна. Циркуль обозначает двух находящихся в разлуке людей, один из которых — опорная ножка, а другой — та ножка, которая совершает круг, путешествует. От твёрдости и верности человека, который остался на месте, зависит, вернётся ли тот, кто путешествует. Часы показывают, что этот процесс не стоит на месте, он постоянно в динамике. Это не имеет какого-то глубокого смысла, мне просто нравится Джон Донн.

Абстрактная справедливость Моя диссертация была на тему «правовая философия Канта». Почему право вообще имеет силу? Почему мы считаем, что есть некая абстрактная справедливость, с помощью которой мы должны решать те или иные вопросы? В какой-то момент я понял, после чего три дня ходил как под кайфом от озарения.

Кант На третьем курсе мне нужно было сдать эссе к определённой дате, но у меня возникли личные обстоятельства: я никак не успевал сделать работу вовремя. Мой преподаватель отнёсся к этому с пониманием и разрешил сдать работу позже. А я как раз в эти дни читал Канта и был впечатлён его моральной философией. Там есть такая идея, что существуют правила, которые должны быть общими для всех, и если есть исключение, оно идёт вразрез с моралью. Я под влиянием этого включился, быстро написал эссе и сдал его в срок.

Философия По Фрэнсису Бэкону, есть три вида насекомых, у которых разные стили жизни: муравей, пчела и паук. Муравей — это такой инженер-трудяга, погружённый в узкотехнические вопросы. Паук строит конструкции в небесах — это писатель-фантаст или художник. Ну а пчела летает, но её полёт отчасти подчинён практическим задачам, и вот пчела — это философ.

Польза миру Я не уверен в том, что, если вдруг придумаю что-то крутое, это обязательно на что-то повлияет, тем более на мир. Есть, конечно, прецеденты, когда философия меняла мир: например, некоторые формулировки Локка вошли в Декларацию независимости США. Но такие примеры не означают, что философия и сейчас может менять мир, тем более в лучшую сторону.

С любовью и восторгом опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (11) за сентябрь 2015 г.

Математика на обоях

Кто: Софья Ковалевская.

Специальность: Математика.

Из биографии: Легенда гласит, что из-за нехватки обоев детскую комнату Софьи обклеили литографированными лекциями математика Михаила Остроградского. Девочка целые дни просиживала перед стеной с таинственными знаками. Ей хотелось разобрать хотя бы отдельные фрагменты и найти тот порядок, в котором листы должны были следовать друг за другом. Видимо, с этого и начался ее интерес к математике. А дальше была насыщенная жизнь: фиктивный брак (иначе она в середине XIX века не смогла бы выехать за границу и заниматься наукой) защита диссертации, участие в Парижской коммуне, самоубийство мужа, литературные произведения, статус члена-корреспондента Российской академии наук…

Чем запомнилась: Первая в России и Северной Европе женщина-профессор и первая в мире женщина — профессор математики. В 38 лет Ковалевская написала работу «Задача о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки», в которой открыла третий классический случай решения этой задачи. Первые два принадлежат знаменитым математикам Леонарду Эйлеру и Жозефу Лагранжу.

Незабываемая незавершенность

Кто: Блюма Зейгарник.

Специальность: Психология.

Из биографии: Начиналось все радужно. В 1921 году она вместе с любимым мужем переехала в Берлин, где работала вместе со знаменитым психологом Куртом Левиным. Через десять лет она вернулась в СССР, где стала помощницей другого классика — Льва Выготского. А дальше все печально: Левин бежал от фашистов в США, и связь с ним прервалась; Выготский умер от туберкулеза; ее муж был арестован НКВД и расстрелян; в 1950-м саму Зейгарник обвинили в космополитизме и отстранили от научной работы… После окончания сталинской эпохи — снова признание и научные исследования, продолжавшиеся почти до самой смерти в 1988 году.

Чем запомнилась: В психологии закономерности редко называют именем открывшего их исследователя (это вам не физика или математика). Еще реже этим исследователем оказывается женщина. Вошедший во все учебники мира «эффект Зейгарник» — случай чуть ли не единственный. Суть этого эффекта заключается в том, что вероятность запоминания незавершенных действий намного выше — чуть ли не в два раза, — чем завершенных. А еще она была основателем советской школы патопсихологии, и до сих пор выражение «Вам стоит почитать Блюму Вульфовну Зейгарник…» означает намек на проблемы с психикой.

