Паук-некробот, жамевю и облизанные камни
Рассказываем о лауреатах Шнобелевской премии 2023 года
Шнобелевскую премию (Ig Nobel Prize) вручают за исследования, которые «сначала заставляют рассмеяться, а потом — задуматься». Минувшей ночью состоялась XXXIII первая ежегодная церемония вручения этой почетной награды. Как и три раза до этого, мероприятие прошло в онлайн-формате. Победители получили купюры номиналом десять триллионов зимбабвийских долларов, а также PDF-файл, который можно распечатать, чтобы собрать маленькую бумажную коробку. Рассказываем о десяти шнобелиатах этого года.
Химия и геология: зачем ученые лижут камни
Ян Заласевич (Jan Zalasiewicz), геолог и палеонтолог из Саутгемптонского университета, опубликовал в журнале Palaeontology Newsletter эссе с рассуждениями о том, зачем его коллеги облизывают камни. По словам ученого, еще в XVIII веке итальянский горный инженер и естествоиспытатель Джованни Ардуино определял горные породы на вкус. В те времена сложные инструменты и методики для анализа геологических отложений еще не появились, поэтому даже такой примитивный подход приносил специалистам пользу. А современные исследователи смачивают окаменелости и минералы языком, потому что на влажной поверхности проще рассмотреть их текстуру.
Премию вручил нобелевский лауреат по физиологии и медицине за 1993 год Ричард Робертс (Richard Roberts). Он отметил, что химики, в отличие от геологов, не любят облизывать камни. А победитель, получая награду, не смог удержаться от того, чтобы лизнуть окаменевшего трилобита. Кстати, Ян Заласевич — не только ученый, но и автор нескольких научно-популярных книг. На русском языке вышла его работа «Земля после нас».
Литература: что чувствуют люди, когда повторяют слово много-много-много-много-много-много-много-много раз
Премия в области литературы досталась команде специалистов под руководством Криса Мулена (Chris Moulin) из Университета Гренобль-Альпы и Акиры О’Коннора (Akira O’Connor) из Сент-Эндрюсского университета. Исследователи изучали От французского jamais vu («никогда не виденное»)
Ученые просили подопытных добровольцев много раз повторять одни и те же слова — например дверь, деньги или пить — и описывать свои ощущения. В результате две трети из них испытали жамевю. Оказалось, что в среднем слово начинает казаться незнакомым либо после тридцатого повторения, либо через одну минуту. При этом авторам не удалось выявить корреляции между чувством жамевю и возрастом участников или опытом психической диссоциации.
Награду победителям вручил Элвин Рот (Alvin Roth), лауреат Нобелевской премии по экономике 2012 года, который признался, что никогда прежде не слышал термин жамевю. Получив премию, Мулен и O’Коннор хором многократно произнесли слово the.
Инженерная механика: паук-некробот
Сотрудники Университета Райса Дэниел Престон (Daniel Preston) и Ти Фэй Яп (Te Faye Yap) вместе с коллегами удостоились Шнобелевской премии по инженерной механике. Исследователи провели эксперимент: они взяли мертвого паука-волка и превратили его в пневматический захват. Для этого исследователи ввели иглу в брюшко беспозвоночного и присоединили к ней шприц.
Повышая и снижая давление внутри тела животного, они заставляли его конечности сжиматься и разжиматься. Это позволило поднять предметы, которые в 1,3 раза тяжелее и в 2,6 раза объемнее самого паука. Описание необычного устройства, которое авторы назвали некроботом, было опубликовано в журнале Advanced Science. Новость о нем можно прочитать и на нашем сайте.
Исследователи получили премию от Барри Шарплесса (Barry Sharpless), Нобелевского лауреата по химии за 2001 и 2022 годы. Вручая награду, он признался, что боится пауков.
