Бавната наука

Всички знаем, че науката не е нещо за един ден, но изследванията обикновено се водят в сравнително кратки срокове, разбити на отделни експерименти или самостоятелни проекти, подпомогнати и от схемата на финансиране на съвременната наука. Но има и такива изследвания, например изучаването на човешкия живот като цяло или смущенията в земната кора. Едни произвеждат стотици статии на година, а други – само една точка от изследванията за десетилетие.

Сп. Nature е подготвило материал за подобни паметници на далновидността, търпението и самоотвержеността на учените. Предлагаме ви го с някои съкращения.

400 години преброяване на слънчевите петна

Астрономите следят петната на Слънцето, откакто са изобретили телескопа – съхранени са дори записи от самия Галилей. През повечето време изследователите не знаели що за явление е това и не се досещали за съществуването на магнитни полета в природата. Едва през 1848 г. швейцарският астроном Рудолф Волф започнал да провежда системни наблюдения и разработил формулата, която и до днес се използва за изчисляване на слънчевите петна – числото на Волф – и дава представа за изменението на слънчевата активност с течение на времето.

Центърът за анализ на данните за слънчевите въздействия при Кралската обсерватория в Белгия води отчет на слънчевите петна по снимки и рисунки на над 500 наблюдатели от 1700 г. Тези данни имат неоценимо значение за прогнозиране на слънчевата активност, отбелязва Лейф Свалгард от Станфордския университет (САЩ).

Активността очевидно отслабва и отново набира сили в продължение на 11 години и потоците заредени частици, които слънчевите петна изхвърлят в Космоса, могат да влияят на работата на спътниците и наземната електроника. Подобни данни помагат на изследователите да разберат причините на слънчевия цикъл и да уточнят прогнозите на особено активните изригвания. „Колкото по-дълго продължава наблюдението, толкова по-добре се проверяват хипотезите”, подчертава Свалгард. Всяка година около 200 статии цитират данните за слънчевите петна и те са посветени не само на физиката на Слънцето, но и на геомагнетизма, атмосферата, климата.

Този летопис съществува изключително благодарение на ентусиазма на учените. Всеки месец белгийският център обработва данни, получавани от 90 наблюдатели. Две трети от тях са любители с телескопи, не по-мощни от тези, които са били използвани преди сто години. И макар че центърът има международно значение и е признат от Международния научен съвет, той не получава финансиране от тази организация. Освен шефа на центъра Фредерик Клет там на половин щат работи само още един човек, който в свободното от тази база данни време се подвизава като астроном в Кралската обсерватория на Белгия.

Клет не се оплаква – той се увлича от „сътрудничеството” с колегите си, живели преди сто години. Например той твърди, че макар наблюденията на Галилей неравномерно да са обхващали Слънцето (астрономът повече се интересувал от планетите и от други вещества), неговите рисунки позволяват да се съди за магнитната структура на група слънчеви петна, както и за размера и наклона на дипола на звездата. С други думи, от тези рисунки може да се извлече точно толкова информация, както и от чертеж, направен днес.

Изследователят е поразен от силата на предвиждането на своите предшественици. Те добросъвестно са записали видяното, смятайки, че то ще послужи впоследствие. „Това е фундаментален аспект на науката – да не се притесняваш за крайния резултат”, казва ученият.

170 години наблюдения на Везувий

Макар че вулканът е активен постоянно, веднъж на няколко хиляди години той изнася особено ефективни представления. Последния път Везувий е унищожил Помпей и Херкулан през 79 година, а 3800 години по-рано е залял цялата територия на съвременен Неапол.

Обсерваторията Везувий е най-старата в света изследователска станция за наблюдение. Тя е открита през 1841 г., за да предупреждава за надвисналата опасност, на 600 метра нагоре по склона – достатъчно далече от върха, за да не долита до нея изхвърленият боклук, и достатъчно високо, за да не я залее лавата. Станцията е прокарала пътя на съвременната вулканология и геология, смята сегашният й директор Марчело Мартини.

Мачедонио Мелони, първият шеф на обсерваторията, е станал пионер в изучаването на магнитните свойства на лавата, което било от голяма полза в следващите изследвания на палеомагнетизма – историята на магнитното поле на Земята.

През 1856 г. вторият директор – Луиджи Палмери, изобретил електромагнитния сеизмограф, по-чувствителен към вибрациите на земята от предишните апарати, което му позволило да предсказва изригванията. Именно на тази обсерватория е задължен светът за значителна част от уредите, използвани и до днес за мониторинг на вулканите. В началото на ХХ век например Джузепе Меркали е разработил скàлата за класификация на вулканичната активност.

Но самата станция вече не играе тази роля, за която е била предназначена.