Госпожа Пенициллин

Кто: Зинаида Ермольева.

Специальность: Микробиология, эпидемиология.

Из биографии: Зинаида Ермольева очень любила Чайковского. Тот факт, что замечательный композитор умер от холеры, поразил ее воображение. Есть версия, что именно это раннее впечатление предопределило выбор профессии.

Чем запомнилась: Когда говорят о создании первого антибиотика, вспоминают британца Александра Флеминга. Немногие знают, что в СССР первые образцы современных антибиотиков, таких как пенициллин и стрептомицин, получила Зинаида Ермольева. И если Флеминг только открыл пенициллин в виде жидкости, в которой жила плесень, — выделяли антибиотик в отдельное вещество уже другие ученые, — то Зинаида Ермольева сама сделала и то и другое. Антибиотик был произведен в 1942 году и очень пригодился на фронте.

Лазерная тема

Кто: Фатима Бутаева (Бутаты Асланбеджы чызг Фатимае).

Специальность: Физика.

Из биографии: Фатима Бутаева родилась и провела юность в маленьком осетинском городке, где многие жители даже не умели писать. В финале — Москва и блистательные открытия, которыми мы пользуемся до сих пор.

Чем запомнилась: Благодаря ее исследованиям в СССР появились первые люминесцентные лампы. В 1951 году совместно с Валентином Фабрикантом и Михаилом Вудынским она сформулировала новый принцип усиления света. Позднее он лег в основу действия лазеров.

Между мозгом и кровью

Кто: Лина Штерн.

Специальность: Биохимия, физиология.

Из биографии: Можно сказать, Лина Соломоновна была первая во всем: первая женщина — профессор Женевского университета, первая женщина-академик в Советском Союзе. Наука однажды спасла ей жизнь. В 1949 году исследовательницу арестовали по делу Еврейского антифашистского комитета. На суде Штерн сказала, что не хочет умирать, потому что еще не все сделала для науки. И стала единственной среди участников этого комитета, кто избежал расстрела. Возможно, на этот счет было личное указание Сталина. Он боялся смерти и надеялся, что Штерн продолжит свои исследования по борьбе со старением.

Чем запомнилась: Именно Штерн ввела в научный оборот труднопроизносимый термин «гемато-энцефалический барьер». Это своего рода фильтр, который не дает проникать в мозг микроорганизмам и токсинам, содержащимся в крови. Без него мы бы быстро умерли от ядов и инфекций, но он же мешает и лечению: до сих пор очень сложно обеспечить доставку лекарства в мозг. Штерн разработала метод инъекций прямо сквозь черепную коробку. Это помогло лечить столбняк, туберкулезный менингит и т.д.

Борьба с чумой

Кто: Магдалина Покровская.

Специальность: Бактериология.

Из биографии: События ее жизни легли в основу написанной советскими драматургами пьесы с пафосным названием «Сильнее смерти». Исполнявшая роль биолога Покровской актриса вспоминала: «То была едва ли не самая счастливая женщина среди моих сценических героинь: ее любил муж, у нее была прелестная маленькая дочь, и она не умирала в последнем акте, хотя и лежала при смерти в предпоследнем. Пьеса заканчивалась победой этой сильной женщины, советского ученого».

Чем запомнилась: Впервые создала и испытала на себе живую вакцину против чумы. Испробовать вакцину на себе она решила в Международный женский день, 8 марта 1934 года. С помощью шприца она ввела себе в кровь 500 миллионов бактерий. На следующий день градусник показывал 38,4°. Но все закончилось благополучно. Выступая с докладом в Москве, она отметила, что была уверена в успехе.

Королева бензоколонки

Кто: Анна Межлумова.

Специальность: Химия.

Из биографии: В юности хотела быть учителем и подала документы в педвуз. Но при зачислении комиссия учитывала, кем работают родственники абитуриента. Отец и муж были нефтяниками, поэтому девушку направили в Грозненский нефтяной институт. Весной 1945 года Анна возглавила центральную лабораторию нефтеперерабатывающего завода.