Здравоохранение: диагностический унитаз
Премия в области общественного здравоохранения досталась команде исследователей под руководством Пак Сынмина (Seung-min Park) из Стэнфордского университета. Они разработали умный унитаз, который оснащен большим количеством датчиков, благодаря чему способен выявлять проблемы со здоровьем по цвету, скорости потока и объему мочи и консистенции кала. Кроме того, устройство умеет проводить биохимический анализ по десяти биомаркерам. А пользователей унитаз узнает по отпечатку пальца на кнопке смыва или сканируя задний проход. По словам создателей, это устройство было бы особенно полезным для людей, предрасположенных к некоторым видам рака и синдрому раздраженного кишечника.
Пак получил приз от Ардема Патапутяна (Ardem Patapoutian), обладателя Нобелевской премии по физиологии за 2021 год (тот надел на церемонию футболку с изображением унитаза). Свежеиспеченный шнобелиат выразил надежду, что благодаря устройствам, подобным умному унитазу, здоровье людей можно будет отслеживать каждый раз, когда они идут в туалет. Он посвятил премию своему наставнику Сандживу Гамбиру, который скончался в 2020 году.
Коммуникации: дерепан модаз ыровогзар
Команда Адольфо Гарсиа (Adolfo García) из Университета Сан-Андрес в Буэнос-Айресе удостоилась премии в области коммуникаций за работу по изучению специалистов по говорению задом наперед. Эксперименты показали, что этим людям проще по сравнению со средним человеком произносить в обратном порядке отдельные слова и целые предложения длиной до двенадцати слов. Кроме того, у них оказалось лучше развито серое вещество головного мозга и области, отвечающие за фонологические и зрительные операции. При этом, судя по всему, нейрофизиологическая основа необычной способности у каждого испытуемого разная.
Адольфо Гарсиа и его коллега Мария Хосе Торрес-Приорис (María José Torres-Prioris) из Университета Малаги получили приз от Эстер Дюфло (Esther Duflo), Нобелевской лауреатки 2019 года по экономике. Дюфло заметила, что в ее родной Франции есть богатая традиция произносить слова наоборот: например, в прошлом так поступали бунтовщики, а сейчас — молодежь. Гарсиа ответил, что в Аргентине, откуда он родом, искаженные подобным образом слова используются в тюремном жаргоне, а Торрес-Приорес упомянула город на Канарских островах, жители которого говорят задом наперед.
Медицина: подсчет волосков в ноздрях трупов
Кристина Фам (Christine Pham) из Калифорнийского университета вместе с коллегами решили выяснить, сколько волосков растет в каждой ноздре у человека. Это совсем не праздный вопрос: дело в том, что некоторые люди, страдающие от очаговой алопеции, теряют волоски в носу, что повышает их уязвимость к инфекциям и вызывающим аллергию частицам. Не обнаружив ответа в книгах по анатомии, Фам с коллегами решили изучить вопрос самостоятельно и подсчитали количество и длину волосков в ноздрях двадцати трупов из медицинской школы в Южной Калифорнии. Оказалось, что в левой ноздре в среднем 120 волосков, а в правой — 112 (а их длина составляет от 0,81 до 1,035 сантиметра). За эту самоотверженную работу исследователи удостоились Шнобелевской премии в области медицины.
Награду вручил Эрик Маскин (Eric Maskin), лауреат Нобелевской премии по экономике за 2007 год. Он спросил у Фам, почему в левой ноздре волосков больше, чем в правой. Та ответила, что на самом деле различие в количестве волосков между ноздрями одного человека статистически недостоверно, так что можно считать, что их примерно поровну справа и слева.
Питание: электрические специи
Хомэи Миясита (Homei Miyashita) из Университета Мэйдзи и Хироми Накамура (Hiromi Nakamura) из Токийского университета получили премию в области питания за исследование, посвященное тому, как менять вкус напитков и блюд с помощью электрических трубочек для питья и палочек для еды. Ученые выяснили, что с помощью электрической стимуляции можно воздействовать на рецепторы на человеческом языке и вынуждать мозг думать, будто он ощущает различные вкусы. Этот принцип можно использовать, например, чтобы заставить пищу казаться более соленой и за счет этого сократить потребление соли.
Работа Мияситы и Накамуры была опубликована еще в 2011 году. За это время электрифицированные столовые приборы так и не вошли в нашу жизнь — зато появилось множество их прототипов разной степени причудливости. Например, мы рассказывали о кружке, которая передает вкус лимонада, и палочках для еды и миске, делающих еду соленой или кислой. Сам же Миясита несколько лет назад представил дисплей, позволяющий не только видеть выводимые на него объекты, но и чувствовать их вкус.