„Преди е било важно да си колкото се може по-близо до мястото на действието, но днес това не е необходимо”, отбелязва Харалдур Сигърдсън от университета на Роуд Айлънд (САЩ). Мониторингът сега се води отдалечено – с датчици, а данните постъпват в лабораторията на Националния институт по геофизика и вулканология в Неапол. През 1970 г. историческата сграда е превърната в музей.

Станцията е направила много не само за науката, но и за защитата на населението – например предупредила е за изригването през 1944 г. Неаполската обсерватория, където учените дежурят денонощно, следи и остров Стромболи, разположен на север от Сицилия, калдерата под Флегрейските полета на запад от Неапол и остров Иския.

Впрочем Сигърдсън пояснява, че бъдещето на вулканологията не е в поставянето на датчици на вулканите, вече известни със своята опасност, а в спътникови радиолокационни наблюдения за цялостен мониторинг на деформацията на повърхността на Земята. „Трябва да се движим в посока формиране на международно съгласувана система за следене на вулканичната активност, която обхваща целия свят, а не само на склоновете на вулканите”, смята специалистът.

90 години изучаване на гениите

През 1921 г. психологът Луис Терман от Станфордския университет (САЩ) започнал да следи над 500 надарени деца (те били определяни с IQ тестове, разработени от самия Терман въз основа на работата на френския му колега Алфред Бине), родени между 1900 и 1925 г. Това било едно от първите в света продължителни изследвания и днес това е най-дългата хроника на човешкото развитие, в която са включени сведения за семейния живот, образованието, интересите, способностите и личностните качества.

Терман искал да опровергае разпространеното мнение, че надарените деца често боледуват и не могат да подредят живота си. Социологията в тези години не била толкова строга както днес, но дори според мерките на онова време изследването било доста необмислено. Тествани били само деца, посочени от техни учители, и над 90% от тях били от висшите и средните слоеве на обществото. Терман включил в изследването и собствените си деца. Освен това той пишел препоръчителни писма на „термитите” си, както започнали да ги наричат, и помогнал на някои от тях да попаднат в Станфорд.

Когато децата пораснали, Терман с удовлетворение отбелязал, че те са толкова здрави и щастливи, както и другите хора. Впоследствие учените неведнъж се обръщали към този експеримент. Например през 1980 г. Джордж Вейлант от Харвардската медицинска школа решил да попълни данните на Терман със собствено дългосрочно изследване и пристъпил към събиране на информация за смъртта на „термитите”.

Възползвайки се от тези записи, Ховард Фрийдман от Калифорнийския университет в Ривърсайд (САЩ) направил едно от най-важните открития, за които може да благодари на Терман. Той доказал, че добросъвестността (по-точно предпазливостта, търпението и благоразумието) и в детството, и в зрелостта са ключов психологически фактор за дълъг живот, способен да подари на човека шест или седем години отгоре.

85 години в чакане на капката

През 1961 г., на втория си ден от работата в Куинсландския университет (Австралия) физикът Джон Мейнстоун се натъкнал на странен експеримент, който спокойно и незабелязано си стоял в шкафа вече 34 години. Оттогава е минал повече от половин век, а той продължава да го наблюдава.

Всичко започнало с първия професор по физика на университета – Томас Парнел, който решил да покаже на студентите, че парче дзифт (катранен дестилат, толкова крехък, че при достатъчно ниска температура може да се разбие с чук) е способно да се държи като течност. Образецът бил поставен в стъклена конструкция, напомняща пясъчен часовник, и трябвало да се чака, докато закапе. И наистина капело – веднъж на 6-12 години. Деветата капка Мейнстоун очаква в края на тази година.

Уникална снимка. Общо шест капки. Днес вече са осем.
© University of Queensland

Не може да се каже, че експериментът е довел до сензационно откритие. За 86 години той е породил само една статия, в която се съобщавало, че дзифтът е 230 млрд. пъти по-гъст от водата. А през 2005 г. проектът си заработил Шнобелова награда.

И все пак това също е наука, макар че при нея не всичко е ясно. Досега никой не е успявал да види със собствените си очи падането на капката. Камерата, с която следели експеримента, се счупила точно преди капката да капне за пореден път – през ноември 2000 г. Затова не е известно как точно тя се откъсва от останалото парче. Освен това не е изучено влиянието на времето върху експеримента, климатичните системи и вибрациите при ремонтите на сградата.

Мейнстоун смята, че ценността на експеримента следва да се търси в областта на историята и културата, а не на науката – той вдъхновява скулпторите и литераторите към размишления за течението на времето и темповете на съвременния живот. Освен това той е паметник за приемственост в науката.

„Докато светът преживява криза след криза, ние продължаваме да вършим своята работа”, казва ученият. И съдейки по размера на образеца, той ще капе още сто и петдесет години. За щастие 78-годишният изследовател вече си е намерил приемник.

Източник: Nature News