Чем запомнилась: Чем выше октановое число у бензина, тем меньше вероятность, что он взорвется. В ходе экспериментов группе ученых-нефтяников в под руководством Анны Межлумовой удалось получить формулу высокооктанового бензина. Дело в Грозном в 1945 году. В Чечне она прожила до середины 90-х, пока ее не вынудила бежать из города начавшаяся война, во время которой был ранен ее сын. Последнее интервью с ней датируется 2006 годом, тогда ей было 92. Известно, что она жила в Волгодонске, почти в нищете.

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №3 (05) март 2015 г.

Опубликовано в журнале "Кот Шрёдингера": http://kot.sh/statya/241/plohaya-nauka

Автор: Юлия Кондратенко

Иллюстрации: Алексей Таранин

За сотни лет наука как система отработала методы избавления от ошибок, подтасовок, неверных интерпретаций. Тем не менее ошибки случаются. Хорошо, если их отлавливают ещё во время работы или обсуждения на семинаре в лаборатории. Если этого не произошло, некорректные результаты могут «зарубить» до их публикации в научных журналах: там есть правила, по которым всякая статья рецензируется, то есть отправляется на оценку независимым специалистам. Рецензенты могут принять статью, отклонить либо отправить на доработку. Но они тоже не боги и не могут знать всего. Если и они пропускают ошибку, то весь научный мир узнаёт, например, что «скорость активации трансляции РНК-4 вируса мозаики люцерны зависит от длины 3’-нетранслируемой последовательности». Механизм трансляции не шутка, если у вируса он зависит от три-штрих-части, то, возможно, и у остальных организмов аналогично. А это уже переворот в науке молекулярной биологии. Что происходит дальше? Множество людей, работающих в этой области, учтут такую новость, станут проводить исследования, предполагая, что такая зависимость есть. А потом, спустя годы выясниться, что выводы исходной статьи были неверны.

И это самый простой случай — бывает, что некорректно полученные данные на годы тормозят перспективные исследования: понапрасну тратятся горы денег, распространяются заблуждения, и иногда гибнут люди. Какие ошибки при планировании экспериментов допускают даже маститые учёные?

Маленькая выборка

В конце 70-х годов США страдали от сильнейшей нехватки нефти. В этих условиях правительства многих штатов разрешили водителям поворачивать направо на красный свет — это позволяло меньше стоять на перекрёстках и экономить топливо. Сразу возник вопрос: не спровоцирует ли новое правило рост числа аварий? В разных городах стали проводить исследования, сравнивая число дорожных происшествий до и после нововведения. Одним из первых свои результаты представил консультант департамента автомобильных дорог и транспорта штата Виргиния по фамилии Паркер. По его данным, до изменения правил на 20 перекрёстках произошло 308 происшествий, а после нововведения — 337. Разницу консультант справедливо назвал статистически незначимой, а начальник департамента отправил отчёт губернатору, указав, что существенного увеличения числа аварий исследование не выявило.

Конечно, одной работой по такому важному вопросу исследования не ограничились. В следующем году вышла ещё одна статья (19 аварий до разрешения поворачивать на красный и 24 после), а затем — ещё и ещё (287 аварий и 313, 74 и 82, 81 и 87). Все исследования показали, что после изменения правил аварий стало больше. Однако все результаты были статистически незначимыми: различия в числе аварий лежали в пределах ожидаемых случайных флуктуаций.

Новое правило ввели в США почти повсеместно, и вскоре накопилось достаточно данных, чтобы уверенно сказать: частота дорожных происшествий из-за него резко повысилась (почти в два раза). Так почему первые исследования не выявили столь ощутимый эффект? Проблема в том, что не каждая установленная зависимость является статистически достоверной.

Отделить случайность от неслучайности помогают математические критерии. Ещё до начала эксперимента учёный должен выбрать небольшое число (0,05 или меньше), называемое p-value. Это число означает вероятность получить необычный набор результатов в самом обычном и предсказуемом эксперименте. Например, если мы бросаем монетку десять раз и получаем только четыре решки, у нас недостаточно данных, чтобы сказать, что у монетки смещён центр тяжести, вот, если бы подбросили монетку тысячу раз и выпало бы четыреста решек, то можно было бы говорить о закономерности. Отклонение от ожидаемого нейтрального результата может быть слишком маленьким, чтобы отличить его от случайности.