Премию вручил Питер Доэрти (Peter Doherty), лауреат Нобелевской премии по физиологии 1996 года. А Миясита и Накамура продемонстрировали свои новые разработки: электрифицированные вилку, ложку и миску. Кроме того, они обсудили ощущение, которое возникает, когда полижешь батарейку.
Образование: наука скуки
Школьники и студенты часто скучают на уроках и лекциях, что отрицательно сказывается на их мотивации и успеваемости. Кристиан Чан (Christian Chan) из Гонконгского университета вместе с соавторами решили выяснить, какие факторы усиливают скуку при обучении. Опросив 437 школьников и 17 их учителей, исследователи пришли к выводу, что когда учитель скучает во время занятий, скука учащихся усиливается — и их мотивация падает. В другой работе Чан с соавторами продемонстрировали, что простого ожидания, что лекция будет скучной, достаточно, чтобы усилить вызываемую ей скуку. Эти исследования были удостоены премии в области образования.
Премию вручал нобелевский лауреат по химии 2008 года Мартин Чалфи (Martin Chalfie). Он предложил делать вводные занятия университетских курсов как можно более скучными, чтобы сразу отсеивать немотивированных студентов. Однако Вейнард ван Тилбург (Wijnand Van Tilburg), один из новоиспеченных шнобелиатов, возразил, что в науке необходимы разные люди — и те, что не подвержены скуке, и те, что легко ей поддаются.
Психология: сколько прохожих присоединятся к зевакам
Премии в области психологии были удостоены Стэнли Милгрэм (Stanley Milgram), Леонард Бикман (Leonard Bickman) и Лоуренс Берковиц (Lawrence Berkowitz). Они получили награду за работу, опубликованную в далеком 1969 году. В ней исследователи экспериментально проверили, сколько прохожих, заметив одного или нескольких задравших наверх голову людей, остановятся и станут вместе с ними смотреть, например, на здание. Оказалось, что чем больше людей в изначальной группе, тем бóльшая вокруг них соберется толпа.
Леонард Бикман получил премию от нобелевской лауреатки 2018 года по химии Фрэнсис Арнольд (Frances Arnold). Она сказала, что хотела бы повторить этот эксперимент со своими студентами, многие из которых слишком редко бывают на солнце.
Физика: нерестящиеся анчоусы перемешали океан
Шнобелевская премия по физике досталась группе ученых под руководством Бийето Фернандеса Кастро (Bieito Fernández Castro) из Саутгемптонского университета. Летом 2018 года исследователи оценивали турбулентность океана у северного побережья Испании. Они обнаружили, в ночные часы турбулентность усиливается в 10–100 раз — причем этот эффект нельзя было объяснить приливами или ветром. Потратив две недели на решение загадки, ученые пришли к выводу, что турбулентность порождают многочисленные стаи анчоусов, которые поднимаются к поверхности океана для нереста. Результаты исследования демонстрируют, что живые существа могут способствовать перемешиванию слоев воды в океане.
Премию вручил лауреат Нобелевской премии по физике за 2001 год Вольфганг Кеттерле (Wolfgang Ketterle). Он выразил надежду, что благодаря этой награде у Кастро и его коллег не будет проблем с получением финансирования на новые исследования.
Разглядываем мош глазами физика
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
Я любил и продолжаю любить рок-концерты. В студенчестве мне нравилось поорать песни и поколбаситься под них с друзьями, сейчас я предпочитаю смотреть и слушать концерты сидя. Но ни тогда, ни сейчас я не понимал слэм — когда разгоряченные фанаты устраивали непонятную толкучку в середине танцпола. В моей компании были люди, которые обожали так делать. Я вспоминаю 2011 год: музыканты из System of a Down снова объединились после многолетнего творческого отпуска, отправились в европейское турне и посетили Москву. На тот момент это был самый большой рок-концерт, на котором я побывал, и, конечно, там был слэм. Один мой приятель с удовольствием в этом участвовал, и когда он «выныривал» оттуда и возвращался к нам, он был счастлив. Понять его счастья я не мог, но беспорядочное на первый взгляд движение людей — меня заинтересовало. Такое ли оно беспорядочное? Ритуальный хаос Редкий концерт рок-группы, играющей в каком-либо из тяжелых стилей вроде хардкор-панка или хэви-метала, обходится без громкой и быстрой музыки, мерцающего освещения и употребления психотропных препаратов. Все это настраивает на то, чтобы выпустить энергию и получить свою дозу адреналина за счет физической активности. Слэм или мош — хаотический танец посреди толпы зрителей — как будто вполне закономерное следствие такого настроя. Опросы показывают, что для одних слэм — это сублимация агрессии в безопасной форме, для других — способ выразить одобрение играющей группе. А третьи — считают, что такое поведение удовлетворяет потребность в безопасности и приобщении к группе, поскольку взрослые участники моша строго придерживаются этикета и учат правилам младших. В частности, мош строго доброволен: неформальные правила запрещают насильно затягивать в толпу танцующих того, кто этого не хочет. Правила предписывают помогать упавшим и уважать товарищей, объясняют, как выбрать одежду, чтобы был меньше риск упасть или поцарапать других фурнитурой. Антропологи считают, что этикет моша схож с ритуалами племен Папуа Новой Гвинеи: в обоих случаях старшие обучают младших правильно танцевать под катарсическую музыку. Но когда я — физик — смотрю на двигающихся в толпе людей, я скорее думаю об их сходстве с атомами или молекулами в газе или в жидкости, чем о ритуальных практиках жителей Новой Гвинеи. И не я один: например, движение пешеходов довольно часто исследуют с помощью гидродинамических или сыпучих моделей. Это работает, поскольку люди в движущейся толпе, независимо от того, спешат они на работу или убегают от опасности, не задействуют сложные системы принятия решений. Они могут быть погружены в свои мысли или наушники и идти «на автомате», могут стараться как можно быстрее покинуть опасное место. Их движением управляют простые мотивы, и поэтому понятно, как их моделировать. В этом смысле толпы людей мало отличаются от стада баранов. Такие модели — не просто игра ума. С их помощью можно проектировать более удобные для перемещения города или снижать риск давки во время чрезвычайных ситуаций. Но в отличие от путешествия на работу или бегства от опасности, мош ненаправлен. Мошерам никуда не надо. Их ничто не притягивает и ничто не отталкивает. Кроме того, мошпиты — так называются области на танцполе, где происходит мош — образуются на концертах спонтанно. В какой-то момент люди на танцполе самопроизвольно начинают толкаться. Иногда мош могут инициировать сами музыканты, но никогда нет явно выраженного лидера, который управляет мошем, указывая, кому как двигаться. Впрочем, хаотическое движение мошеров может так же спонтанно приобрести менее беспорядочный характер. Например, иногда участники, не сговариваясь, начинают бегать по кругу, образуя сёрклпит (circle pit). Люди становятся похожи на стаи рыб (или роборыб), собирающихся в цилиндрические косяки. Поэтому и модели, описывающие мош и слэм, должны принципиально отличаться от тех, которые традиционно используют для исследования толп. Исследовали ли физики мош? Я вышел в интернет с таким вопросом. Остывающие гуманоиды Оказалось, что такое исследование было, но всего одно. Его первый автор, физик Джесси Сильверберг любил посещать рок-концерты во время обучения в аспирантуре в Корнеллском университете. В то время он активно интересовался вопросами механики и самоорганизации, и идея нового исследования пришла ему в голову во время наблюдения за пляшущими фанатами хэви-метала. Вместе с коллегами он стал отсматривать видеоролики на YouTube с записями слэма, моша и других характерных танцпольных явлений и искать среди них те, которые легко обработать с