С небольшой вероятностью экзотические данные можно получить в любом эксперименте. P-value выбирается по правилам, принятым в данной области работ, — для этого есть специальные таблицы. Если выбрано очень маленькое значение p-value, то меньше шансов получить ложноположительный результат, то есть увидеть закономерность там, где её нет («ошибка первого рода»). Но выбирать слишком низкое значение тоже нельзя: можно ошибочно принять существенное различие за случайность и совершить «ошибку второго рода».

Что бы быть уверенными в том, что выявленная закономерность действительно существует, а не является просто погрешностью, разработан мощный математический аппарат. Существует, например, больше десятка статистических критериев, позволяющих определить подтвердилась гипотеза или нет: критерий Пирсона, критерий Колмогорова, Z-тест, U-критерий Манна-Уитни, критерий Уилкоксона, t-критерий Стьюдента и так далее.

Результаты, полученные на маленьких выборках, не позволяют ни подтвердить, ни опровергнуть гипотезу. Так было с первыми исследованиями поворотов на красный свет: статистически значимый эффект обнаружен не был, но авторы не имели права заявлять, что его нет. Небрежность со статистикой может стоить человеческих жизней.

Правый поворот на красный свет сейчас запрещён в большинстве стран с правосторонним движением. Но не в США.

Нет контрольного эксперимента

В 1998 году в авторитетном медицинском журнале Lancet вышла одна из самых печально знаменитых научных работ — исследование Эндрю Вейкфилда и группы его коллег: комплексная прививка от кори, свинки и краснухи может вызвать аутизм у детей. Авторы опросили родителей двенадцати детей с симптомами аутизма и выяснили, что у восьми из них заболевание проявилось вскоре после вакцинации, до которой они были здоровы. Кроме того, у детей обнаружились повреждения стенки кишечника, и авторы предположили, что аутизм, вызываемый прививкой, особенный и характеризуется ещё и специфическим заболеванием пищеварительного тракта. На пресс-конференции, предшествовавшей публикации работы, Эндрю Вейкфилд предостерёг родителей от использования этой вакцины.

Его выступление вызвало настоящий взрыв паники по всему миру, развитие движения антипрививочников и, как следствие, вспышки кори, которая до этого считалась практически побеждённой болезнью. С тех пор выводы Вейкфилда опровергло множество исследований, в том числе весьма масштабных. В результате журнал Lancet в 2010 году отозвал скандальную публикацию. До сих пор многие родители боятся, что из-за прививок у детей разовьётся аутизм, а движение антипрививочников живёт и здравствует.

Работа Вейкфилда — классический пример отсутствия контрольного эксперимента. Контроль — это опыт, который должен подтвердить, что наблюдаемый эффект объясняется именно исследуемыми причинами. В нём всё должно быть так же, как и в основном эксперименте, за исключением этой причины.

Допустим, вам пришла в голову гипотеза: после прослушивания классической музыки коровы дают более высокие удои. Чтобы это проверить, нужно взять две группы коров одной и той же породы, возраста и массы, с примерно равными удоями до начала эксперимента. Обе группы нужно помести в абсолютно идентичные стойла и кормить одной и той же пищей. У этих двух групп всё должно быть одинаковым, кроме одного — одним дают слушать Баха с Бетховеном, а другим нет. И, если у экспериментальной группы (те, где была музыка) удои окажутся выше, чем у контрольной (которую не подвергали воздействию), то можно говорить о существовании зависимости.

Вейкфилд исследовал детей с аутизмом и предположил, что их болезнь вызвана прививкой. В этом случае контрольную группу должны были составить дети, не получали прививку. Если среди них количество аутистов оказалось бы меньше, то это свидетельствовало бы в пользу выводов Вейкфилда. Но это не было сделано. Последующие исследования других учёных поставили данные о связи прививки и аутизма под сомнение.

Нарушение чистоты эксперимента

В 2012 году журнал Food and Chemical Toxicology опубликовал статью Жиль-Эрика Сералини, в которой утверждалось, что потребление генетически модифицированной кукурузы вызвало рак у подопытных крыс. Это была не первая работа, в которой учёный указывал на вред ГМО, но к новой статье прилагались ужасающие фотографии крыс с огромными опухолями, моментально разлетевшиеся по Сети и напечатанные во множестве газет.