помощью компьютерного зрения. Из сотни просмотренных роликов таких нашлось всего шесть штук. Компьютер отследил перемещение каждого участника на видео и построил карту скоростей в зависимости от времени. Первое открытие, которое сделали физики, заключалось в том, что для слэма, в котором люди только толкаются, скорости участников подчинялись двумерному распределению Максвелла — Больцмана, тому самому, которое характеризует [note=2842|равновесные] газы. Более того, каждому мошпиту удалось сопоставить температуру и посмотреть, как он [note=2843|остывает]. Этот результат удивил физиков, ведь опыт исследования человеческих толп в экстремальных условиях показывает, что к ним неприменима равновесная статистика. Кроме того, люди на танцполе расположены гораздо плотнее, чем атомы или молекулы в типичном газе. Чтобы понять, почему графики показывают то, что показывают, авторы промоделировали мош численно. Мошеры в этой модели в виде мягких кружочков толкались на двумерном танцполе. Человечки получили название «мобильных активных смоделированных гуманоидов» (mobile active simulated humanoid, сокращенно MASH). Физики поделили всех MASH’еров на две группы: пассивных и активных, то есть слэмящихся. На активных участников — их авторы поместили в центр танцпола — действовали четыре силы: упругая сила отталкивания, сила тяги вдоль вектора своей скорости, группирующая сила, которая подстраивала скорость человечка под скорости соседей, и дополнительная случайная сила. Пассивные MASH’еры участвовали только в упругом отталкивании. Моделирование показало, что исход симуляции зависит от баланса между тягой мошеров собраться в группу и столкновениями, разрушающими порядок. Когда столкновения происходили достаточно часто или с достаточно большой силой, мошпит напоминал колбу с газом. В противном же случае в толпе начинали образовываться вихри — сёрклпиты — и фанаты становились больше похожи на жидкость. Другими словами, толпа испытывала фазовый переход между «газообразным» и «жидким» состоянием по мере того, как фактор коллективности доминировал над случайностью столкновений. Переход можно было заметить и по изменению статистики скоростей — равновесное больцмановское распределение превращалось в неравновесное, менялся и характер корреляции скоростей. Примечательно, что симуляции с «жидким» исходом делились ровно пополам на две группы в зависимости от того, запускался ли сёрклпит по или против часовой стрелке. Анализ же видеороликов показал другую статистику: 95 процентов против и 5 процентов по часовой стрелке. По данным со своей небольшой выборки авторы предположили, что асимметрия не зависит от того, правосторонее или левостороннее движение на дорогах в стране, в которой проходил концерт, а вызвана разницей между левшами и правшами. В ожидании пого И все же стоит помнить: omnis comparatio claudicat — всякая аналогия хромает. К исследованию Сильверберга и его коллег это относится в полной мере. В первую очередь нужно сказать, что «температура» моша, которую выводят физики, — это просто статистический параметр, отличный от меры средней кинетической энергии, принятой в физике газов. Авторы никак не комментируют «остывание» мошпита, но из общих соображений можно утверждать, что этот процесс не следует интерпретировать как обмен энергией с неким резервуаром. На снижение «температуры» надо смотреть под бытовым углом: люди побесились и устали или им надоело — их скорость снизилась. Авторы также не пытались сопоставить увиденное на Youtube с результатами моделирования. Да это, наверное, и невозможно в силу сложности людей как объекта исследования. В модели человечков присутствуют четыре силы, но не ясно, где в живых людях эти силы искать. Но главное физики сделали: описали статистику реальных мошеров и воспроизвели особенности этой статистики в модели. Своим исследованием Сильверберг сотоварищи поделились на страницах журнала Physical Review Letters в 2013 году. К сожалению, за последующие десять лет новых серьезных исследований поведения слэмящихся на концертах не появилось. Например, без заботливого внимания уравнений остались такие формы поведения на танцполе как cтена смерти, пого, краудсерфинг и многое другое. Хотя пользу такие работы принести бы могли. Наблюдение за мошем — это один из немногих способов этично исследовать экстремальное поведение толпы. Результаты исследований помогли бы уменьшить число жертв из-за давки или иных причин во время чрезвычайных ситуаций. Например, в 2006 году более 300 человек погибло из-за давки во время одного из ритуалов хаджа. Примечательно, что ритуал включает в себя хождение по кругу и этим напоминает сёрклпит.