Однако сразу после публикации на автора посыпались вопросы. Главный из них: почему Сералини использовал линию крыс, склонную к заболеванию раком? Сералини проводил опыты на крысах Sprague-Dawley, известных своим спокойным характером, удобством в обращении, а также предрасположенностью к онкологическим заболеваниям. По данным одного из исследований, у самцов этой линии вероятность развития опухолей в нормальных условиях составляет 80%, у самок — 70%. Средняя продолжительность жизни мышей этой линии два года, и именно столько длился эксперимент Сералини — за это время у большей части подопытных животных по естественным причинам развился рак.

Учёный включил в рацион крыс трансгенную кукурузу, причём у одной из групп её доля в рационе была больше, у другой меньше. Контрольная группа крыс эту кукурузу не употребляла вовсе — и опухоли у них развивались реже, а смертность была не такой высокой. Но всё же разница между группами в основном и контрольном экспериментах была небольшой, её вполне можно было объяснить случайной флуктуацией. Подтверждалось это предположение и отсутствием зависимости между дозой ГМО-кукурузы в пище животного и риском возникновения опухоли: у крыс, в рационе которых трансгенов было меньше, опухоли развивались чаще, чем у грызунов, получавших больше кукурузы.

Вскоре Сералини опубликовал в том же журнале статью с оправданиями, но ему не удалось убедить научное сообщество в корректности своих экспериментов. В 2013 году Food and Chemical Toxicology отозвал его скандальную работу, несмотря на бурные протесты автора. Интересно, что год спустя это исследование принял к публикации другой, значительно менее престижный журнал. Работу даже не стали повторно отправлять на рецензирование, раз уж она однажды его прошла. Действия редакторов этого журнала вызвали в научном сообществе недоумение.

Исследование Сералини, конечно, принесло много вреда, внушив людям страх перед генетически модифицированными продуктами. Но, как ни странно, был и положительный эффект. Во-первых, эта история в очередной раз привлекла внимание к проблемам системы рецензирования, которая способна пропустить такие некачественные работы. Во-вторых, завязалась плодотворная дискуссия между учёными и институтами контроля безопасности потребителей. Они трогательно сошлись во мнении, что дизайн эксперимента некорректен. Если бы каждой научной работе уделялось столько внимания, учёным пришлось бы научиться ставить образцово-показательные эксперименты.

И до, и после знаменитой публикации Сералини было опубликовано множество работ, опровергающих связь между употреблением генетически модифицированных продуктов и риском возникновения рака. Согласно исследованиям, ни у самих животных, употреблявших ГМО, ни у их потомков вплоть до пятого колена никаких нарушений не возникало.

Неподходящие методы

Примета нашего времени — повсеместное распространение гаджетов, без которых жителя развитых стран уже невозможно представить. При этом у нас до сих пор нет полной уверенности, что частое использование мобильного телефона не вредит здоровью. Причина всё та же: корректный эксперимент поставить сложно, а корректный эксперимент на людях — ещё сложнее.

Сотовые телефоны излучают волны в радиочастотном диапазоне. Их энергия слишком мала, чтобы повредить ДНК, но всё-таки когда мобильник находится близко к телу, какое-то излучение нашими тканями всё-таки поглощается. Не может ли частое использование мобильного телефона спровоцировать рак? Было проведено много исследований, в том числе довольно масштабных… и у всех были недочёты, из-за которых мы не можем быть полностью уверены в безопасности мобильных телефонов и безбоязненно разговаривать по ним три-четыре часа в день.

В ходе международного исследования Interphone было опрошено 10 000 жителей из 13 стран; у половины респондентов опухоли были, у половины нет. Участники эксперимента рассказали, как давно они пользуются телефоном, как часто и сколько в среднем длится звонок. Исследование не выявило связи между этими параметрами и риском развития рака. Тем не менее выстроенные по этой схеме эксперименты многим кажутся неубедительными, ведь информация, на которую они опираются, воспроизводится по памяти. Искажения возникают и из-за того, что больные раком люди начинают искать причину своего заболевания, и им может показаться, что они действительно слишком много разговаривали по телефону.

Модель, использованная учёными из Дании, основана на более объективных принципах: авторы в течение многих лет получали данные о состоянии здоровья группы испытуемых. Такой дизайн эксперимента лучше подходит, когда нам нужно понять динамику какого-то процесса: вот пользуется человек телефоном, пользуется, и в какой-то момент у него развивается рак. Но, к сожалению, исследователи лишь узнавали, есть ли у респондента телефон, а ведь это не гарантирует, что он вообще его использует. И никакой информации о том, как часто участники эксперимента пользовались мобильными. Как бы то ни было, связь между наличием телефона и шансом заболеть раком не обнаружена.

Исследования третьей группы учёных — из Швеции — включали данные не только для мобильных телефонов, но и для стационарных, потому что руководитель группы и их считал опасными. Эти исследования одни из немногих, в которых утверждается, что связь между телефоном и раком всё-таки есть. Однако они тоже вызывают сомнения: количество опухолей мозга в Швеции в те годы не выросло, несмотря на взрывное распространение мобильных телефонов.

В подавляющем большинстве работ связь между использованием мобильного телефона и риском развития рака не выявлена. Но почему так сложно поставить хороший эксперимент? Проблема в том, что ситуация меняется очень быстро: данные, полученные пять лет назад, уже плохо применимы — сегодня многие чувствуют себя неуютно, если им приходится хотя бы полчаса обойтись без телефона. В то же время опухоли порой формируются десятки лет, и чтобы сказать что-то наверняка, нужны долгосрочные исследования.

Получается противоречие: нужны длительные исследования того, что быстро и масштабно меняется. Авторы Interphone не учли, что использование телефона скоро перестанет быть событием, которое откладывается в памяти (никто ведь не помнит, сколько времени он сегодня сидел на стуле или смотрел в окно), а учёные из Дании не знали, что интенсивность использования мобильных телефонов скоро станет сильно варьироваться. Но именно тогда, когда мир вокруг резко и кардинально меняется, особенно важно ставить аккуратные эксперименты и добиваться чётких ответов на вопросы.

Неподходящие сотрудники

В августе прошлого года стало известно о гибели японского биолога Ёсики Сасаи. Учёный повесился в здании института RIKEN, в котором работал. В предсмертной записке он написал, что устал от несправедливой травли в СМИ и ответственности за происходящее в институте и лаборатории.

Газеты и Сеть действительно много писали о сомнительной публикации, соавтором которой был Ёсики Сасаи. В статье, опубликованной в Nature, описывался новый, очень простой метод получения стволовых клеток из клеток крови — с помощью получасовой инкубации в растворе лимонной кислоты. Публикация вызвала ажиотаж в научном мире. Новый метод позволил бы получать стволовые клетки в огромных количествах — речь шла о прорыве в развитии клеточной биологии и регенеративной медицины. К сожалению, воспроизвести результаты японских учёных другим исследовательским группам не удалось.

Институт RIKEN начал внутреннее расследование, в ходе которого выяснилось, что одна из соавторов публикации — Харуко Обоката — подтасовала рисунки. Ёсики Сасаи курировал работу молодой сотрудницы и нёс ответственность за её действия. Увы, он не мог предположить, что она представит ему фальшивые результаты.

Nature отозвал статью, указав на неточности в подписях к рисункам. После многочисленных сообщений о том, что применить новый метод не удаётся, оставалась надежда, что хотя бы сама Харуко Обоката сможет воспроизвести собственные результаты. Была созвана специальная комиссия. Исследовательнице не удалось продемонстрировать наблюдателям метод в действии, и институт объявил о прекращении попыток подтвердить, что стволовые клетки можно получить описанным способом. Харуко Обоката не стала оспаривать заключение экспертной комиссии о фальсификации.

В своей работе учёные неизбежно полагаются на других людей: коллег, поставщиков реактивов, рецензентов. К сожалению, точных методов для проверки того, насколько человеку можно доверять, не существует. Научное сообщество сейчас достаточно быстро реагирует на некорректные публикации, даже если на первый взгляд там всё в порядке. Чем важнее работа, тем быстрее её результаты пытаются воспроизвести в лабораториях по всему миру. Так что наука может пережить даже крупные ошибки, а вот отдельный человек не всегда.

P.S. Хотим подчеркнуть, что, несмотря на всё вышеописанное, научное знание обладает куда более высоким уровнем точности и надежности, нежели утверждения мистиков, астрологов или просто людей со «здравым смыслом».

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №7-8 (9-10) за июль-август 2015 г.